基于高遮挡环境下RTK测量精度分析的试验

发布时间：2022-10-05 10:07 热度：

　　摘要：本章主要讨论了在高遮挡环境下采用双星接收机与单星接收机进行RTK作业时的精度问题，这也是本人在所在单位实习期间的实习内容之一。并针对这次试验的具体情况，针对性的设计了测试方案，通过实际作业比较其定位精度的差异性。

　　关键词：高遮挡环境;RTK测量;精度分析

　　Abstract: This chapter focuses on the accuracy of binary star receiver with a single star receiver for RTK operations in the environment of high block, which is the internship period in the unit where I practice one. And according to the specific circumstances of this test, the design of targeted testing program, through the actual operation of the positioning accuracy differences.

　　Key words: high-shelter environment; the RTK measurements; accuracy analysis

　　1 思路启发

　　我们都知道，RTK测量是以载波相位测量作为基本观测量的差分测量技术，RTK技术较传统测量模式有着其特有的优势，其中优势之一是RTK技术可以大大削弱基准站和流动站公有的误差，从而大大地提高了定位的精度。但是，当进行诸如地籍测量以及城市RTK测量时，由于有高层建筑物的遮挡，对于测量的精度就有一定的影响，其实际作业精度能否达到标准精度也是个疑问。基于次，我们共同设计了测试方案，对高遮挡环境下RTK测量的精度问题进行了测试。

　　2 方案设计

　　试验过程中，我们选用了编号分别为A、B、C的三种不同类型的接收机各2台进行测试，其中3台基准站接收机放置在观测条件较好的地方。近距离试验时，我们选择在高遮挡的树林下面的三个未知点上放置流动站接收机;而在远距离试验时，选择在多路径及遮挡情况严重的高楼旁的三个未知点放置流动站接收机。在每观测半小时后轮换接收机的天线，以确保观测的环境相同，共观测1.5h，观测时记录所有定位坐标，并同时记录原始观测数据。数据采样率设为1s，目的是以便充分反映由于环境所造成的信号的微弱变化。

　　在观测完成后，我们用处理软件处理观测数据，计算流动站点位的精确坐标，并将其作为RTK定位精度统计的参考坐标。测试的主要参考指标包括定位精度、初始化时间以及有效作业距离。主要基于测量坐标的重复性与其内符合精度有关，固定解的可靠性与其外符合精度有关，又提出了以RTK测量坐标的重复性与固定解的可靠性，作为高遮挡环境下的检验指标。

　　3 试验过程

　　(1) 近距离试验。2010年3月17日，我们进行了近距离高遮挡观测条件下的RTK定位测试。我们先将基准站接收机安置在科技楼顶的三个强制观测墩上，在观测过程中同时记录原始观测数据，用于后处理静态解算流动站的坐标。并在IGS跟踪站西南侧的树林中任选了三个点，点间间距小于0.5m，可近似认为观测条件相同，流动站距离基准站约350m。这些点的四周全是密集的常青树，点的上空被密集枝叶所覆盖，对卫星信号的遮挡非常严重，我们做了下观察，在大部分时间只能观测到4~6颗GPS卫星和2~3颗GLONASS卫星，而且卫星数频繁地发生变化，非常符合我们测试所需条件。

　　(2)远距离试验。2010年3月19日，我们进行了远距离高遮挡观测条件下的RTK定位测试。这次我们把基准站接收机安置在教学实验大楼顶部(共15层)，流动站距离基准站约6.3km。将流动站接收机安置在道路一侧的人行道上，在路边有一排三层楼房，离接收机距离不到10m，接收机只能观测到一面的卫星信号。观测期间，GPS卫星数在4~5颗间变化，GLONASS卫星数在1~2颗间变化，观测方法及记录方法与近距离试验相同。

　　4 数据处理

　　在观测完成以后，我们针对不同类型的观测数据采用不同的软件解算，解算时采用相同的解算参数，以确保解算结果具有可比性。首先是计算出流动站的精确坐标，并将其作为RTK定位精度统计的参考坐标，然后统计所有解中固定解的数量及其在总解数中的比例，最后将所有的固定解坐标与后处理精确坐标进行比较。在高遮挡条件下RTK定位精度的数据如下表所示，其中Ⅰ和Ⅱ分别表示近距离与远距离两种情况，R表示接收机，S表示观测历元总数，P表示固定解比例， 表示点位中误差， 表示 <5cm的固定解在总固定解中所占的比例， 表示5cm< <10cm的固定解在总固定解中所占的比例， 表示 >10cm的固定解在总固定解中所占的比例。

　　5 结论

　　从表5和图1中可以看出：在高遮挡的观测环境下，RTK定位的精度低于其标准精度，而不同种类接收机的精度也不相同。从定位结果可以看出，远距离的固定解比例比近距离固定解比例大，流动站距基准站距离的影响与距离成正比，原因是因为近距离的观测环境比远距离的观测环境更差。A接收机的固定解的比例在远距离与近距离的试验中相差较小，而该指标对于B、C接收机却变化很大，这主要与是否采用双星系统以及接收机内部的整周模糊度的确定算法有关。