GPS RTK技术在哈密1:1万地形图像片控制点测量中的应用

GPS RTK技术在哈密1:1万地形图像片控制点测量中的应用
唐军
摘要:哈密南湖戈壁滩由于特殊的地貌特点与其特有的气候条件，如按照常规测量方法测量像片控制点，对于工作效率和工作质量有很大的阻碍和限制， GPS RTK技术推广利用大大提高了作业效率，降低了作业难度。本文通过实际的案例详细剖析了RTK的应用方法和注意事项。
关键词：像控点、RTK、平地、参数；
1概述
　　测区位于新疆哈密市区西南约120km处，地形主要由平地和丘陵两类组成，地表主要以戈壁滩为主，面积约2975km2，像控点布设按照设计要求，丘陵区采用区域网，平地区采用全野外，工作效率也很低，故在平地地区采用GPS RTK技术进行测量，其具有稳定、方便、快速、高效等特性，下面介绍此次GPS RTK技术在平地像控点测量中的应用。
2GPS RTK技术介绍
2.1 RTK技术的工作原理
RTK(GPS实时动态)测量技术以载波相位观测量为依据的实时差分。GPS测量技术，达到厘米级精度。RTK系统主要由一个参考站(即基准站)、若干个流动站、数据通讯系统三大部分组成。只要能够保持4颗以上卫星相位观测值和必要的几何图形，流动站可随时给出厘米级的结果。
2.2 RTK测量误差源及参数
2.2.1 RTK测量误差源。
(1) GPS卫星。
GPS系统本身误差源包括GPS卫星数、卫星图形、大气等状况，RTK在该方面的误差类似于GPS系统误差。观测结果的误差也越大，解算的结果可靠性越低。所以RTK的控制半径在5KM以内较适宜。
(2) RTK设备。
RTK设备品牌较多，精度高低、稳定性能也参差不齐。对于设备本身所标定的精度而言，只能说明在理想状态下，仪器设备本身所能达到指标，而在实际工作中，仅能作为参考，其实际达到的精度，要在实际工作中予以验证——统计——确定。
(3) 测量环境。
在观测使用过程中，必须注意地形条件、基准站与流动站之间的传输条件、基准站的覆盖情况、路径效应、、电磁波(无线电、电力设施等)干扰等因素。
(4) 应用技能。
测量误差一般分为系统误差和偶然误差。系统误差具有固定性，操作员需具备外业采点、内业处理的综合能力，具备快速判断导致异常情况、粗差数据的处理能力。
(5) 技术方案。
技术方案选择的合理和正确性对观测成果的可靠性起着很大的影响。如基准站位置的选择、坐标系统参数的选择、观测时间的选择、质量控制手段及数据检核路线等等。
3作业实施
　此次作业采用南方灵锐S86双频GPS RTK(1+2)仪器，其标称精度为:平面精度1cm+1ppm、高程精度2cm+1ppm。
　　3.1、参数求解
　　参数主要分为七参数和转换参数两种，七参主要是利用至少3个控制点的北京54或西安80坐标及已知点的WGS-84坐标，通过专有软件解算求得。我们在作业中采用的是七参数。首先在测区施测1个D级控制网（如图一），经过平差解算分析精度可靠后，利用5个均匀分布测区内D级点通过七参数解算软件求得参数，将所求解得参数手工输入到电子手簿中。

　　3.2、基站架设
　　架设基站的位置选择是工作中尤为重要的环节，基准站的选择对于RTK测量非常重要，它将直接影响到流动站的施测精度和测量速度。同时考虑到仪器的性能和作业精度的关系，基站与流动站的直线距离控制在5km之内。
　　3.3、参数校正及检查
在每次基站架设完毕后，流动站都要到附近任意已知点上，进行参数校正，获得校正参数后，再对其参数进行检验。通过对每次实际检验情况，与已有的高等级控制点的检验平面较差最大为3.5cm，高程较差最大值为6.8cm，均可以满足对像控点的精度要求。
　　3.4、数据采集
在实际的数据采集过程中，我们严格控制流动站与基准站的距离，不超过5km。将仪器重置到所采集的像片控制点上，等待重新搜索卫星及电台信号出固定解后，采集第二次，对两次采集成果取中，作为最终成果。尽量的减少了测量过程中的误差。
3.5、精度检测
对于所有采集完成的像片控制点，按照百分之十五的比例对其高程精度进行抽检，采用等外水准和红外测距三角高程的方法共检测40个像片控制点，其中高程误差最大值为14cm，满足像控点的精度要求。统计如下：
4结语
通过对于平地区200多个像片控制点近20天测量的实践，在进行GPS RTK作业时，要注意以下几点:
(1) GPS RTK 测定的点必须是固定解的状态下才能采用.
(2) GPS RTK 仪器的选用要选择精度不低于基线精度5 mm+ 1 ppm、高程精度10 mm+ 2 ppm,性能较为稳定且受外界环境因素影响小的GPS RTK.
(3) 基准站及流动站的天线高要十分精确地量取, 这是影响RTK 高程精度的一个十分重要的因素.
(4) 必须保证用来求转换参数的已知点具有准确的坐标成果, 而且必须注意这些已知点要平均分布整个测区。
(5) 作业半径控制在5 km 内。
(6) 通常RTK 观测的采样间隔为1 s , 每次测量的历元数不小于10 个。单次观测的平面收敛精度应小于2 cm，高程收敛精度应小于3 cm。
(7) RTK 测点应选在开阔处, 避开高压线及大功率发射台、树林、民房等。
(8) RTK 作业过程中, 有效卫星个数应不少于5个, 点位几何图形因子( PDOP) 值应不大于6 。
(9) 每次移动基准站需到已知控制点上进行检测，一是为了确认基准站和流动站的输入项和设置都正确无误, 二是为了检验已知控制点间的兼容性。

5参考文献
1.张瑜.RTK测量技术及应用[J].江苏省测绘学会2003学术年会专辑，2003，3(8):47-49.
2.徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民.GPS测量原理及应用[M]. 武汉:武汉大学出版社，2003.
3.周忠谟，易杰军，周琪 . GPS 测量原理及应用[M] . 北京绘测出版社，1997.