雙基站RTK平面控制測(cè)量精度探討

齊占開

（1.秦皇島市測(cè)繪大隊(duì)，河北 秦皇島 066001）

雙基站RTK平面控制測(cè)量精度探討

齊占開1

（1.秦皇島市測(cè)繪大隊(duì)，河北 秦皇島 066001）

通過工程實(shí)例給出RTK平面控制測(cè)量精度指標(biāo)，采用內(nèi)符合精度和外符合精度來具體衡量，結(jié)果證明雙基站RTK控制測(cè)量較單基站作業(yè)模式數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更高，完全能替代城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量。

雙基站RTK；平面控制測(cè)量；光電測(cè)距導(dǎo)線；內(nèi)符合精度；外符合精度

RTK（real-time kinematic）技術(shù)是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，廣泛應(yīng)用于測(cè)繪生產(chǎn)中。雖然現(xiàn)在新版《城市測(cè)量規(guī)范》（CJJ/T8-2011）已經(jīng)認(rèn)可RTK控制測(cè)量能滿足城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線的技術(shù)要求，但是RTK進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)精度到底有多高，能否具體給出衡量精度的指標(biāo)，能否進(jìn)行改進(jìn)，本文以實(shí)際工程數(shù)據(jù)對(duì)RTK平面控制測(cè)量精度進(jìn)行了探討。

1 工程概況

為滿足秦皇島市北戴河區(qū)整體控制要求，在新翻修道路濱海大道、聯(lián)峰北路布設(shè)城市一級(jí)控制導(dǎo)線網(wǎng)，新布點(diǎn)40個(gè)，平均邊長(zhǎng)約300 m。在進(jìn)行傳統(tǒng)的一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量的同時(shí)還對(duì)所有新布點(diǎn)進(jìn)行了RTK平面控制測(cè)量。為保證RTK測(cè)量的穩(wěn)定性，防止粗差并消除接收機(jī)系統(tǒng)誤差的影響，該工程采用雙基站RTK測(cè)量，即依次將基準(zhǔn)站架設(shè)在測(cè)區(qū)附近的三等GPS點(diǎn)的“Ⅲ野生動(dòng)物園”和“Ⅲ北濱海大道”上（基準(zhǔn)站至流動(dòng)站距離小于5 km）。移動(dòng)站分別采集實(shí)時(shí)坐標(biāo)，單基站使用三角架對(duì)中整平觀測(cè)2測(cè)回，轉(zhuǎn)換參數(shù)選取均勻覆蓋整個(gè)北戴河區(qū)的11個(gè)三等GPS點(diǎn)，采用布爾莎七參數(shù)模型求取，轉(zhuǎn)換坐標(biāo)殘差均小于2 cm。

2 RTK控制測(cè)量的內(nèi)符合精度

RTK平面控制測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)及計(jì)算見表1。

由表1可知，X坐標(biāo)較差絕對(duì)值最大為41 mm，最小為0，中誤差為Y坐標(biāo)較差絕對(duì)值最大為21 mm，最小為0，中誤差為點(diǎn)位中誤差為

表1 單基站觀測(cè)數(shù)據(jù)互差比較表

3 RTK控制測(cè)量的外符合精度

該工程導(dǎo)線網(wǎng)進(jìn)行傳統(tǒng)導(dǎo)線觀測(cè)時(shí)附合了周圍已有的9條四等已知邊，共組成6條附合導(dǎo)線，水平角觀測(cè)2測(cè)回，距離往返測(cè)，觀測(cè)后附合導(dǎo)線的角度閉合差、導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差均在限差內(nèi)。導(dǎo)線網(wǎng)采用化工部設(shè)計(jì)院測(cè)量平差軟件包進(jìn)行嚴(yán)密平差。經(jīng)計(jì)算，導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)角中誤差±4．12″，最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差±3．44 cm，最弱邊邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差1/24 125，滿足城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線技術(shù)要求。

單基站和雙基站中值成果與嚴(yán)密平差成果比較見表2。

表2 單基站和雙基站中值成果與嚴(yán)密平差成果比較表

假設(shè)RTK平面控制測(cè)量與傳統(tǒng)城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線是同精度觀測(cè)（以下同理），那么基站“Ⅲ野生動(dòng)物園”觀測(cè)時(shí)，X坐標(biāo)中誤差為=±13．5 mm，Y坐標(biāo)中誤差為=±5．4 mm，點(diǎn)位中誤差為基站“Ⅲ北濱海大道”觀測(cè)時(shí)，X坐標(biāo)中誤差為mx=±12．2 mm，Y坐標(biāo)中誤差為my=±6．7 mm，點(diǎn)位中誤差為m=±13．9 mm。

雙基站RTK平面控制測(cè)量成果（兩次單基站觀測(cè)數(shù)據(jù)取平均值）與嚴(yán)密平差成果比較，X坐標(biāo)較差絕對(duì)值最大為39 mm，最小為0，中誤差為=±11．2 mm；Y坐標(biāo)較差絕對(duì)值最大為19 mm，最小為0，中誤差為點(diǎn)位中誤差為

利用RTK控制測(cè)量觀測(cè)坐標(biāo)反算導(dǎo)線邊長(zhǎng)與嚴(yán)密平差成果邊長(zhǎng)比較見表3。

表3 雙基站觀測(cè)數(shù)據(jù)中值與嚴(yán)密平差邊長(zhǎng)較差比較表

由表3可知，RTK控制測(cè)量觀測(cè)坐標(biāo)反算導(dǎo)線邊長(zhǎng)與嚴(yán)密平差成果邊長(zhǎng)較差絕對(duì)值最大為21 mm，邊長(zhǎng)中誤差為邊長(zhǎng)相對(duì)誤差最大為1/133 22，有7條邊的邊長(zhǎng)相對(duì)誤差大于1/200 00，占總邊數(shù)的18%，考慮到本工程的實(shí)驗(yàn)本質(zhì),可能存在因觀測(cè)時(shí)段和觀測(cè)條件引起的觀測(cè)粗差問題，但也基本達(dá)到城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線關(guān)于最弱邊邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差的技術(shù)要求。

4 結(jié) 語

RTK控制測(cè)量誤差均勻，不存在誤差累積，大大提高了控制作業(yè)效率，省掉了后續(xù)繁瑣的數(shù)據(jù)處理工作，這是相對(duì)于傳統(tǒng)光電測(cè)距導(dǎo)線最大的優(yōu)勢(shì)。

RTK控制測(cè)量的精度可以采用內(nèi)符合精度和外符合精度來具體衡量，內(nèi)符合精度體現(xiàn)了RTK控制測(cè)量的穩(wěn)定性，減少了系統(tǒng)誤差，能有效發(fā)現(xiàn)粗差。外符合精度具體衡量了RTK控制測(cè)量的精度。通過本工程對(duì)比2種方法控制可知，雙基站RTK控制測(cè)量較單基站作業(yè)模式數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更高，因?yàn)橛懈嗟亩嘤嘤^測(cè)，精度更高，完全能替代城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量。雙基站RTK控制測(cè)量替代城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量時(shí)，理論上坐標(biāo)精度比單基站提高了倍，實(shí)際通過以上比較也得到驗(yàn)證，那么導(dǎo)線長(zhǎng)度可以相應(yīng)地減少到差不多就是城市一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng)了，這在通視條件困難區(qū)域非常重要。

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B

1672-4623（2014）04-0120-02

10.11709/j.issn.1672-4623.2014.04.042

齊占開，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楣こ虦y(cè)量。

2014-05-21。