浅谈RTK精确测量高程的限制与方法

司南导航www.sinognss.com： RTK技术是基于载波相位观测量的实时动态定位技术，一般由基准站、移动站、电台、电源等组成、其工作原理是：基准站和移动站同时接收GPS卫星定位信息、通过差分数据链，移动站接收基准站发送的GPS数据，结合自身采集的GPS数据进行实时处理，在1S内以厘米级的精度给出移动站的点信息，通过实时处理算法，移动站在动态环境下可以进行初始化处理，无需在已知点上进行初始化，RTK测量必须有位距和相位观测值。

　　RTK测高主要包括三个方面：

　　1、 使用RTK测量椭球高;

　　2、 运用一个大地水准面模型;

　　3、 将最终要得到的正常高(或正高)拟合到高程基准面上。

　　以上三个方面限制了运用RTK测量高程，它们依RTK测量的范围不同而影响大小也不一样。

　　RTK测量方面的限制

　　相位整周模糊度解算是否可靠直接影响三维坐标，为了发现这些能达到米级的错误，需通过重复观测来获取多余观测量。

　　星历和参考坐标对三维坐标将产生几个PPM的影响，假定广播星历的质量一直保持如最近那般高，它对短边的影响将达到最小。

　　多路径效应的影响分为直接的或间接的，并能对三维坐标产生分米级的影响。间接影响是指影响求解整周模糊度。选择好的站点避免多路径效应以及增加多余观测以发现残存的影响仍然是很重要的。

　　电离层也对三维坐标产生影响。电离层的影响在基线长于20KM时将变得很大，双频观测量能消去大部份的电离层的影响。

　　潮汐现象、包括陆地潮汐和海洋潮汐也对RTK测高产生影响，基线超过100KM时影响能达到厘米级，一些软件能通过建模来消除这些影响。

　　天线高是一个明显的误差来源。RTK系统通过使用定长的流动杆来减少这种误差的可能性，外业还要求必须对天线高测量进行检查。

　　大地水准面模型方面的限制

　　RTK测量得到的是椭球高，为了获得正常高(H)，我们需知道高程异常值(N)。对长距离，RTK测量也能非常有效地得到椭球高，但会遇到大地水准面和高程基准面方面的问题。为了提高高程精度，可以通过计算当地大地高模型并采用内插技术。长波部份由GGM计算，短波部份由当地重力值计算。

　　高程基准面方面的限制

　　在很多地区，使用已知的正常高或正高来定义高程基准面。有时，定义了多个高程基准面，每一个高程基准面都由一个原点(例如验潮站观测点)推算，该点的高程值由一个或几个潮汐的平均海水面值来决定。

　　如果海洋测量或水准测量有误，将会使高程基准面的基准偏离真实的重力模型，可以增加一个曲面到大地水准面模型加以解决。为了检核高程基准面，常常使用RTK观测至少三个高程基准面点来实现。

　　虽然有以上种种限制，但RTK测高的问题经过实际测绘的多次论证，证明在严格控制及选用合理的作业方法下，RTK 测量高程可以满足四等水准测量及等外的水准测量。下面就介绍一下，如何使用RTK达到如上所述的效果。

　　首先分析下GPS测得高程和水准测量求高程的区别，GPS 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GPS要达到水准测量要求的正常高的值，必须要求提高大地高和高程异常值的精度。大地高的精度如南方灵锐S86RTK的精度指标 垂直精度±2cm+1ppm ，静态，快速静态高程精度±5mm+1ppm，而精确的求出高程异常就是关键所在。

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