测绘工作中GPS—RTK技术探讨与应用 论文发表网

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　吴争吴娟
　　济宁市国土资源局任城区分局山东济宁272000
　　【摘要】：当前在测绘工作中，GPS-RTK以其定位精度高、效率快、不要求点位相互通视、自动化程度高、误差积累小、测绘成果统一、操作简单、全天候等优点，在测绘各个领域被广泛运用。GPS-RTK是实时快速动态定位且目前精度最好的差分测量技术已比较成熟。本文根据在野外测量中发现的情况进行了有针对性的论述。
　　【关键词】：GPS-RTK；参数分析；高程测量；注意问题
　　1、RTK测量的原理、误差分析及参数转换
　　1．1定位方法概述
　　在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，自身也要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，瞬时得到定位结果。基准站和流动站必须保持4颗以上相同卫星相位的跟踪和必要的几何图形，流动站则随时给出厘米级定位精度，其流程如图1所示。
　　
　　1．2定位误差分析
　　在GPS-RTK定位过程中，存在着3部分误差。第1部分是每一个用户接收机所公有的。例如，卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差、传播延迟误差等。第2部分为各用户接收设备所同有的。例如内部噪声、通道延迟轨道误差、天线相位中心变化、接收机位置误差、信号干扰、多路径效应、天线姿态误差、气象因素等。第3部分为基准转换误差。例如已知控制点的误差、坐标系统转换误差、大地水准面差距的内捕误差等。第1部分误差中卫星钟误差、星历误差通过差分技术可以完成消除，电离层误差、对流层误差、传播延迟误差可以大部分消除，但其残余误差会随着流动站至基准站距离的增大而加大；第2部分误差中天线相位中心变化可以消除，其余部分要采用专门措施加以削弱，其残余误差有时对RTK影响非常严重。第3部分误差要采取严密的转换模型和高质量的起算数据，运用检核的办法来验证其精度。
　　1．3求取测区坐标的转换参数问题合理选择控制网中已知的WGS-84和北京54
　　坐标(或地方独立坐标)以及高程的公共点，求解转换参数，为RTK测量作好准备。选择转换参数时要注意以下几个问题：
　　①要选测区四周及中心的控制点，均匀分布。为提高转化精度，最好选3个以上的公共点，利用最小二乘法求解转换参数。
　　②在GPS-RTK作业前，一般情况下已布好本区GPS基础控制，根据内业计算得到各个控制点的WGS-84坐标和当地坐标，在内业计算得到坐标转换参数，直接将参数输人RTK控制手簿，这种方法算得的参数较准确。
　　③在有国家控制点高斯坐标无GPS控制资料的情况下，可以利用流动站在控制点现场逐点进行WGS84定位测量，观测时间不少于5min，当不少于三点测量完成后，即可利用控制手簿解算出坐标转换参数，并利用坐标转换参数将WGS-84坐标自动转换为北京54坐标。
　　④在内业计算七参数转换时，无专业软件可将WGS-84系坐标和54系的公共坐标代入布尔莎或其它转换模型，得到误差方程矩阵。利用EXCEL中的MINVERSE(array)和MMULT(ar—ray)函数分别返回矩阵的逆矩阵和两矩阵的乘积，进而求得七参数。或用Matlab软件也较容易求取七参数。
　　2、高程测量的方法、措施及应用分析
　　2．1GPS-RTK高程测量的方法
　　GPS-RTK由于受区域性似大地水准面的精度、坐标系统不一致性的影响，其高程精度一直被认为不可靠。因此，GPS-RTK在我国高精度高程测量中应用较少。
　　若使用本地区参考椭球面为基准，还应考虑到本地椭球面与WGS一84椭球面之间的差异。因为GPS—RTK测得的是以WGS一84椭球面为基准的大地高，所以要顾及两椭球面之间的高程异常差。
　　高程异常的确定方法，可以分为几何解析法和重力法两类。几何解析法是用一个一次或高次的解析多项式拟合出测区的似大地水准面，进而内插出GPS-RTK点