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1、企业研究论文企业研究论文- -如何提高在铁路定测中的精度如何提高在铁路定测中的精度【摘要】RTK技术作为一种先进的测量手段,极大地改变了传统的测量模式,提高 了铁路定测作业效率,节约了大量的人力物力,为测量工作带来了巨大变革。本 文将对如何提高RTK在铁路定测中的精度做相关研究。 【关键词】RTK 铁路定测 精度 一、RTK测量及其精度研究概述 1.RTK测量 RTK(Real Time Kinematics)是一种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。在RTK作业模式 下,基准站通过无线电数据链将其观测值和测站坐标信息一
2、起传送给流动站。流 动站不仅接收来自基准站的载波相位信息,还要接收来自于GPS卫星的载波相位 信息,并组成相位差分观测值进行实时定位。载波相位差分GPS分为两类:一类是 基准站将载波相位修正量发送给用户站,以改正其载波相位,然后求解坐标;另一 类是将基准站采集的载波相位发送给用户进行求差,解算坐标。前者为准RTK技 术,后者为真正的RTK技术。 为取得高精度的实时动态坐标,RTK仪器现在一般采用载波相位差分测量。进行 载波相位差分测量的关键是要求取整周模糊度。 2.RTK测量精度 RTK作业也有其自身的局限性,例如其在测量过程中要求基准站与流动站共同观 测五颗以上GPS卫星,因此容易受到测站周
3、围地形地物的影响,另外地物反射造成 的多路径效应也是影响RTK测量精度的一个重要因素。RTK基准站的差分数据是 通过无线电台发射的数据链传送的,因此对无线电造成干扰的各种因素都会对RT K作业造成影响。由于这些因素的影响,降低了RTK的测量精度,目前测绘工作者 对于这些影响因素的研究已经进行得很深入,也提出了一些解决办法。同时还对 各种精度损失的原因进行了分析,建立了数学模型予以消除或减弱。但对测量作 业方式造成的精度损失的讨论却很少。 RTK仪器的标称精度都采用a+bD的表示方式表述,其中a为固定误差,一般以mm为 单位;b为比例误差,以ppm(即10- 6)为单位。D为基准站到流动站之间的
4、距离。由RTK仪器的精度标称方式我们可 以看出,利用RTK测量时得到的点位误差随流动站到基准站距离的增加而增大。 从RTK在工程测量中的应用情况来看,使用RTK进行两点校正后进行点位的测量与 放样是一种常见的作业方式,研究在这种作业方式中测量点位误差变化情况以及 如何估计RTK的测量精度对于实际工作具有指导意义。RTK测量得到的三维坐标 中,高程为大地高,而我国使用正常高高程系统作为工程测量的依据,因此测绘工 作中并不使用大地高,造成了数据的浪费。为了能够有效地利用大地高数据,研 究区域范围内大地高与水准高程的转化问题具有实际意义。 二、RTK测量特性分析 GPS生产商在RTK出厂时都会标明其
5、测量所能达到的精度水平,即以“a+bD”的 形式给出RTK仪器在测量过程中所能达到的精度水平。实际工作中,RTK流动站的 测量结果往往不稳定,以Trimble R8为例表现为在20mm范围内变化。若进行地形测量或dm级的定位测量中,可不考 虑此影响,但若要提高测量精度进行mm级的定位时,则必须考虑RTK测量结果达到 最优所需的条件。 为研究RTK测量结果达到稳定与时间的关系,对RTK测量的三维坐标随时间的变化 情况进行了实验。首先,选取接收GPS卫星信号好的开阔场地架设基准站。然后 在其附近架设流动站,要保持由基准站与流动站之间电台信号通讯良好,设置好 采样间隔,进行连续采样。 综合相关结论可
6、以看出,RTK测量坐标具有明显的偶然误差特性。在增加测量时 间后可以提高精度水平,采样时间逐渐增加后观测结果的平均值趋于稳定。可以 利用增加观测时间并取均值的办法来提高测量精度。 三、RTK平面测量精度分析 RTK测量提供实时坐标是其优于其它测量方式的最主要方面。在利用RTK进行测 量工作前首先要对其进行校正,校正的的主要方法有:参数法和工地校正法。参 数法包括三参数法、四参数法、七参数法。工地校正是指在实地测量已知点的W GS- 84坐标,将其与已知坐标进行校正;工地校正可选取用两点校正、多点校正等多 种形式。使用两个已知点校正后进行测量或放样是一种较为常见的作业方法。 因此,对两点校正的精
7、度情况进行研究,对实际工作具有指导意义。 在线路测中,RTK的测量精度随距离的远近发生变化。在作业过程中,流动站相对 于基准站的误差“a+bD”随距离的增加而表现得并不明显(每公里只增加1mm), 但是点校正引入的定向误差造成的点位误差变化则非常明显,设测量点位到基准 站的距离为S1,用于流动站校正的已知点到基准站距离为S2,则由其定向引入的 点位误差与S2/S1相关,即测量边与校正边比值越大,测量得到的点位误差越大。 因此在进行线路测量RTK作业时,一定要根据设计精度与已知点间的距离计算其 可进行满足精度要求的作业距离。 四、RTK测量影响因素分析 RTK测量误差主要包括以下几个方面。 1.
8、同信号传播有关的误差。包括电离折射、对流层折射和多路径效应误差。 2.同接收机有关的误差。接收机位置误差、天线相位中心位置误差及几何图形 强度误差等。 3.外界环境影响。如车辆影响、无线电信号通道影响等。 RTK进行作业时,基准站与流动站之间的距离一般为几公里至十几公里。在这样 的距离情况下,由卫星至两点观测站电磁波传播路径上的大气状况甚为相似,因 此基准站与流动站所受到的电离层误差、对流层误差影响均可通过差分得以消 除。多路径效应是RTK测量误差的主要来源;其是由测站周围的反射物所反射的 卫星信号(反射波)进入接收机天线,对直接来自卫星的信号(直接波)产生干涉, 从而使观测值偏离直值产生的。
9、多路径效应的大小可以由其产生的一般情况进 行推导,得出多路径效应对于L1载波其最大影响约为4.8cm,对于L2载波其最大影 响为6.1cm。 参考文献: 1袁新强.GPS动态测量技术优劣性分析J.铁道勘察,2006,(3):7-9. 2M.C.DE LACY,F.Sans,A.J.GIL,G.G.Rodrguez-Caderot.A Method For The Ionospheric Delay Estimation And Interpolation In A Local GPS NetworkJ.Studia Geophysicaet Geodaetica,2005,49(1):63-84. 3胡友健,曾云,陈刚,梁新美,李梅.用GPS快速静态定位进行短基线平面控制测 量的试验J.矿山测量,2002,(1):51-52. 欢迎浏览文档，祝您生活愉快！欢迎浏览文档，祝您生活愉快！
