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    浅析GPS+RTK测量中“假值”现象产生与预防.docx

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    浅析GPS+RTK测量中“假值”现象产生与预防.docx

    浅析GPS RTK测量中“假值”现象的产生与预防 摘要 GPS RTK中“假值”分析及预防.物探测量中,GPS RTK是目前应用测量中广泛采用的一种新技术,但在应用过程中由于常常受客现环境因素及其它不可预见情况的影响,流动站GPS接收机有时采集的数据中会出现“假值”现象而导致测量采集成果错误。本文根据实践中积累的一些经脸,从预防和判断的实用角度分别对“假值”的产生和特性进行了分析与说明,并提出具体的预防措施。 关键词 RTK测量 假值 物探测量 一、引言 实时动态测量RTK Real Time Kinematic突出的优点是高精度、实时性、轻便灵活,用高性能双频接收机动态水平定位精度可达到1cm110-6D,垂直精度为2cm210-6D,在现场即可得到三维坐标,并能实时放样出设计坐标。它是利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号,其中一台安置在已知坐标点上作为基准站,另一台用来测定未知点的坐标移动站,基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站,移动站根据这一改正数来改正其定位结果,从而大大提高定位精度。它能够实时的地提供测站点指定坐标系的三维定位结果,并达到厘米级精度。这也是目前各个物探测量项目最主要的测量手段。 但是GPS RTK定位也是存在误差的,一般分为两类同仪器和干扰有关的误差。同仪器和干扰有关的误差包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象因素;同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。 因此在实际工作中,受到一些客观不可预见性因素及特殊地域、采集时段等条件的影响,会产生放样的点位数据采集正确,但是实际的放样点位位置错误的现象,我们称这一现象叫做“假值”。产生这一现象一般都非常的偶然,尤其是单个点出现“假值”现象是,更是难以区分。因此,这一现象危害极大。只能事后返工。 二、浅析“假值”现象产生的原因以及相应的解决方法 应用RTK技术产生“假值”现象的原因很多,比如天气、卫星质量、地域环境和设备本身的误差以及人为的操作失误等等。我在工作中总结的“假值”问题的原因及预防方法如下 1、 仪器初始化问题 仪器接收到主站信号后,初始化效果是否完好,即整周模糊度是否固定。RTK需要通过初始化过程在野外实时计算出整周未知数。由于初始化过程中存在各种误差,例如电离层影响产生的误差、对流层影响产生的误差、多路径影响产生的误差、数据链传输过程中外界环境电磁波影响产生的误差甚至错误等,实际观测中有可能会导致整周未知数虽然求解出来了,但求解的结果不可靠或不正确。一旦初始化过程中求出的整周未知数不对,就会产生“假值”。根据实际工作中的经验,当仪器固定以后,不要急于工作,等一会确定主站信号稳定以后,在开始工作。在每次重新初始化成功后;先重测附近已测过的RTK点l-3个,并现场比较其成果,从而判断这次的初始化是否正确可靠。确认初始化没有问题以后,才迸行新的RTK观测。 2、 检查主站信号(差分信号)可信度 差分信号即卫星改正值,是通过主站电台发射,流动站接收。因此,如果附近有相近频率的信号干扰源,就很容易产生“假值”现象。这时,这些信号干扰源对差分值的干扰主要表现在对GPS发射距离、发射信号强度、信号质量等方面的明显衰减。主要表现在流动站初始化容易丢失,接收主站信号不稳定。中继站表现正常。如果主站的主机在没有发射信号的时候,出现电台信号指示灯闪烁,这就表明附近一定有干扰源。出现这种情况,可以通过改换其它频率措施解决。 3、 卫星状况的影响 卫星几何强度因子将影响最后的定位质量。在任何时间、任何地区,都可能会有7到10颗GPS卫星可用于RTK测量。RTK系统的工作并不需要这么多颗卫星。如果天空中有5颗适当分布的卫星,就可作精确可靠的定位。有部分障碍的地点只要可以观测到至少5颗卫星,就有可能做RTK测量。根据在沙特的施工经验,每当到了中午1200以后,仪器的初始化就非常困难。后来我们查看了卫星分布图,发现卫星分布十分的不均匀。尽管能够接收到5-7颗卫星,但实际上卫星的位置分布很差,导致PDOP值非常的高,仪器难以固定。这时进行施工,非常容易产生“假值”现象。所以,在实际工作中,选择合适的工作时间段,以避开坏卫星时段,可以有效地减少“假值”现象的产生,提高数据质量。这时,PDOP值最好不要大于3。 4、 人为错误的影响以及室内质量控制 在实际施工中,测量规范对仪器的设置是有要求的。例如RTK测量中要求①卫星高度角≥15度,最少卫星数5颗。 ②PDOP值不超过7。(实际工作中最好不要大于3) ③流动站到主站的距离最好不要超过10公里。 ④推荐的手薄测量形式3次测量、5秒占用时间以及0.4米的水平和垂直精度。 在实际工作中,可能存在单纯的追求放样速度,而改变手薄设置,都有可能造成“假值”现象的产生。通常情况下在野外很难即时发现“假值”问题,这时只有通过室内及时的数据处理分析,找出数据中的“假值”部分,重新施工采集正确的数据。如利用RTK方法采集完数据后,内业处理员通过高程剖面图,结合草图、着重分析高程异常变化大的点,与实地符不符。根据工作经验,高程异常值变化大的数据很有可能为假值。此外,通过快速静态和静态与RTK值比较,也能够确定“假值”现象。 三、结束语 随着GPS技术的不断发展,测量数据采集以及处理越来越智能化,简单化。人为的影响降到了最低。但是,伴随着仪器的高度一体化,仪器本身或者仪器组成的系统产生了错误,我们很难察觉。尽管“假值”问题存在一定的偶然性,但是其造成的不良后果却是非常严重的。所以,如何正确认识“假值”的危害后果和掌握判别与预防“假值”的方法是本文所要探讨的目的。当然,不同的仪器,不同的操作员不同的工作环境可以采用不同的工作方法来避免出现“假值”问题。但总体上来讲,通过以上方法,可以有效地避免“假值”问题。

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