RTK测量精度分析

丁小亮 等

摘要：GPS RTK作为21世纪的一项高新技术，因其定位精度高、测量速度快、劳动强度低等特点被广泛应用。本文就是从GPSRTK的基本原理出发，分析测量误差因素，探讨RTK在控制测量中的应用特点及精度大小。通过GPSRTK实际观测作业得到工程实践数据，再用GPSRTK实际测量的数据与常规控制测量得到的数据进行比较，分析了GPSRTK的测量精度，检验RTK是否可以满足控制测量精度要求，精度可靠程度如何。

关键词：GPS-RTK 控制 测量精度

0 引言

全球定位系统（GPS）是一种具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。RTK（Real Time Kinematic）是一种基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它可以实时提供指定坐标系中测点的三维定位数据，测量精度可以精确到厘米。GPS-RTK的出现是对经典测绘技术的一次跨越。本文以某地工程实际为例，分析了GPS-RTK技术的精度，证明了GPS-RTK技术在图根控制测量应用中具有一定的优势，对于相应工程具有一定的参考价值。

1 GPS-RTK工作原理、方法和作业流程

1.1 RTK技术的工作原理。在RTK工作模式下，基准站借助无线电数据链向流动站传输测点坐标数据及观测值。流动站还可以接收GPS卫星系统发送的载波相位信息，并构成相位差分观测值进行实时定位。载波相位差分GPS包括两类：一类是基准站将载波相位修正量发送至用户站，以修正其载波相位，再求解坐标；一类是将基准站采集的载波相位发送至用户进行求差，解算坐标。前者为准RTK技术，后者为真正的RTK技术。

1.2 RTK测量的误差影响分析。RTK测量误差来源如下：基于误差的来源与性质可将其分为偶然误差和系统误差。系统误差会严重影响点位的定位结果，但只要掌握其规律制定有效的防治措施，系统误差完全可以避免。如针对系统误差对电离层折射的影响，我们可运用双频技术结合同步观测值求差法来消除系统误差；电离层折射的影响可加入修正模型来削弱误差的影响；卫星钟差在系统中采用二阶多项式来削弱其影响程度；卫星星历误差在平差模型中引入轨道松弛法来消除。在现行技术条件下，系统误差对定位结果的影响完全可以通过先进的仪器设备及系统模型来避免。偶然误差没有固定的规律，特别是RTK确定整周模糊度的可靠性不稳定、数据链（电台）传输误差、电磁波干扰以及对中误差等。

2 工程实例分析

2.1 工程概况。本次测量比对试验是在某高新区内，核心区域面积22平方公里，其中C级GPS网点8个，精密四等导线点32个，所有C级GPS点和精密导线点均进行二等水准联测，测量方法严格按照规范要求操作，测量水准路线总长约17.2千米，闭合差为4.1毫米，满足规范要求，本次利用RTK测量了22个控制点，在GPS点上用三脚架设置流动站接收机，每点连续采集3个坐标数据取均值。

2.2 精度分析。通过采集22个点实例比对，控制点△x最大为23mm，△y最大为27mm，高程误差最大为46mm，点位较差基本上都在5cm以内，有个别差值较大。一般可以满足城市地形，地籍测量及大部分非精密工程测量的精度要求。

同时对用RTK实测的控制网坐标数据坐标，反算了相应边长，与已知边长作比较，作为判断RTK测量点平面精度的目的。其边长较差均在1cm之内，相对边长也在1/131852-1/8021之间，计算结果达到一、二级控制网的限差要求，说明此GPSRTK坐标可作为相应等级控制网的坐标使用。

3 结束语

RTK技术作为一种先进的测量手段，极大地改变了传统的测量模式，提高了作业效率，节约了大量的人力物力，为测量工作带来了巨大变革。同时为了解决RTK测量作用半径短的问题，研究人员使用了电台中继站来传输差分信号，或者架设多基站来扩大测量范围，网络RTK的出现再次改写了其发展的新里程。同时也证明了GPS-RTK技术在测量应用中具有的优势。

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作者简介：丁小亮（1969-﹚，男，陕西西安人，工程师，主要从事测绘工程工作。