GNSS外業(yè)測(cè)量中RTK常見(jiàn)的誤差及消減方法!測(cè)繪人趕緊收藏!
點(diǎn)擊上方【大水牛測(cè)繪監(jiān)測(cè)工器具】關(guān)注我們
RTK外業(yè)測(cè)量是一種采用RTK(Real-Time Kinematic)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的方法。RTK技術(shù)通過(guò)使用基準(zhǔn)站和移動(dòng)接收器之的實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)信,實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)接收器位置的實(shí)時(shí)校準(zhǔn),從而提高測(cè)量的精度和速度。
但是,RTK外業(yè)測(cè)量也存在一些限制。首先,由于信號(hào)傳播的影響,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)信號(hào)丟失或干擾,導(dǎo)致測(cè)量精度下降。其次,RTK測(cè)量的范圍受到基準(zhǔn)站和移動(dòng)接收器之間的距離限制。此外,RTK技術(shù)的成本相對(duì)較高,需要專(zhuān)業(yè)設(shè)備和技術(shù)支持。
下面對(duì) GNSS外業(yè)測(cè)量中常見(jiàn)的幾種系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析。

1 電離層折射誤差
當(dāng)GPS信號(hào)通過(guò)電離層時(shí),信號(hào)傳播的路徑會(huì)因?yàn)殡婋x層的影響而發(fā)生偏移,傳播速度也會(huì)隨之發(fā)生改變,用信號(hào)傳播時(shí)間×真快中的光速得到的距離已經(jīng)不再是衛(wèi)星到接收機(jī)間的幾何距離,此時(shí)的這種偏差就是電離層折射誤差。
2 減弱電離層誤差的方法
利用同步觀(guān)測(cè)值求差:用兩臺(tái)GPS接收機(jī)在基線(xiàn)的兩端進(jìn)行同步觀(guān)測(cè)并取其觀(guān)測(cè)量之差,可以減弱電離層折射的影響。兩個(gè)測(cè)站距離較近時(shí),衛(wèi)星到兩個(gè)測(cè)站之間,電磁波所經(jīng)過(guò)的大氣環(huán)境相似,所以大氣狀況的系統(tǒng)影響可通過(guò)同步觀(guān)測(cè)量的求差而減弱。
這種方法對(duì)于短基線(xiàn)(小于20km)的效果比較明顯,這時(shí)經(jīng)電離層折射改正后基線(xiàn)長(zhǎng)度的殘差一般為1ppm.D,但是,隨著基線(xiàn)長(zhǎng)度的增加,其精度隨之明顯降低。

3 接收機(jī)的位置誤差,以GPS為例
GPS接收機(jī)天線(xiàn)位置誤差是指天線(xiàn)相位中心相對(duì)于測(cè)站標(biāo)石中心位置的誤差。這個(gè)誤差包括天線(xiàn)的置平誤差、對(duì)中誤差和天線(xiàn)高誤差。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)天線(xiàn)高度為1.6米時(shí),如果置平誤差為0.1°,可能會(huì)引起3毫米的對(duì)中誤差。因此,在進(jìn)行對(duì)要求高精度定位的大型水利水電工程或精密儀器安裝工程的GPS外業(yè)觀(guān)測(cè)時(shí),測(cè)量人員必須要非常謹(jǐn)慎,仔細(xì)操作。他們需要嚴(yán)格對(duì)中和置平天線(xiàn),并且還需要從不同方向來(lái)測(cè)量?jī)x器高,然后取三次測(cè)量的平均值,以盡量減少GPS接收機(jī)位置誤差的影響。如果是進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)工作,還必須使用帶有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀(guān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。這樣,才能確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4 接收機(jī)天線(xiàn)相位中心位置的偏差,以GPS為例
在GPS外業(yè)測(cè)量過(guò)程中,觀(guān)測(cè)值是以接收機(jī)天線(xiàn)的相位中心位置為基準(zhǔn)。然而,實(shí)際上天線(xiàn)的相位中心會(huì)隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向的變化而發(fā)生偏移,這就是天線(xiàn)相位中心的位置偏差。這種誤差的影響范圍通常在數(shù)毫米至數(shù)厘米之間。為了減小這種誤差的影響,我們可以在相距不遠(yuǎn)的多個(gè)觀(guān)測(cè)站上使用同一類(lèi)型的天線(xiàn),同時(shí)觀(guān)測(cè)同一組衛(wèi)星,然后通過(guò)觀(guān)測(cè)值的求差來(lái)消除相位中心偏差。這樣可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
在GPS外業(yè)測(cè)量中除了上述各種誤差外,衛(wèi)星的星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、大氣折射模型和衛(wèi)星軌道攝動(dòng)模型的誤差等也會(huì)對(duì)GPS的觀(guān)測(cè)量產(chǎn)生影響。