浅议RTK测量的误差源及精度检测方法

（安徽省第二测绘院 安徽合肥 230031）

1 概述

RTK技术是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术，它能够实时地提供测站点在特定坐标系中的三维定位结果。但是，由于载波相位进行测量具有多值性，初始化过程中各种误差以及数据链传输过程中外界环境、电磁波干扰产生的误差的影响，可能导致整周未知数解算不可靠。同时，RTK测设的控制点之间相互独立，其绝对定位精度可靠，相对精度较差，因此必须对RTK测量的控制点进行必要的精度检测。

2 RTK测量的定位误差

1、同信号传播有关的误差：包括电离层误差、多路径误差、对流层误差，以及无线电发射源、雷达装置、高压线等信号干扰，气象因素等。

2、同接收机有关的误差：包括接收机的观测误差、天线相位中心位置的偏差。

3、坐标及高程转换误差：RTK 使用的坐标系统是WGS84坐标系统，而我国目前使用的是1954年北京坐标系、1980 西安坐标系、2000 国家大地坐标系或地方坐标系，因此必须进行坐标转换。RTK测量的高程是大地高，大地高转换为正常高需进行高程转换。

4、基准站与流动站之间的距离引起的误差：流动站到基准站之间的距离对RTK测量精度影响与距离成正比例关系。

5、同卫星有关的误差：包括卫星钟误差和星历误差。

3 RTK测量的精度评定方法

3.1 直接方法

（1）当测区附近有国家大地点或者高等级的GPS点成果时，可采用GPS 静态测量方法或者导线测量方法进行测量，比较点位的平面坐标较差，从而得到内外符合精度。

（2）当测区附近有CORS系统时，可以采用在CORS系统下直接测定点位的平面坐标和高程，比较点位的平面坐标和高程的互差，从而得到内外相符合的精度。

（3）当测区附近有高等级的国家水准点成果时，可以采用水准测量或电磁波测距三角高程测量的方式测定点位的高程，比较高程较差，评定其精度。

（4）还可以采用RTK 双固定站测量点位的平面坐标和高程，比较点位的平面坐标和高程，从而得到内外符合精度。

3.2 间接方法

（1）为了提高RTK测量的可靠性，保证仪器各种设置正确，可选择测区一定数量的已知坐标点进行测量校核，以检查用户站设备的可靠性以及坐标转换参数的准确性。比较点位的平面坐标和高程的较差，看是否符合相关规范的限差要求。

（2）可以用全站仪测量相邻平面控制点之间的边长和角度，同RTK测量的点反算的边长和角度进行比较，并对检核点的平面坐标进行精度统计。

3.3 常用的检核方法

为了评定RTK测量控制点的精度，常用的检核方法为坐标检核、边长检核和高程检核。

（1）坐标检核。利用安徽CORS 对皖西某乡镇的部分一级GPS控制点进行检测，该测区的平面控制是采用GPS 静态测量方式施测的，高程是采用四等水准方式施测。同时还按电磁波测距导线方式施测该测区的23个GPS点。CORS 测量和导线测量均按城市一级精度要求施测。忽略静态测量和导线测量的精度误差，比较RTK测量的坐标与它们的坐标较差，精度统计如下：

序号点号坐标较差(mm) 备注与静态测量比较 与导线测量比较1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 17 21 29 28 6 8 2 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23[pvv]G001 G002 G007 G008 G026 G027 G035 G036 G043 G044 G051 G053 G056 G058 G068 G071 G082 G085 G093 G094 G099 G101 G126 15 23 26 24 8 12 21 28 23 25 26 24 18 15 13 18 26 20 27 32 28 5 15 10750 25 22 24 23 25 16 11 15 17 29 18 29 28 24 8 16 10271

按高精度检测方法公式计算得到AHCORS 测量的坐标，与GPS 静态测量、导线测量的坐标点位中误差，分别为M1=±21.6mm，M2=±21.1mm。

（2）边长检核。利用GPS 静态测量的基线长和导线测量的边长同AHCORS 测量的控制点坐标反算的边长进行比较，统计如下：

边长较差区间（cm）与静态测量基线长的比较的点数与全站仪测量边长的比较的点数 备注Δ≤2 6 8 2＜Δ≤5 16 14 Δ＞5 1 1

其中最大值为5.3cm，边长中误差分别为M1=±26.9mm，M1=±23.6mm。

（3）高程检核。利用四等水准成果与AHCORS测量的控制点高程进行比较，统计如下：

高程校差区间（cm）与四等水准高程成果的比较的点数 备注Δ≤1 3 1＜Δ≤2 17 2＜Δ≤5 2 5＜Δ 1

其中最大值为5.4cm，高程校差的中误差为M1=±16.8mm

4 小结

由于RTK系统的不稳定性，必须要对RTK测量的成果进行必要的检测，其检测方式方法多样。本文中的RTK测量是采用AHCORS系统进行的，由于CORS系统提供的差分改正信息是将多个基准站的观测信息进行有效的结合而求解得到的，可以有效地削弱电离层折射误差、对流层折射误差和卫星轨道误差的影响，较其它的RTK系统，其精度相对要高一些。而且，评定精度时，是在忽略静态测量和导线测量的精度误差的情况下进行的，大地高转换成正常高是利用安徽大地水准面精化模型。总之，采用CORS系统测量可以极大地提高RTK 成果精度，可以满足城市一级控制的精度要求。

[1]全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范（CHT 2009-2010）[M].测绘出版社，2010.

[2]卫星定位城市测量技术规范（CJJ/T73-2010）[M].中国建筑工业出版社，2010.

[3]城市测量规范（CJJ/T 8-2011）[M].中国建筑工业出版社，2012.

[4]黄声享,郭英起,易庆林.GPS 在测量工程中的应用[M].测绘出版社，2007.

[5]李征航,黄劲松.GPS 测量与数据处理[M].武汉大学出版社，2010.