关于提高RTK测量高程精度方法的探讨

关于提高RTK测量高程精度方法的探讨

摘要：通过南方测绘灵锐S86 RTK采用提高大地高和高程异常值的精度的措施进行高程测量的案例说明如何使用RTK才可以获得高精度的高程测量值。

关键词：RTK测量高程精度大地高大地水准面高程拟合水准测量

一、概述

当前使用RTK做地形图测量，既能快速的获得平面坐标又能快速的获得高程，这是不容置疑的。但当谈论到使用RTK 是否可以做水准测量时，不少人还是会有些质疑。那到底RTK 测得的高程和水准测量差多少呢？其实这个问题已经被专家论证了：RTK 测量高程是可以满足四等水准测量及等外的水准测量的。那如何来提高RTK测量高程的精度呢？

二、RTK获取正常高的原理

首先分析下RTK测得高程和水准测量求高程的区别，RTK 测量求得的原始坐标是WGS-84坐标（B，L，H）大地纬度，大地精度，大地高。而我国水准测量是采用1985国家高程基准，以似大地水准面为起算面，最后是以正常高作为使用的高程。因为测量原理不同，两种测量的起算面不同，所以两种高程值之间存在高程异常，即大地高= 正常高+高程异常。所以如果使用RTK要达到水准测量要求的正常高的值，即：正常高=大地高-高程异常，在测区范围内正常高可以通过区域内的大地高和高程异常计算得之，就必须要求提高得到的大地高和高程异常值的精度。以下通过使用南方测绘灵锐S86RTK测量的案例来具体阐述如何获得高精度的高程测量值。

使用南方测绘灵锐S86RTK测量系统可以得到大地高的点位精度，动态水平定位精度±1cm，高程精度±2cm+1ppm ，静态或者快速静态水平定位精度为±2.5mm+1ppm高程精度±5mm+1ppm，这样的平面精度和高程精度是可以达到四等水准测量及等外水准测量的要求。当然这需要区域内高精度的转换模型参数，所以精确的求出高程异常就是关键所在。

南方测绘灵锐S86 RTK 使用高程拟合的方法精确求得高程异常，从而可以实时的得到控制范围内的正常高。GPS 水准高程拟合方法是：在GPS 网中联测一些水准点，利用这些点上的正常高和大地高求出它们的高程异常值，再根据这些点上的高程异常值与坐标的关系，用最小二乘的方法拟合出测区的似大地水准面，利用拟合出的似大地水准面，内插出其他GPS 点的高程异常，从而求出各个未知点的正常高。用于GPS 水准拟合的数学模型很多，不同的数学模型对不同地形条件具有不同的拟合精度，因此GPS 水准拟合模型拟合精度的探讨一直是GPS 应用研究领域的热点问题。其中多项式就是GPS 水准拟合模型的一种，多项式拟合模型分为平面拟合，相关平面拟合，五参数曲面拟合，二次曲面拟合。南方工程之星软件会根据求转换参数的点数不同自动选用不同的拟合模

型。

三、静态测量得到的高程拟合参数在RTK中的应用操作

通过上面的分析，我们可以看到，要想达到最好的效果就是用GPS做控制网并且与等级水准点联测做静态测量，内业使用平差软件进行高程拟合，这样求得测区拟合参数输入到南方工程之星参数设置里面，再用RTK进行水准测量。

具体操作：打开S86RTK配有的工程之星软件，点击“配置”→“坐标系统设置”→选择“高程”页标签，把通过南方静态数据处理软件平差计算得到的高程拟合参数值依次填入对应的参数项中，“使用高程参数”选项打勾。

四、RTK实时测量计算高程拟合参数的应用操作

也可以使用RTK分别与测区的水准点联测高程，可以利用工程之星软件里面控制点测量功能精确测定大地高，利用工程之星求取转换参数的功能直接求取高程拟合，这样就涉及到选择几个配对点进行拟合，只要配对的水准点已知高程精度高，以及分布好，求得的拟合参数就更准确。高程拟合时，使用三个点的高程进行计算时，高程拟合参数类型为加权平均；使用4到6个点的高程时，高程拟合参数类型平面拟合；使用7个以上的点的高程时，高程拟合参数类型为曲面拟合。控制点的选用和平面、高程拟合都有着密切而直接的关系，这些内容涉及到大量的布设经典测量控制网的知识，在这里没有办法多做介绍。所以我建议不要使用两点求转换参数去测量高程，尤其是使用RTK进行水准测量，最好在测区选择7个以上配对点求得拟合参数。

具体操作如下：打开工程之星软件，点击“输入”→“求转换参数”→“增加”，第一步按软件提示输入已知点的平面坐标及高程，第二步按提示从坐标管理库选择已经用RTK测量得到的对应点的经纬度坐标及大地高，依次配对其他控制点。增加完以后点击“保存”→“应用”，可以控制高程拟合的方法一般选择自动判断，同时还可以控制是否使用该点高程值参与建模。

综上所述，只要严格控制各项误差及选用合理作业方法，RTK测量技术可获得高精度的测量成果，高程精度能够达到四等水准测量的精度。

参考文献：

[1]徐万祥，柴本红、候永平.RTK 测量高程精度探讨[B].地矿测绘，2009，25（2）：21～23.

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