廣州網(wǎng)絡(luò)RTK在工程實踐中的精度檢驗

蘇積標(biāo)，劉洋

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東廣州 510060)

廣州網(wǎng)絡(luò)RTK在工程實踐中的精度檢驗

蘇積標(biāo)?，劉洋

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東廣州 510060)

介紹了廣州網(wǎng)絡(luò)RTK(GZCORS)的工作原理以及在該系統(tǒng)下RTK測量對已知點實際檢測數(shù)據(jù)的精度分析。

網(wǎng)絡(luò)RTK；精度檢驗

1 引 言

隨著測量技術(shù)的發(fā)展，GPS－RTK測量逐步取代了工程測量的傳統(tǒng)手段，如三角網(wǎng)測量、邊角網(wǎng)測量、導(dǎo)線測量，成為當(dāng)今控制測量的主要手段，RTK測量亦由最初的單機(jī)站配流動站或多機(jī)站配流動站發(fā)展到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)RTK測量。GZCORS始建于2006年，其8個GPS連續(xù)運行基準(zhǔn)站分別在位于廣州市內(nèi)五山、番禺、從化、增城、從化呂田氣象站，以及花都區(qū)規(guī)劃分局樓頂，永和中學(xué)教學(xué)樓樓頂，南沙馮馬小學(xué)辦公樓頂，構(gòu)成了可覆蓋廣州8千多平方千米的基準(zhǔn)站網(wǎng)。本文主要介紹了GZCORS的工作原理及其精度分析。

2 GZCORS的工作原理

GZCORS采用的是VRS(虛擬參考站)技術(shù)，所謂虛擬參考站技術(shù)就是各固定基準(zhǔn)站將隨時觀測到的原始數(shù)據(jù)通過通訊線發(fā)送到控制中心，RTK流動用戶在測量時，先通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送概略坐標(biāo)給控制中心，控制中心收到這個位置信息后，根據(jù)用戶的位置，由計算機(jī)自動選擇最佳的一組固定基準(zhǔn)站，根據(jù)這些站發(fā)來的信息整體改正GPS的軌道誤差，電離層對流層和大氣折射引起的誤差，將高精度的差分信號發(fā)送給流動站，這個差分信號的效果相當(dāng)于在移動站旁邊生成一個虛擬的參考基站，虛擬參考基站距離流動站非常近，可以認(rèn)為其觀測數(shù)據(jù)的各項誤差與流動站觀測數(shù)據(jù)的各項誤差相等。用虛擬參考基站的誤差來改正流動站的觀測數(shù)據(jù)，可以將影響GPS測量的各項誤差減小到最低，從而達(dá)到快速高精度定位的目的。

GZCORS和廣州似大地水準(zhǔn)面精化成果(GZGEOID)確立了廣州市的城市三維定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以讓用戶得到高精度的GPS大地坐標(biāo)和經(jīng)轉(zhuǎn)換后的廣州獨立坐標(biāo)系下的平面坐標(biāo)及正常高。GZCORS自2007年6月通過驗收投入運行，正式投入測繪生產(chǎn)使用已經(jīng)接近兩年的時間。為了規(guī)范日常生產(chǎn)的使用，廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院于2008年3月31日發(fā)布了《GZCORS——RTK城市測量技術(shù)規(guī)程》并于2008年4月1日正式實施。

3 精度檢驗

檢測數(shù)據(jù)示例 表1

按照本院《GZCORS——RTK城市測量技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)，本人使用法國GPS泰雷茲Z—MAX接收機(jī)自2008年3月至2009年5月進(jìn)行了幾十項工程及規(guī)劃測量的圖根控控制點布設(shè)，并對76個已知點進(jìn)行了108次檢測。這76個分布在從化市，蘿崗區(qū)，黃埔區(qū)，荔灣區(qū)，海珠區(qū)，番禺區(qū)的已知點等級有二等大地水準(zhǔn)面精化點(S點)、一、二、三級導(dǎo)線控制點，基本代表了廣州市各等級控制點的精度及范圍，對它們進(jìn)行符合《規(guī)程》的檢測(《規(guī)程》規(guī)定每次RTK測量作業(yè)時必需檢測不少于兩個已知點，并滿足高程較差△H≤8 cm、點位較差△s≤5 cm，超出限差要求的視為粗差，必需重測未知點及檢測點)及精度評定亦代表了所測新的控制點的精度水平。由于其中的部分點的重復(fù)檢測是在不同的觀測時段進(jìn)行，因此精度分析時把這些檢測數(shù)據(jù)作為獨立觀測量對待(76個檢測點的108次檢測較差及時間見表1)。

(1)108個檢測點中，二等點19個，一級點29個，二級點44個，三級點16個。應(yīng)用中誤差公式對它們進(jìn)行整體統(tǒng)計，分析結(jié)果如表2所示。

檢測結(jié)果1(單位/m) 表2

(2)考慮到二等點與三級點的各項精度指標(biāo)要求相差較大，現(xiàn)將二等點及三級點的各項誤差分別統(tǒng)計如表3。

檢測結(jié)果2(單位/m) 表3

從表3可見，檢測數(shù)量基本相同的情況下，檢測二等點的各項精度明顯要比檢測三級點的精度要高，相差10 mm左右。由此可見GZCORS實時動態(tài)測到的圖根控制點精度更趨向于高等級控制點。

(3)GPS衛(wèi)星時刻不停地在圍繞地球運行，而我們白天的觀測時間有限，為了分析不同時段的觀測誤差是否有所不同，現(xiàn)按工作時段進(jìn)行程統(tǒng)計分析，結(jié)果如表4所示。

檢測結(jié)果3(單位/m) 表4

從表4統(tǒng)計表明:高程測量的精度下午要比上午高，平面精度基本一樣，就廣州地區(qū)而言，下午要得到固定解觀測值比上午要困難得多，特別是14時～16時段，但上表結(jié)果說明，主要是固定解觀測值，精度是可信的，可靠的。

(4)在這76個檢測點中，二等點S023重復(fù)檢測最多，不同的時段，不同的季節(jié)，前后共測量了9次，每次的較差見表5。

從表5的簡單統(tǒng)計可以看出，不同時段的觀測值，高程及點位誤差并無規(guī)律可循，但誤差并不大且比較穩(wěn)定，都在《規(guī)程》限差要求之內(nèi)。

檢測結(jié)果4(單位/m) 表5

(5)點位誤差區(qū)間

以1 cm為精度區(qū)間，統(tǒng)計每個區(qū)間較差出現(xiàn)的幾率，并比較總體檢測數(shù)據(jù)較差及二等點(S點)檢測數(shù)據(jù)較差，列于表6。

檢測結(jié)果5(單位/m) 表6

由表6可以看出，誤差區(qū)間隔2 cm～3 cm出現(xiàn)的概率最大，誤差越大，概率越低，簡單就檢測次數(shù)不多的二等點(S點)而言，點位誤差為0 cm～3 cm的概率達(dá)到84.2%，4 cm或以下的誤差概率達(dá)到100%，所以在GZCORS系統(tǒng)下RTK測量控制點的點位精度是可靠的，是符合《規(guī)程》的，但系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性仍有提升空間。表6中△H≤8，△s≤5是《規(guī)程》中的限差要求，超出限差要求的視為粗差，必須重測未知點及檢測點，本文的引用數(shù)據(jù)全部是符合《規(guī)程》限差的第一次觀測數(shù)據(jù)。

4 總 結(jié)

廣州網(wǎng)絡(luò)RTK(GZCORS)的正常運行，使我們的日常測繪作業(yè)模式發(fā)生了質(zhì)的變化，擺脫了傳統(tǒng)單機(jī)站RTK測量流動站與基準(zhǔn)站之間的誤差隨距離的增加，可靠性和可行性也隨之降低的痼疾。從上述的精度統(tǒng)計結(jié)果可以看出無論是按等級或按時段統(tǒng)計，分布在各個區(qū)的檢測點，各項觀測精度都達(dá)到厘米級的實時動態(tài)定位精度，完全適用于城市實時控制測量，小區(qū)域大中比例尺測圖，工程放樣和工程監(jiān)測等應(yīng)用。

[1]楊光等.城市規(guī)劃建設(shè)管理的空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[J].2008年城市測量與測量工程學(xué)術(shù)經(jīng)驗交流會，P137～142

[2]TMS/SV21－A－2008.GZCORS－RTK城市測量技術(shù)規(guī)程.

[3]祁芳.CORS系統(tǒng)中RTK作業(yè)的質(zhì)量控制方法研究[J].城市勘測，2008年第4期，P66～68

Accuracy Test of GZCORS in Engineering Practice

Su JiBiao，Liu Yang
(Guangzhou Urban Planning＆Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)

This paper aims to introduce the operating principle of GZCORS，and then test its accuracy in engineering practice，which can provide worthful references for similar projects.

Network－RTK；Accuracy test

1672－8262(2010)02－91－03

P228

A

2009—06—23

蘇積標(biāo)(1966—)，男，工程師，主要從事工程測量方面的研究。