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提高RTK测量精度的方法探讨

2020-06-09 来源:爱问旅游网
提高RTK测量精度的方法探讨

摘要:RTK是一种基于载波相位观测值的实时动态定位技术,这些年来发展的比较快,应用的也非常广泛,比如说各种控制测量、地形测图、工程选线及工程放样等。它之所以被广泛应用与常规仪器比较,最大的优势是大大的提高了作业效率,怎样提高RTK作业精度呢?首先了解一下影响RTK精度的主要方面。

关键词:RTK 测量精度 测量方法 1 RTK误差来源

1.1 卫星及传播路径的影响

(1)星数:RTK至少需要4个星即能求出移动站的坐标,星数过少,精度可靠性降低。

(2)卫星分布:卫星分布的优劣常用位置精度因子PDOP值来衡量。PDOP值越小精度越高。

(3)大气层影响:接收机在接收到卫星信号之前,信号要穿过电离层和对流层,当基准站与移动站之间距离较短时,对流层和电离层对信号的影响大致相等,其误差影响可用差分处理方法减小。当点间距离大于10?km时,必须考虑这一影响。

1.2 RTK接收机的影响

(1)数据链:目前大多数RTK都采用无线电或GSM卡数据链,弱信号或受干扰的信号将使解算模糊度增加很多困难。

(2)天线类型:有两种天线误差在GPS接收机中存在:一是仪器设计时几何相位中心的偏差,二是接收信号时相位中心的变化偏差。在RTK测量中使用同一类型的接收机时,几何相位偏差可基本消除。但相位中心的变化偏差一般在几厘米之内。

1.3 环境影响

(1)多路径效应:观测时间足够长时,则可部分削弱。但RTK不能在一点上观测较长时间,故此影响可达几

厘米。

(2)地形:为了使无线电信号具有最大的覆盖范围,基准站应设在制高点上,同时也能保证观测到足够多的

卫星。

(3)障碍物:它能使无线电信号中断,导致移动站的模糊度丢失。 (4)电波干扰:电波干扰能够引起信号中断,甚至卫星失锁。 1.4 观测方案的影响

(1)RTK直接测量的坐标是属于WGS84坐标系,我们通常用的是国家坐标系统。因此坐标系的参数转换对所测成果的精度影响很大。

(2)RTK测量存入的坐标既可以是观测一个历元的结果,也可以是几个历元的平均值。对于地形测量而言,则可取几个历元的平均值,从而消除偶然噪声。大多数软件都是取前几个历元的平均值。RTK系统允许改变历元数。研究表明:当用几个历元取平均值代替一个历元时,所测结果将会略有改善。

(3)RTK实践证明,观测者的水平和经验对成果的精度有重大影响。

2 提高RTK测量精度 2.1 控制点的选择

(1)在一般测区进行RTK测量,至少需要三个平面控制点,而且最好是在同一时期、同一坐标系下的坐标;可根据地形条件确定高程控制点的数目,高程控制点数量越多,拟合精度就越好。

(2)一般情况下,取相邻距离3~5?km之内的控制点最好,控制点分布要均匀,要确保控制点能够覆盖整个

测区。

(3)如果测区的已知点数目很少,比如2个,作业半径不要超过两已知点点距离的3倍;另外两已知点与测量坐标系的轴线不能在同一直线上,最好有一定的偏角。

(4)如果RTK作业中没有已知点,这时就要任取一点在WGS-84坐标系下测量这点的绝对坐标。以这点的绝对坐标作为已知点,进行测量,以后再找已知点进行校正所测坐标。这时一定要输入测区的平均中央子午线的经度,这样所测结果不会产生太大的投影变形。

2.2 天线相位中心变化

相位中心误差是随卫星信号输入强度和方向进行变化,相位中心误差的变化,一般达到3~5?cm之内。因此在RTK作业之前,最好实测基准站天线与移动站天线的精确相位图形,然后根据这个图形对测量相位误差进行改正。

2.3 多路径误差

多路径效应取决于天线周围的环境,对载波相位测量影响一般是4~6?cm左右。它是RTK定位测量中严重的误差来源,可通过下列措施进行削弱。

(1)接收机在进行精密定位时可在天线下配置抑径板,这个方法可使多路径效应减少近1/3。此外,采用特殊的GPS接收机天线,如扼流圈天线,可以有效地抑制多路径效应。

(2)GPS测站不选在具有强反射的环境中,如平静的大面积水面、山坡、山谷、盆地及高建筑物旁边。

(3)GPS测站应尽量避免有电台、雷达、微波中继站等强辐射源,

如果GPS测站位置不能改变,而又处于强反射区,为减小多路径效应,可采用偏心观测方法,或适当变化天线高度,以避开强反射波。

2.4 作业距离

使用RTK作业之前,务必要查看说明书中的标称半径,使RTK的实际作业半径在标称半径范围之内。这是因为RTK数据链传输受到高大山体、高大建筑物和各种高频信号源等障碍物的干扰,传输信号会严重衰减,从而影响测量精度。

2.5 RTK接收机的检测

这一般需要权威部门进行RTK接收机主要性能的检测。主要是硬件测试和软件的测试,比如采集器的反应情况、基线检查等,确保接收机符合标称精度。水准器的校正,测量时必需保证水准器水平才能有效的提高测量精度。

综上所述,在RTK测量中,尽量注意以上5点,可是测量精度大幅度提升。

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