GPS一RTK静态与动态控制测量精度分析

吴仕伟

摘要：本文主要对GPS-RTK静态与动态控制测量的结果进行了比较和分析，掌握影响控制测量精度的因素，得出一些控制测量精度的方法，以供参考。

关键词：GPS-RTK；控制测量；精度分析

前言：在测量领域中，GPS定位凭借着其操作简单、定位精准的特点得到了广泛的运用。随着时代的发展，静态GPS技术也朝着动态的GPS技术即RTK技术的方向发展。动态的GPS技术具有缩短工期、减少成本、减少人力物力，大大提高了测量的效率和精度的优点，将拥有广阔的市场。但是，由于动态GPS-RTK技术缺少静态GPS测量的同步环、异步环及附合线路等约束条件，就无法直接衡量它的观测精度。因此，对于动态的GPS—RTK技术来说，它的观测控制测量精度问题也就成为了行业内关注的焦点问题，也是一个十分具有研究价值和研究意义的课题。

1GPS静态与动态控制测量方法

GPS是一种全球导航系统，可以分为动态的和静态的两种，对于测点的定位和测量有着重要的作用，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。

21GNSS静态测量方法

2.1.1选点和埋石、制定观测计划

⑴选点：GPS测量并不要求测站之间相互通视，网的图形选择比较灵活，只要均匀布置于整个测区即可。但如果施工阶段会有全站仪加入，就要考虑通视的因素。

⑵埋石：GPS等级测量网点一般应设置具有中心标志的标石，标志点标石类型可参照《全球定位系统（GPS）测量规范》。

⑶施测前制定观测计划，根据设计的GPS控制网布设方案、精度技术要求、GPS接收机数量，后勤交通、通信保障条件等制定测量计划，包括：确定工作量、选择观测时段、及人员设备车辆调度等。

2.1.2野外观测

⑴架站：对中、整平（提前将仪器设置为静态测量存储模式、采样间隔通常为1s～5s，卫星高度角15～25）。

⑵量取仪器高，（斜高或垂直高，不同厂家、不同型号的仪器要参考说明书进行测量）。

⑶开机（锁星正常一分钟后开始记录）。

⑷测量员记录测站信息（测站号、仪器号、仪器高、起始时间及结束时间）。

静态观测记录信息如下：

仪器号:机身序列号。

开机与关机时间:北京时间（GPS时+8h）。

测站点名:字母+数字组合，三四个字符（如:G03）。

仪器高:单位米，精确到1mm。

2.1.3数据传输

用USB线连接GPS机头与电脑，电脑会显示有一个U盘，打开并进行文件复制，粘贴到电脑中。

2.1.4HGO软件处理流程

新建工程项目——GNSS基线处理——对整网进行平差——检查和打印成果。

2.2GPS-RTK动态平面控制测量方法

GNSS平面测量主要技术指标

等级相邻点间距离（M）点位中误差（CM）导线全长相对闭合差起算点等级流动站到单基站的距离（KM）测回数

采用网络RTK的流动站到单基站的距离不受限制。

3GPS测量精度分析

为了更好的研究和分析动态GPS-RTK的动态控制测量精度和静态GPS测量精度的差异，保证动态测量GPS-RTK的精度，我们对某实际的航空摄影项目进行了动态的GPS-RTK的测量精度和静态的GPS测量精度的一个比较分析。实验过程是实验分为三组，每组有五个点位可以进行转换参数的求解。在保证每组的转换参数满足要求的前提下，选取一组作为本次测量的样本。基准站设定在测区的中央，位于地势较高，且没有遮拦物的位置，采用的是天宝5700GPS接收器进行数据的接收，一共观测了28个重复点。在观测时为了保证最佳的观测效果和实验效果，减少人为误差和偶然因素的影响，我们设定对每一点的观测时间取值为五秒，同一点的观测次数为五次，对五次观测值进行数据处理时，把同一观测点的五次观测结果中的最大值和最小值中与平均值相差较大的那一次观测数据剔出，作为无效数据，最后对剩下的4次观测值进行求平均值处理，作为最终的观测结果，并和静态观测的值进行比较和分析。

4GPS测量误差的来源及预防措施

通过对上面的实验结果的分析，我们可以看到，对于动态的GPS-RTK控制测量精度，还是存在着几大因素，对其影响比较大。主要可以包括下面四个方面。

5转换参数的误差

转换参数是对GPS测量结果影响十分巨大的一个因素，也是最为主要的一个因素。如果转换参数计算错误或者偏离实际比较大的话，无论观测过程做到多么准确和精准，最后的结果一定就是错误的。因此，为了避免转换误差引起的测量结果不准的问题，在测量之初，就需要均匀的选取测量的点，并保证测点均匀的分布在测区四周，此外，还需要在测量时多测量几组进行分析，以减小人为的测量误差。

5.1基准站设置的位置

基准位置设定的首要准则是保证基准站的位置位于测区中央。此外，还需要排除基准站周围的卫星信号和无线电波的干扰，尽最大可能来保证基准站的观测不受到周围环境的影响，保证一个良好的观测条件和空间。

5.2操作误差

操作误差主要来源于操作人员和工作人员在接收机过程中的对中、平整的误差，这些误差是可以通过提高工作人员的业务水平、进行多次调整或重复观测避免的。针对工作人员业务不熟练或者专业素质不过关的情况，需要有经验的能力过硬的老师傅在旁进行仔细的监督和帮助，经过与一段时间的封闭的训练和实践，工作能力能得到很大的提高，操作上对动态GPS—RTK测量精度的影响就能够降到最低。

5.3卫星信号和卫星分布

卫星信号和卫星分布对动态测量的影响比较小，具有一定的偶然性。当卫星分布不均匀的时候，会对测量的精度造成一定的影响，对于这种情况，能够采取的方法不是很多，由于卫星的分布不是受到我们人为因素的影响和控制的，所以解决这类问题带来的误差主要是改进测量方案或者关注卫星预报的消息，尽量避开卫星分布不规律的时间段。

结语：综上所述，我们可以看到，动态GPS一RTK控制测量精度较静态GPS控制测量精度差别不是特别大，但是在保证测量精度的同时，动态GPS-RTK测量不仅可以进行图根导线和像控点的测量，还可以满足一二级导线的精度要求，并确定测量结果准确可靠，足够满足等外水准测量的要求，并且大大提高了测量和生产的速度和效率。

参考文献：

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[2]林文斌，邱荣乐.工程GPS控制网测量有关问题的探讨[J].地矿测绘，2001，17(4):15.