科技論文1500字高中作文(2)
科技論文1500字高中作文篇二
GPS―RTK高程精度分析
摘 要： 隨著GPS-RTK在工程測(cè)量中大范圍的普及應(yīng)用，由于RTK高程測(cè)量精度的不確定性，人們期望著能夠用GPS-RTK高程測(cè)量能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量，所以本文對(duì)GPS-RTK高程的精度進(jìn)行一定的分析研究。
關(guān)健詞： GPS-RTK; 高程; 精度分析
中圖分類號(hào)： P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1009-8631(2012)10-0028-01
1 引言
在測(cè)繪工作中，GPS-RTK以其定位精度高、效率快、不要求點(diǎn)位相互通視、自動(dòng)化程度高、誤差累積小、測(cè)繪成果統(tǒng)一、操作簡(jiǎn)單、全天候等優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)繪各個(gè)領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。
當(dāng)前，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)對(duì)于平面控制來(lái)說(shuō)已得到廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的效益，但在高程測(cè)量方面存在一些不確定性。人們期望著能夠用GPS-RTK高程測(cè)量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量。
在實(shí)際工程測(cè)量中，RTK所采集的為WGS-84坐標(biāo)，其平面坐標(biāo)經(jīng)過(guò)差分處理，修正值改正后其相對(duì)精度較高是毋庸置疑的，已得到了廣泛應(yīng)用并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但高程精度在由大地高向正常高轉(zhuǎn)換中，由于方法不同和高程異常的不確定性，導(dǎo)致高程精度存在不確定性，故需對(duì)影響RTK高程精度的因素進(jìn)行一定的分析研究.以確定RTK擬合高程的可行性。
2 RTK高程擬合原理
GPS-RTK以其全天候、高精度、高效率、易操作等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量、地形測(cè)量、施工放樣等。如何利用GPS高程測(cè)量代替常規(guī)的水準(zhǔn)測(cè)量，獲取高精度的水準(zhǔn)高程，是目前GPS測(cè)量研究的一個(gè)熱點(diǎn).尤其在一些實(shí)際工作中，GPS高程測(cè)量不僅可以解決工程中一些實(shí)際問(wèn)題，也為GPS技術(shù)在工程上的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。但由于GPS測(cè)量的高程系統(tǒng)與水準(zhǔn)高程系統(tǒng)存在著一定的差異(一般稱其為高程異?；虼蟮厮疁?zhǔn)面差距)，因此要將GPS測(cè)量的高程精度轉(zhuǎn)換為水準(zhǔn)高程就必須精確獲取該差異值。由于GPS所測(cè)得的高程是測(cè)站相對(duì)于WGS-84橢球面的大地高H，而我國(guó)所采用的高程系統(tǒng)是相對(duì)于似大地水準(zhǔn)面的正常高系統(tǒng)h，它們之間的差值為高程異常，用用ξ表示，它們之間的關(guān)系為：
ξ = H - h
三者中已知任何兩個(gè)即可求得第三個(gè)。已知GPS大地高若能精確求得該點(diǎn)的高程異常，就可以解算出該點(diǎn)精度較高水準(zhǔn)高了。GPS高程擬合就是通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法擬合出測(cè)區(qū)的高程異常面，內(nèi)插出GPS點(diǎn)的高程異常，從而精確求得該點(diǎn)的水準(zhǔn)高。常用的擬合方法有直線擬合、二次曲面擬合以及多面函數(shù)擬合等等。
3 影響RTK高程精度的主要因素及注意事項(xiàng)
3.1 影響RTK高程精度的主要因素
(1)接收機(jī)公有誤差：GPS衛(wèi)星，衛(wèi)星信號(hào)的傳播過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，如：衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流層誤差等。
(2)接收機(jī)自身觀測(cè)誤差：通道延遲、天線相位中心變化、接收機(jī)內(nèi)部噪聲等。
(3)校正點(diǎn)的精度及選擇校正點(diǎn)的分布：如果校正點(diǎn)坐標(biāo)精度低，流動(dòng)站測(cè)得三維坐標(biāo)將帶有系統(tǒng)偏差，校正點(diǎn)分布是否均勻會(huì)影響到函數(shù)擬合面是否合理。
(4)距離誤差：流動(dòng)站與基準(zhǔn)站的距離誤差，距離越遠(yuǎn)精度越差。
(5)外界環(huán)境的影響：作業(yè)時(shí)周圍是否存在樹(shù)木，房屋等障礙物影響觀測(cè)精度，高壓電塔、大面積的反射源等影響信號(hào)質(zhì)量。
3.2 GPS-RTK高程采用必須注意以下問(wèn)題
(1)GPS-RTK測(cè)定的點(diǎn)必須是固定解的狀態(tài)下才能采用。
(2)GPS-RTK儀器的選用要選擇精度不低于基線精度5mm+1ppm、高程精度10mm+2ppm，性能較為穩(wěn)定且受外界環(huán)境因素影響小的GPS-RTK。
(3)基準(zhǔn)站及流動(dòng)站的天線高要十分精確地量取，這是影響RTK高程精度的一個(gè)十分重要的因素。
(4)必須保證用來(lái)求轉(zhuǎn)換參數(shù)的已知點(diǎn)具有準(zhǔn)確的坐標(biāo)成果，而且必須注意這些已知點(diǎn)要平均分布整個(gè)測(cè)區(qū)，必須保證3個(gè)已知點(diǎn)以上，已知點(diǎn)越多精度越高。
(5)作業(yè)半徑控制在5km內(nèi)。
(6)通常RTK觀測(cè)的采樣間隔為1s，每次測(cè)量的歷元數(shù)不小于10個(gè)。單次觀測(cè)的平面收斂精度應(yīng)小于2cm，高程收斂精度應(yīng)小于3cm。
(7)RTK測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在開(kāi)闊處，避開(kāi)高壓線及大功率發(fā)射臺(tái)、樹(shù)林、民房等。
(8)RTK作業(yè)過(guò)程中，有效衛(wèi)星個(gè)數(shù)應(yīng)不少于5個(gè)，點(diǎn)位幾何圖形因子(PDOP)值應(yīng)不大于6。
(9)每次移動(dòng)基準(zhǔn)站需到已知控制點(diǎn)上進(jìn)行檢測(cè)，一是為了確認(rèn)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的輸入項(xiàng)和設(shè)置都正確無(wú)誤，二是為了檢驗(yàn)已知控制點(diǎn)間的兼容性，三是為了方便圖根控制的精度評(píng)定。在滿足上述條件的情況下，RTK高程精度能接近±2cm.說(shuō)明GPS-RTK高程在大部分平原丘陵地區(qū)可以滿足地形測(cè)量的要求。
4 RTK高程粗差及粗差的發(fā)現(xiàn)與剔除
RTK在作業(yè)時(shí)選擇點(diǎn)位應(yīng)該滿足GPS觀測(cè)要求，根據(jù)星歷預(yù)報(bào)結(jié)果安排觀測(cè)時(shí)間，通常要求PDOP值小于4。在PDOP值較大時(shí)，較容易出現(xiàn)粗差，由于RTK作業(yè)成果的可靠性只有95%～99%，所以在RTK作業(yè)過(guò)程中不可避免地存在著粗差，且在觀測(cè)過(guò)程中不能做出準(zhǔn)確的判斷，那么觀測(cè)結(jié)果中粗差的剔除只能在事后進(jìn)行，也只有通過(guò)事后剔除的方法來(lái)提高RTK作業(yè)的可靠性。方法主要是采用一定的多余觀測(cè)值來(lái)檢查，當(dāng)然多余觀測(cè)值的數(shù)量不宜太多，否則會(huì)影響RTK作業(yè)的效率，失去RTK作業(yè)的意義。一般的粗差剔除方法有：
(1)多次初始化觀測(cè)，比較各次觀測(cè)值剔除粗差。
(2)用RTK點(diǎn)作為圖根控制施測(cè)地形圖時(shí)，相鄰點(diǎn)間用全站儀校核以檢查是否存在粗差，從而保證成果的可靠性。
5 結(jié)語(yǔ)
以上針對(duì)RTK測(cè)量的高程誤差來(lái)源進(jìn)行了分析，嚴(yán)格控制各項(xiàng)誤差，采取諸多控制措施，選用合理作業(yè)方法，從根源處進(jìn)行質(zhì)量控制，高程精度能夠滿足圖根高程所需。隨著CORS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，RTK將在多個(gè)方面替代傳統(tǒng)GPS作業(yè)，因此作業(yè)效率將大大提高。目前選擇合適的RTK儀器和作業(yè)方式，同時(shí)通過(guò)全面的質(zhì)量保證措施，能得到更加穩(wěn)定可靠的作業(yè)成果。
參考文獻(xiàn)：
[1] 徐紹銓.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，1998.
[2] 張瑜.提高GPS實(shí)時(shí)定位精度的方法研究[D].武漢：武漢大學(xué)，2000.
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