線路測量RTK基準站誤差的影響因素及處理

孫志峰

摘要：在當前的社會發展和城市建設當中，線路測量是一項十分重要的工作。在線路測量當中，RTK技術是一項較為常用的技術，在實際應用中也發揮了十分良好的效果。不過，在某些線路測量中，RTK基準站存在誤差現象，會對最終的測量結果產生影響。基于此，本文首先分析了RTK誤差源，然后分析了RTK基準站的誤差影響，最后對RTK線路測量的策略進行了闡述。

關鍵詞：線路測量；RTK基準站；誤差；影響因素；處理

前言：在當前的線路測量工作中，高精度GPS實時差分定位RTK技術具有十分廣泛的應用。相比于靜態的GPS定位技術，RTK技術具有更為良好的靈活性、高效性，同時具有更為復雜的數據采集處理工藝及系統結構。在該技術的實際應用當中，在與基準站參考基準實時相對定位當中，可能會發生一定的誤差，從而對RTK作業精度、作業可靠性等造成不良影響。基于此，應當明確RTK基準站誤差的影響因素，并采取有效的措施進行處理，以確保RTK線路測量的準確性。

一、RTK的誤差源分析

RTK技術作為一種實時動態差分GPS衛星測量技術，其依據基礎使載波相位觀測量。利用GPS接收機，對基準站差分信息、衛星發送信息進行接收，對地面點三維坐標進行確認，從而實現RTK定位點坐標測量。在實際作業過程當中，基于已知的點，對基準站進行設立，并對GPS接收機進行架設[1]。對于觀測采集到的載波相位觀測量，進行基準站電臺載波的調制，然后利用基準站電臺，向流動站發送測站坐標信息及調制波。從RTK作業模式當中能夠看出，RTK在實際應用中具有很長的作業距離，因而容易造成RTK基準站誤差。

二、RTK基準站誤差影響

（一）地球曲率因素

對于線路測量RTK基準站的誤差問題來說，一個不可忽視的因素就是地球曲率的因素。例如，如果是在平均高程較大的測區，或是6°帶、3°帶、分界子午線附近設定基準站，將會產生較大的投影形變。例如，如果流動站、基準站之間相隔15公里的距離，則△d=d3/3R2≈±3厘米；△d/d=d2/3R2≈1/500000。因此能夠得知，地球曲率對于RTK基準站具有1：50萬的影響相對誤差。因此，如果是超過了15公里的距離，則需要對地球曲率的影響因素進行考慮。

（二）基準站已知坐標誤差

擬合殘差的大小，對基準站點位精度有著直接的影響，也是容易造成RTK誤差的重要因素[2]。結合公路控制網測試精度標準，以及全站儀、GPS相對靜態定位等高精度、先進可靠的測量技術，在城市一二級控制網、四等網等方面，基本上能夠達到±1厘米到±5厘米之間的精度。在進行作業之前，如果進行相容檢驗、剔除等操作，則能夠控制在±3厘米的擬合殘差。

（三）基準站載波相位誤差

在RTK定位當中，對載波相位差分法進行應用，利用基準站利用數據鏈向流動觀測站直接發送載波相位。流動站對歷元初始化進行靜態觀測，并對相位模糊度進行求解。通過求差對流動站精確位置坐標進行求解，同時利用求差法還能計算出載波相位的坐標[3]。對于衛星鐘差的影響，可利用單差方程求解進行消除。對于接收機的鐘差求解，則可以利用雙差方程求解進行消除。對于整周相位模糊度問題，可以通過三差方程的求解進行解決。因此在載波相位差分法RTK定位當中，不能僅僅對單差和雙差方程求解進行求解，更為重要的是對初始整周模糊度問題加以解決。

（四）基準站載波修改值誤差

在RTK定位當中，對于載波相位修正法進行應用，通過衛星星歷，對已知基準站精確坐標、以及衛星具體位置，進而對基準站、衛星之間的精確真實距離進行計算，最終得出偽距載波相位改正數。基準站利用數據鏈向流動觀測站發送載波相位改正數，從而對其載波相位進行修正，對流動站的精確位置坐標進行求解。采用逼近法，能夠對載波相位改正數進行解算。在當前RTK技術中，通常對FARA方法進行應用。對雙頻接收機RTK定位進行應用，在測量中，避免衛星失鎖，通常由90%的概率得到整數的初始整周未知數。

三、RTK線路準確測量的策略

在RTK線路測量當中，由于通常具有很長的組野距離，因此，導致了線路測量RTK基站容易發生誤差情況。對此，在線路測量當中，可以對復合雙絞線型RTK線路測量控制網的布設方案進行引用，從而確保精確度滿足高程、平面的要求。應當在已知點、控制點對基站進行假設，從而對最為理想的觀測窗口進行確保。同時，如果流動站、基站之間超過了15公里的距離，應當對基準站距離的歸化、歸算問題進行思考[4]。采用初始整周未知數固定搜索算法，具有良好的穩定性和精度，在RTK定位當中，要避免衛星失鎖。采用已知坐標，對基準站進行相容性檢驗剔除，使基準站已知坐標具有更好的可靠性、精度。在轉換坐標的過程中，應對七參數加以運用。在測量之前，應當在雙絞控制網點檢核流動站。如果原GPS控制點無法滿足要求，利用RTK技術對控制點加密。同時，對移動基準站GPS載波相位差分技術進行應用，縮小移動站、基準站之間的距離。

結論：在線路測量工程當中RTK技術具有十分明顯的應用優勢，能夠完成帶狀地形圖測量、橫斷面測量、縱斷面測量等工作任務。而在RTK線路測量工作中，由于一些因素的影響，容易造成線路測量RTK基準站的誤差，進而對最終結果產生影響。因此，首先要明確誤差源，并對誤差影響因素進行分析，最后采取有效的方法和策略進行處理，確保測量結果的準確性。

參考文獻

[1]李月華，靳海亮，苗保亮，鄭艷慧，賈露. RTK技術在道路工程測量中的應用研究[J]. 測繪與空間地理信息，2012，06：67-70.

[2]申亞鵬，馬廷剛，龍文彬，田慶豐，黃定軍. RTK在城市規劃建設測量中的應用[J]. 測繪與空間地理信息，2013，11：113-115.

[3]李曉露，林書本，任建英. GPS RTK技術在大型露天礦山測量中的應用[J]. 中國高新技術企業，2010，09：35-37.

[4]張東，梁勇，劉紀平，葛帥. RTK技術在控制測量與大比例尺測圖中的應用研究[J]. 全球定位系統，2010，04：31-34.