影响RTK测点精度和可靠性的因素有哪些     DATE: 2020-04-21 17:05

影响RTK测点精度和可靠性的因素有哪些
影响RTK测点精度和可靠性的因素有哪些

        随着科技的不断发展,GPS在测量中的应用范围也越来越广。从GPS常规静态方式用于大地控制网,快速静态方式用于工程测量、地形测量、地籍测量的控制网建立及加密,到准动态、动态的出现,特别是随着RTK(Real Time Kinematic)实时动态技术的应用,给传统测量带来了革命性的变化,不但可以简化常规控制测量,而且甚至不需控制点就可直接测量和定点放样。
  虽然RTK测量有着无与伦比的快捷和方便,实践证明精度上也能满足控制测量的要求,但与静态相比,精度上还有一定差距,且也存在着缺少检核、可靠性不高的缺点。

影响RTK测点精度和可靠性的因素
  GPS测量定位的误差主要来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备等。
  与GPS卫星有关的误差有星历误差、卫星钟差、相对论效应;与传播途径有关的误差有电离层误差、对流层误差、多路径效应;与接收设备有关的误差有接收机钟差、天线相位中心位置的偏差、接收机不同通道间的延迟误差;其他还有地球自转、地球潮汐、软件模型误差等。
  上述误差在GPS-RTK测量时,绝大部分已通过作业方式、软件处理、接收机改进等消除、削弱,但还有一部分影响是无法完全消除的。另外,由于RTK作业方式特殊,有特有的误差影响;同时RTK作业实时快速,但缺少必要的检核条件,所以测量成果也存在着不可靠性。这些影响因素主要有:
1、转换参数的影响
  由响GPS测量采用WGS-84坐标系统,而我国目前所采用的坐标系统为1954北京坐标系(或1980国家大地坐标系、地方坐标系统等),高程基准为1956年青岛黄海高程系(或1985国家高程基准),所以GPS-RTK测量时必须先求转换参数,以便将WGS-84坐标转到地方坐标(或1954北京坐标系、1980国家大地坐标系等,下同)。转换参数的求解是RTK测量的基础,转换参数的精确程度是影响RTK测量精度的关键因素。
 转换参数的求解又受以下因素的影响:
(1)转换控制点选择
  转换控制点,即求解转换参数时所选择的同时具有WGS-84坐标和地方坐标的同名控制点。同一测区,选择不同位置分布、不同精度的转换控制点,转换参数就会不同。
(2)WGS-84坐标的获取方式
  转换控制点的WGS-84坐标,可以用静态方式测量并严密平差统一求出,还可以先在基准站用导航或者单点定位的方式测出基准站的WGS-84坐标,然后用流动站测出转换控制点的WGS-84坐标。不同方式获取的WGS-84坐标对转换参数和RTK测量精度产生不同的结果。
  RTK测量时,基准站的WGS-84坐标必须与转换参数求解时的WGS-84坐标的获取相一致,否则,就会产生系统误差,获得的成果整体出错。
(3)转换参数的确定
  转换参数的求解方法有一步法和经典Helmert法等。一步法是平面位置二维转换加高程内插,直接将WGS-84坐标转换到地方坐标,简单方便,能满足距离较近(一般5至7公里以内)和控制资料有限时测量要求;而经典Helmert法是三维转换,将坐标从WGS-84基准转换到地方椭球上,应用地图投影得到格网坐标,方法严密,能保持GPS观测值完全均匀,满足不同距离的需要,但必须有椭球和地方地图投影的信息。
 
2、测量作业的控制区域
  测量作业范围受转换控制点的约束。一般应在转换控制点的控制圆区域内作业,超过这个范围,测量精度就大受影响。

3、卫星信号的影响
  GPS是通过卫星来定位的,卫星信号的接收是GPS定位的基础。GPS测量要求基准站和流动站的天线能同时接收到相同的五颗或五颗以上的卫星信号,才能保证正确解算。由于卫星分布随着时间的变化而变化,不同时段卫星数量和位置都不同。在卫星数量较多和位置图形较佳时,天线接收的信号较好,初始化时间就短,精度较好;反之,在卫星数量较小和位置较差时,虽然天空中有五颗甚至五颗以上的卫星,但因为基准站和流动站没有能同时接收到足够的卫星信号,使初始化时间很长,测量精度很差,甚至不能解算出固定解。
  同时,由于基准站或流动站选择的位置不当,还会产生部分卫星信号被高楼等建筑阻挡,出现卫星数量不足;或卫星信号被周围物体反射再接收而产生多路径效应,使测量出现错误。
  另外,卫星信号还会由于电离层、对流层影响,其它莫名的遮蔽、中断等原因而产生失锁和整体移位、数据出错等纳伪现象。

4、RTK基准站数据链传输的影响
  因为RTK测量时要求基准站GPS接收机实时地把观测数据和基准站已知数据通过无线电发射传输给流动站GPS接收机,所以无线电信号的传输在RTK测量中至关重要。
  但无线电的数据链信号在传输时容易被高楼、山峰等阻挡,也可能被其他电磁波干扰或出现信号异常,所以对RTK流动站的电台接收RTK测量的可靠性影响很大。

5、流动站方式的影响
  流动站方式一般有对中杆和三脚架两种。使用对中杆方便实用,但天线不固定,精度起伏大;使用三脚架稍繁琐,但精度稳定。

6、电源的影响
  无论是GPS接收机还是发射无线电的电源,如果电量不足,不但影响卫星信号和无线电数据的接收,产生不可靠的坐标数据,甚至可能无法开展RTK测量。