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【摘 要】首先介绍了GPS-RTK技术及其工作原理，然后在点校正实验的基础上，在山地和林区等复杂观测条件下，提出提高RTK观测高程精度的措施，得出有益的结论。
【关键词】GPS-RTK技术；点校正；高程
一、引 言
在GPS静态测量、快速静态测量、动态测量中都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real-Time Kinematic）。它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，是GPS应用的重大里程碑，极大地提高了外业作业效率。RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。
GPS-RTK点校正理论：GPS点校正过程建立了GPS接收机采集的WGS-84数据与地方控制位置之间的关系（表达为海平面上的地方地图格网），采用一系列的数学转换定义此关系。GPS点校正功能允许进行GPS和校正所用地方控制点的匹配（GPS坐标必须从GPS点和观测值得到，格网点必须从格网点和地面观测值得到）。
我们应用华测X90双频GPS接收机，采用RTK技术，于2013年9月在仪征市马集镇做控制点的加密联测。测区属丘陵地区，地面起伏较大。根据在仪征市区平坦地区控制点联测实践得知，其平面和高程精度完全可以满足要求，但在马集镇这样复杂的条件下RTK是否满足控制点联测对高程的要求？我们在工程实践中进行了深入的研究与分析，找出了影响RTK高程精度的因素，采取了相应措施，取得了好的效果。
二、影响RTK高程精度的因素和所采取的相应措施
山地和林区环境对RTK高程精度的影响有两个因素：一是其遮挡RTK电台信号，使基准站信息不能被流动站接收，从而不能实现实时差分定位；二是其遮挡GPS卫星信号，使得接收机不能接收到至少5颗卫星的信号，从而不能实时定位。RTK系统主要由参考站、流动站、电台3部分组成，按上述影响因素，提高RTK高程精度的措施首先应从以下几方面分析入手。
1.参考站部分
参考站的选址要有一定的高度，且要远离干扰源。GPS卫星距离地面高度20 197 km，以20 W的功率发射信号，这样地面接收的信号很弱，远离电磁干
扰才能保证信号的接收效果。
2.电台部分
电台的设置一定要符合规范。由于参考站电台选择高频发射，信号近似直线传播，为了避开遮挡信号的障碍物，尤其在山地和林区，参考站发射电台的天线要尽可能地高于接收机。在实际操作中，最容易被忽视的重要因素是供电电缆、数据电缆造成的干扰。一般这些电缆的配置稍长，多数人乐意将它们卷起，殊不知这样的通电线圈又形成了新的干扰源。此外，在复杂的环境（如山地和林区）一般采用大功率发射，质量比较好的电瓶可以供电12 h，但是一般都在12 h以内。这样在工作4~5 h以后，虽然没有提示电压低的信息，但是信号的传播距离明显缩短了，所以最好选择120 Ah的电瓶，可以完全保证工作期间的观测精度。
3.流动站部分
华测X90的流动站一般设置在未知点上，这样在最佳观测距离（一般5 km）的范围内，作为点校正的点就应该有所选择，为了保证高程的精度，应该把高程变化比较大（一般20 m左右）的点全部采集进来，均匀地分布并控制整个测区。
4.卫星部分
由于GPS-RTK观测比GPS静态观测的要求高，需要观测至少5颗卫星，所以应利用选星计划选择PDOP比较小和卫星数目多于5颗的时间段去观测，以提高RTK高程的精度。
三、注意校正点的控制范围是提高RTK高程精度的重要措施
1.校正点控制范围
为了实现像控点联测，对华测X90应利用若干个点作点校正，以便求得转换参数，这样在选择校正点时一定要注意使其把所有像控点包含在它的范围之内，即像控点不要超出校正点所控制的范围（以下简称为“不超控”，否则为“超控”）。在图1中，校正点（1，2，3，4，5，6）所围成的范围对B区域像控点联测有效，对C区域无效。但观测点有可能超出闭合区域的控制范围，在平原地区一般问题不大，但山区高程变化较大，最好不要超出控制范围，一旦超出控制范围，必须在下次设站时对其进行检核。
图3 无效基准站
3.实例比较
实例数据采用的是马集镇工业集中区的数据，在控制范围边界外采集了24个点，超控的距离均在2 km以内，方案1是
像控点超出校正点的控制范围进行观测，方案2是重新选择校正点把所有的待测点都包围起来，即在原有的校正点的基础上再加入可以把超控点包围起来的校正点，来重新观测像控点。两种方案其高程比较见表1。
四、结 论
在实践中，通过对影响RTK系统高程精度因素的深入研究和分析，并经过实际验证，提出了在复杂条件下提高RTK高程精度的几条经验和措施：
1.参考站的选址要有一定的高度，且要远离干扰源，这样才可以在相对高度的范围内更好地接收卫星信号，并且能够保证接收效果。
2.电台的设置按照一定的规范要求，并尽量提高天线的高度，注意电缆卷起形成新的干扰源的影响。
3.利用选星计划来选取PDOP比较小和卫星数目比较多的时间段进行测量。
4.对超控点，一定再加入新的校正点，来重新观测，以便保证测量点的精度。
5.参考站一定要设置在有联系的基线上。
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论文作者:陆洋
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第8期
论文发表时间:2016/8/25
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