RTK外業(yè)測(cè)量的主要誤差來源 VS 消減方法

RTK外業(yè)測(cè)量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送的信息來確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，測(cè)量結(jié)果的誤差主要來源于GPS衛(wèi)星，衛(wèi)星信號(hào)的傳播和地面接收設(shè)備，按誤差性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。而系統(tǒng)誤差無論從誤差的大小還是對(duì)定位結(jié)果的危害性來講都比偶然誤差要大的多，然而系統(tǒng)誤差有一定的規(guī)律性，可采取一定的措施加以消除。下面對(duì) GNSS外業(yè)測(cè)量中常見的幾種系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析。

電離層折射誤差

　　當(dāng)GPS信號(hào)通過電離層時(shí)，信號(hào)的路徑會(huì)發(fā)生彎曲，傳播速 度也會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)用信號(hào)的傳播時(shí)間乘上真空中光速得到的 距離就不等于衛(wèi)星到接收機(jī)間的幾何距離，這種偏差叫做電離層折射誤差。

減弱電離層誤差的方法

　　利用同步觀測(cè)值求差：用兩臺(tái)GPS接收機(jī)在基線的兩端進(jìn)行同步觀測(cè)并取其觀測(cè)量之差，可以減弱電離層折射的影響。因?yàn)閮蓽y(cè)站相距不太遠(yuǎn)時(shí)，有衛(wèi)星至兩測(cè)站電磁波傳播路程上的大氣狀況相似，因此大氣狀況的系統(tǒng)影響可通過同步觀測(cè)量的求差而減弱。

這種方法對(duì)于短基線（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長(zhǎng)度的殘差一般為1ppm.D，但是，隨著基線長(zhǎng)度的增加，其精度隨之明顯降低。

GPS接收機(jī)的位置誤差

　　GPS接收機(jī)天線相位中心相對(duì)測(cè)站標(biāo)石中心位置的誤差，叫做接收機(jī)位置誤差。這里包括天線的置平和對(duì)中誤差，量取天線高誤差。如當(dāng)天線高度為1.6m時(shí)，置平誤差為0.1°時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生對(duì)中誤差3mm。因此，在對(duì)要求精密定位的大型水利水電工程或者精密儀器安裝工程的施工控制網(wǎng)進(jìn)行GPS外業(yè)觀測(cè)時(shí)，測(cè)量人員必須要有高度的責(zé)任心，仔細(xì)操作，儀器要嚴(yán)格對(duì)中置平，儀器高要從三個(gè)方向量三次取平均值，盡量減少GPS接收機(jī)位置誤差所產(chǎn)生的影響。如果是進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，必須采用有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀測(cè)墩。

GPS接收機(jī)天線相位中心位置的偏差

　　在GPS外業(yè)測(cè)量過程中，觀測(cè)值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上是一致的，可實(shí)際上天線的相位中心隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，即觀測(cè)時(shí)相位中心的瞬時(shí)位置與理論上的相位中心有所不同，這種誤差叫做天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響，可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米。在實(shí)際工作中，如果使用同一類型的天線，在相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)或者多個(gè)觀測(cè)站上同步觀測(cè)了同一組衛(wèi)星，那么，邊可以通過觀測(cè)值的求差來消弱相位中心偏差的影響。

　　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的觀測(cè)量產(chǎn)生影響。