GS定位技术在工程控制网中的应用

GPS定位技术在工程控制网中的应用***大学目录HYPERLINK\l"_Toc185664346"概述3HYPERLINK\l"_Toc185664347"第一章项目名称及设计依据4HYPERLINK\l"_Toc185664348"第二章GPS网方案设计5HYPERLINK\l"_Toc185664349"第一节GPS网的图形设计（E级）5HYPERLINK\l"_Toc185664350"第二节网的基准设计6HYPERLINK\l"_Toc185664351"第三节网的技术经济设计7HYPERLINK\l"_Toc185664352"第四节选点与埋石9HYPERLINK\l"_Toc185664353"第五节观测纲要10HYPERLINK\l"_Toc185664354"第三章数据处理11HYPERLINK\l"_Toc185664355"第一节观测成果外业检核11HYPERLINK\l"_Toc185664356"5.0实测分析与比较13HYPERLINK\l"_Toc185664357"5.1某镇RTK测量13HYPERLINK\l"_Toc185664358"5.2某路RTK测量14HYPERLINK\l"_Toc185664359"5.3RTK高程测量15HYPERLINK\l"_Toc185664360"第二节数据预处理18HYPERLINK\l"_Toc185664361"结论19HYPERLINK\l"_Toc185664362"参考文献20摘要:本文是关于***县GPS控制网的技术设计书。作者是根据***县近期规划和远景发展的需要，在综合分析测区实际情况，考虑设计目的的基础上，充分发挥GPS技术的优点，提出一种技术上可行，经济上合理的网形结构及施测方案。关键词：GPS控制网坐标转换基线向量技术设计可靠性检验概述众所周知，过去测角、量边的传统方法建立的地面控制网，依据分级建立，逐级控制的原则将国家原点的坐标逐级地传递到需要确定位置的标志上，为当时的城市建设的发展起到了重要的作用，但随着科技的进步，工程建设的不断发展，有的控制网已在很大程度上不相适应。其主要表现在以下几个方面;由于过去受到技术、设备，手段等方面的制约，控制网覆盖范围小，扩展欠合理，满足不了现代城市及工程建设发展的需要有的控制网施测年代较久，现势性差，并有相当数量的控制点已被破坏，同时由于地下水或矿藏的过度开采等外部环境影响，使某些点相对位置发生扭曲，因而不利于工程建设。原有城市控制网所引用的平面基准点，大多属五、六十年代施测的国家大地点，由于当时客观条件的限制，并且依据的技术标准不一，其精度较现行规范有很大的差异。随着科学技术的不断发展，测绘行业的自动化也取得了长足进步，GPS的出现大大的提高了测量的效率。全球定位系统（GPS），是随着现代科学技术的迅速发展，而建立起来的新一代精密卫星定位系统。1957年10月，世界上第一颗人造卫星的成功发射，使得空间科学得以迅速发展，人类进入了一个崭新的时代。为了满足军事部门和民用部门，对连续实施和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部便开始组织海陆空三军，共同研究建立了新一代卫星系统的计划。这就是目前所称的“（navigationsystemtimingandranging/globalpositoningsystem-navstar/gps），通常称为“全球定位系统”（GPS）。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以高精度、全天候、自动化，高覆盖能力、方便灵活、质优价廉等显著特点，赢得了广大测绘工作者的信赖，并成功的应用于大地测量，工程测量，航空摄影测量，运载工具导航于管制，地壳运动监测，工程变形监测，资源勘察，地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命，可以说，GPS的出现将使人们的测量工作变得象走路一样简单。它必将成为未来测量工作的一种发展方向。我国的GPS应用发展势头猛进，在短短几年内，GPS在我国的应用以由少数的几家科研单位和军用部门扩展到民用领域，GPS的广泛应用以改变了人类的生活方式，提高了工作效率，带来了巨大的经济效益。可以说GPS应用前景是广泛的，市场是巨大的。对于经典的测量技术来说，用GPS进行测量的主要特点如下；观测站之间无需通视。既要保持良好的同视，又要有良好的网形，这一直是在经典测量中时间上难以实现的困难之一。用GPS测量不要求测站之间相互通视，所以不再需要建标,这一技术可大大的减少所需的人力和物力，同时也使点位的选择变的灵活。定位精度高。具有关资料显示，目前在小于50km的基线上，其相对精度可达1-2ppm。观测时间短。目前，利用经典的静态定位方法，完成一条基线的观测时间根据精度的不用要求，一般需要1—3个小时，而现在的快速定位方法的观测时间仅需几分钟。提供三维坐标。GPS测量，在精确测定观测站平面位置的同时，还可以精确测定观测站的大地高程。操作简单。GPS测量的自动化很高。在观测中测量员的工作只是安装并开关仪器、量取仪器高等简单的工作，大大简化了工作程序。目前我国GPS的A级和B级网均已步设完毕，很多城市已经用GPS技术建立了城市工程控制网，取得了良好的社会、经济效益，GPS技术先进，操作简单，GPS接收机也向小型化、低价位、多功能方向发展，可以肯定，在未来几年内，我国的GPS工程控制网将全面代替常规的，经典的工程控制网。因而，深刻的掌握GPS原理，熟练地应用该技术，是整个测绘行业发展的必然要求，本次设计的目的就是为了能够掌握GPS的基本原理，及对GPS控制网的设计有个前期的了解。并综合的运用三年来所学的有关测量知识，使之能够在大脑里形成一种清晰的，连贯的模式。为以后工作中对GPS的运用打下基础。本次设计主要是对***县及其周边77km2的面积进行GPS控制。为了适应未来工程建设的需要，需在***县及其周边地区布设控制网，由于常规的三角网，三边网或导线网等，既费时、费力，而且布设时受地形及通视的限制很大。而GPS控制以其方便、快捷、不受通视限制及精度高等特点胜出，因此应用GPS进行控制是首选方案。用GPS建立测量控制网的一般过程为网上选点，构网实地定点、埋点GPS观测设计准准备野外定位观测计划划及纪录数据传输数据预处理（求基基线向量）质量合格数据后处理（网平平差、坐标转转换）结果输出项目名称及设计依据本次工程项目名称为“广西***县GPS控制网技术设计”此技术设计的设计依据有：国家测绘局1992年6月8日发布的《全球定位系统（GPS）测量规范》。CH2001——92199800年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》。GPS网方案设计第一节GPS网的图形设计（E级）本网的设计是在满足一下设计原则的基础进行的。①GPS网一般采用独立观测边构成闭合图形，如三角形，多边形或附和线路，以增加检核条件，提高网的可靠性②GPS网作为测量控制网，其相邻点间基线向量的精度，应分布均匀③GPS网点应尽量与原有地面控制网点相结合。重合点一般不少于3个（不足时应联测），且在网中应分布均匀，以利于可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。④GPS网点应考虑于水准点相重合，而非重合点，一般应根据要求以水准测量（或相当精度的方法）进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点。⑤为了便于GPS的测量观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和交通便利的地方。⑥为了便于用静电方法联测或扩展，可在GPS网点附近布设一通视良好的的方位点，以建立联测方向。方向点于观测站距离一般大于300m。结合本地的实际情况及任务要求，在满足GPS网应有非同步独立边构成多边形闭合环的前提下，要求网中每个闭合环的边数不超过三条。为加强GPS网的精度采用边点连接式布网，提高几何强度及可靠性。根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式，边连式，网连式及边点混合连接四种基本方法，也有布设成星形连接，符合导向连接，三角锁形连接等，选择什么样的网形，取决于工程所要求得精度，野外观测条件及GPS接收机台数等因素。其基本图形主要有一以下几种，其特点分别为；三角形网优点：图形结构强，具有良好的自检能力，能够有效地发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性；平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。缺点：观测工作量大适用：网的精度和可靠性要求高时环形网（闭合线路和符合线路）优点：观测工作量小，且具有较好的自检性和可靠性缺点：图形结构较差，非直接观测的基线边（或间接边）精度较观测边低，平差后网中相邻点间基线向量的精度分布布均匀。适用：观测点较多，工作量较大，网的精度和可靠性要求一般。星形网优点：几何图形结构简单，观测中通常只需要两台GPS接收机，作业简单。缺点：检查和发现粗差的能力差。适用：快速静态定位和准动态定位等快速作业模式，工程测量、边界测量、地籍测量和碎部测量等。以上都是网的连接方式和网形结构，本次设计因为考虑到工程的需求进度以及只有三台GPS接收机，因此采用边点混合连接将各个三角形连接起来，不仅提高了精度，又减少了工作量。在满足以上原则的基础上，对测区进行了两个图形方案的设计，将两个方案进行比较，得出较优的方案，比较见网的技术分析。第二节网的基准设计网的基准设计包括网的位置基准、放行基准和尺度基准，时确定网的基准，是过网的整体平差来实现的。在GPS网的优化设计中，应根据网的用途提出确定网的基准方法和原则。一般来说，在GPS网的整体平差中，可能含有两类观测量，即相对观测和绝对观测量（如点在wps——84中的坐标值）。在仅含有相对观测量的GPS网中，网的方向基准和尺度基准，由在平差计算中作为相关观测量的基线向唯一地确定；而网的位置基准，则决定于所取网点坐标的近似值系统和平差方法。在GPS网包含点的坐标观测量的情况下，网的位置基准，将取决取这些网的坐标值以及精度。GPS网的基准设计，一般主要是指确定网的基准位置的问题。确定网的位置，通常可根据情况，选取如下方法：选取网中一点的坐标值并加以固定，或给以适当的权；网中的点均不固定，通常自由网伪逆平差或拟稳平差，确定网的基准；在网中选若干点的坐标值并加以固定；选取网若干点（直至全部点）的坐标值并给以适当的权；前两种方法，对GPS网定位的约束条件最少，所以，通常称为最小约束法；而后两种方法对平差计算则存在若干约束条件，其约束条件的是、多少，取决于在网中所选点的数量，这种方法，通常称为约束法。以最小约束法进行GPS网的平差，对网的定向与尺度没有影响，也就是说，不管采用上述那种最小约束法，平差后网的位置和尺度，以及网中元素（边长、方位或坐标差）的相对精度都是相同的，但网的位置及点位精度却不同。约束平差法，在确定网的基准位置的同时，对GPS网的定向与尺度也会产生影响，其影响程度，与约束条件的多少，及所取观测值的精度有关。当网中已知点的坐标含有较大的误差，或其权、难以可靠地确定时，将会对网的定向与尺度产生不利影响。虽然从理论上说，在网的平差计算中，给所有的已知位置以适当的权，是最为严格的方法，但是，如何适当的确定已知位置的权，及其与网中其他观测量的比例关系，则是一个需要慎重考虑的问题。所以，一般只有对于一个大范围的GPS网，而且要求精确地WPS—84协议地球坐标系时，或者在具有一组分布适宜的，高精度的已知点时，为完善GPS网的定向与尺度，约束平差法才具有重要意义。在一般情况下，对于一些区域性GPS网，如城市、矿山和工程GPS网，其是否精确位于地心坐标系统，并不特别重要，因此，这时多采用最小约束平差法。而且，为了与经典地面网相联合，通常以采用固定一点的经典自由网平差法为宜。本网选择太平殿，宝塔岭和水晶岗三个三等已知点作为地面约束点。第三节网的技术经济设计技术分析GPS测量按其精度划分为A、B、C、D、E五级（各级网的精度指标见表3—1）。其中，A、B级为国家首级控制网，我们所用的一般城市或工程控制网用D级或E级。本网为E级。GPS网的精度要求，主要取决于网的用途。精度指标，通常均以网中相邻之间的距离误差来表示，其形式为：其中，Ó——网中相邻点的距离误差（mm）；ａ——与接受设备有关的常数误差（mm）；b——比例误差（ppm）或10秒；D——相邻点间的距离（Km）；根据我国1992年颁布的GPS测量规范的要求，GPS相对定位的精度，划分为如表3-1所列的标准。GPS相对定位的精度指标表3-1测量分级常数误差a（mmm）比例误差b（100）相邻点距离（Kmm）A≤5≤0.1100—20000B≤8≤115—250C≤10≤55—40D≤10≤102—15E≤10≤201—10上表所列的精度指标，主要是对GPS网的平面位置而言，而考虑到垂直分量的精度，一般较水平分量为差，所以根据经验在GPS网中对垂直分量的要求，可将上表所列的比例误差部分增大一倍，精度指标，是GPS网优化设计的一个重要量，它的大小将直接影响GPS网的布设方案，观测计划、观测数据的处理方法以及作业的时间和经费。对以上图形设计的两个方案进行比较，得出最优方案，先要计算两个网的特征条件值，其计算公式如下：按R•Asany提出的观时段数计算公式：C=n•m/N式中：C为观测时段数；n为网点数；m为每点设站次数；N为接收机数。故在GPS网中：总基线数：J总=C•N•（N-1）/2必要基线数：J必=n-1独立基线数：J独=C•（N-1）多余基线数：J多=C•（N-1）-（n-1）将两个方案的特征值代入上面的公式，得到两个方案的特征条件值（表3-2）。经济分析方案一方案一的观测时段数为12，总设站数为36，以时段数长度为60min计算，则其采集数据的时间至少需要12小时，一般地区每站的花费为500元，困难地区700元，平均取为600元计算，则总的费用大约为：36×600=21600元。方案二方案二的时段数为14，总设站数为42，以每站花费为600计算，则总的费用大约为42×600=25200元。由以上分析知，方案二的总设站费用比反那个案一多3600元，且消耗的时间长，虽然其总的可靠性指标较高，但其重复观测基线多于方案一，对于E级网来说造成一定的精度过剩，且它的观测工作需在一些山头上多次重复设站，增加了工作量。而方案一的经济消费低，技术上的可靠性指标达到了E级网的要求。因此，从技术和经济上分析来看，方案一是最有优方案。特征条件值表3-2方案项目方案一方案二总点数1717总基线向量数3541必要基线向量数1616独立基线向量数2428多于观测基线向量量数812重负观测基线向量量数49同步图形个数1113非同步环个数43最弱边距离误差5.645.64总体可靠性指标0.3330.428总设站数3642第四节选点与埋石由于GPS控制有着观测站之间不要求相互通视的优越性，而且网的图形选择也比较灵活，所以选点工作，远较经典控制测量的选点工作简单。但由于点位的选择，对于保证观测工作的顺利进行和可靠地保持测量结果，具有重要意义，所以在选点工作开始前，应充分收集和了解有关测区的地理情况，以及原有测量标志点的分布及保存情况，以便确定适宜的观测站位置。选点工作通常应遵循的原则是：观测站应远离大功率的无线电发射台货物高压输电线，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。接收机天线与其距离，一般不的小于200m。观测站附近不应有大面积的水域，或对电磁反射（或吸收）强烈物体，以减弱多路径效应的影响。观测站应设在易安置接收设备的地方，且视场开阔。在视场内周围周围障碍物的高度角，根据情况一般应小于10~15度。观测站应设在交通方便的地方，并且便于用其他测量手段联测和扩展。对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近，应具有良好的通讯设施（电话与电报、邮电）和电力供应，以供观测站间的联络和设备用电。点位选定后（包括方位点）均应按规定绘制点之记，其主要内容包括点位及点位略图，点位的交通情况及选点情况等。选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。图形应有利于同步观测边，点联结。当所选点位需要进行水准连测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。当利用旧点时，应对旧点的稳定性，完好性，以及战标是否安全可用性作一检查，符合要求方可利用。在选好点以后就要进行埋石作业，埋石应遵循以下原则；各级GPS网点标石一般用混凝土灌制。埋设基岩标石，基本标石时，应现场浇灌混凝土。普通标石可预先制作，然后运往各地埋设。埋设标石时，须使各层标志中心严格在同一铅垂线上，对于天线墩其偏差不的大于2mm。强制对中装置的水平盘面最倾斜不得大于1mm。当利用旧点时，应首先确定该点标石完好，并符合同级GPS点埋石要求，且能长期保存。辅助点与方位点应埋设普通标石，并加适合标注，以便与GPS点相区分。GPS点埋石所占土地，应经土地使用者或管理部门同意，并依法办理征地手续。第五节观测纲要GPS观测与常规测量在技术要求上有很大差别，对于城市及工程GPS控制在作业中应按照以下技术指标执行。观测技术表3-3E级网卫星高度角（1°）有效观测卫星总数时段中卫星有效观测时间(mm）观测时段数时段长度(min）数据采样间隔卫星观测值象限分布规定值≥15≥3≥15≥2≥6015～60（25+20）％（-25）％设计值≥20≥4≥20≥3≥6010～60（25+20）％（-25）％第三章数据处理第一节观测成果外业检核观测成果外业检核，是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节，所以当外业工作观测任务结束后，必须在测区及时对外业的观测数据质量进行检核和评价，以便及时发现不合格的成果，并根据情况采取淘汰或重测，补救措施。外业观测成果检核的主要内容有：1.同步边观测数据的检核同步边是指接受机设于基线两端，通过多历元同步观测，经平差计算的基线边。对其检核内容包括：观测数据的剔除率由于不合格而剔除的观测值个数与参加同步边平差计算的观测值总数之比，称为数据剔除率。根据不同精度要求，剔除率一般不应超过5%~10%。观测值的残差分析观测值的残差，即各观测值与其平差值之差。残差主要由观测值的偶然误差和系统误差残余部分的影响而产生的。残差分析，主要是试图将观测值中的偶然误差分离出来，并判定其大小。若设观测值的残差为Ni,I=1,2,…,n-1,n为观测值个数，则其分析方法大致如下：计算残差的一次差和二次差：计算观测值偶然误差的中误差:一般规定δ应小于1cm。c）计算同步边平差差值的中误差差和相对中误误差。同步边每一一时段平差值值的中误差应应小于0.11m，而其相相对中误差应应不超过相应应精度类别的的要求。2．重复观测边的检检核同一条基线线边若观测了了多个时段（≥2）则可得到到多个边长结结果。这种具具有多个独立立观测结果的的边称为重复复边。其检核核内容包括：：计算不同时段观测测结果的互差差，该差值应应该小于相应应类级规定精精度的√2倍；同一条边若有三个个时段以上的的观测结果，则则应计算各时时段结果的平平均值其中仍仍和时段的结结果与其平均均值之差，应应不超过相应应类级得规定定精度。3．环闭合差的检核核当观测基线线边构成某种种图形（如三三角形，多变变形）时，图图形的闭合差差理论上应为为零。但是，由由于各种观测测量误差以及及数据处理模模型误差等因因素的综合影影响，致使该该闭合差一般般均不为零。假设，环中中各独立观测测边的坐标分分量差之和为为其中（）为第II条基线边的的坐标分量差差，n为环中的基基线边数，则则环线闭合差差的定义为：：环闭合差的大小是是评价观测质质量的重要标标准之一。为为了达到预定定的精度要求求，环闭合差差不超过一定定的限值。一一般要求：其中，为闭合合差的限值，m为相应的坐坐标分量精度度。4．同步环闭合差的的检验当环中各边为多台台接收机同步步观测的结果果时（例如3台接收机同同步观测结果果所构成的三三角形边），由由于各边不是是独立的，所所以其闭合差差应恒为零。但但是由于处理理软件模型的的不完善，或或计算各同步步边时数据取取舍的差异，致致使这种同步步环的闭合差差实际上仍不不为零。这种种闭合差的数数值一般很小小，应不致对对定位产生明明显的影响，因因此也可把它它作为成果质质量的一种检检核标准。假设，分别为上述述同步环坐标标分量的闭合合差，则按规规定应满足：：5.实测分析与与比较5.1某镇RTKK测量在市某镇26平方方公里1：500地形测量中中，采用RTK技术来代替替常规二级导导线测量。本本次基准站设设置在测区中中部的农田中中，符合基准准站的架设条条件，与已知知点的距离在在3.4～4.0km之间。联测测四个C、D级GPS点和三个三三、四等水准准点，解算出出两坐标系之之间的转换参参数，水平残残差最大为±±3.1cm，垂直残差差最大为±0.7cm。为了提高高待测点的观观测精度，将将天线设置在在对点器上，观观测时间大于于20秒，采用不不同的时间段段进行两次观观测取平均值值；机内精度度指标预设为为点位中误差差±1.5cm，高程中误误差±2.0cm；观测中，取取平面和高程程中误差均小小于±1.0cm时进行记录录。观测后RTK点两两次观测值坐坐标比较表如如下：表一序号点名较差（cm）序号点名较差（cm）1A0011.624A0240.12A002025A0250.23A0031.126A0262.44A0040.627A0271.05A0051.328A0280.96A0061.729A0290.37A0070.930A0310.78A0081.631A0322.79A0092.832A0331.410A0101.133A0342.411A0110.734A0351.712A0121.235A0360.713A0131.336A0370.514A0142.637A0381.515A0150.638A0390.916A0161.239A0401.017A0170.940A0410.918A0180.641A0420.319A0191.142A0430.120A0200.343A0441.421A0211.544A0451.122A0220.945A0461.823A0230.246A0472.2通过表一可以看出出，RTK点两次观测测值坐标较差差最大值为±±2.8cm，最小值为0cm。考虑到两两次观测采用用了同一基准准站，观测条条件基本相同同，可以将其其视为同精度度双观测值的的情况，进而而求得观测值值中误差和平平均值中误差差。观测值中中误差为：==±0.9cmm平均值中误差为：：mp=±0.9/√2=±0.6cmm在测量二级导线精精度RTK点的同时，我我们采用相同同方法测量了了测区附近的的一级导线点点和二级GPS已知点，一一方面作为已已知点进行检检核，另一方方面可以间接接说明RTK的测量精度度（见表二）。表二序号点号较差（cm）序号点号较差（cm）1I1260.87I1661.62I1280.98I1671.83I1291.79I1682.54I1301.310I1691.65I1640.611F0331.16I1651.612F0343.1表二中坐标较差值值最大为±3.1cm，最小为±0.6cm。坐标较差差值的中误差差为±1.7cm，这说明RTK技术能满足足《城市测量量规范》中最最弱点的点位位中误差（相相对于起算点点）不大于±±5cm的要求。5.2某路RTTK测量在****县某路1：500竣工地形图图测绘工程中中，因带状图图较长，附近近一、二级导导线点均遭到到破坏，如果果采用常规控控制测量方法法无法满足甲甲方对工期的的要求，故使使用RTK技术进行了了控制加密。本本次测量分别别取C区一级导线线点C065、C126为基准站，进进行了两次测测量。观测后后的RTK点坐标比较较表如表三所所示。表三序号点名较差（cm）序号点名较差（cm）1B9012.87B9072.92B9022.38B9080.23B9032.89B9092.54B9043.010B9102.75B9052.411B9112.26B9062.412B9120.2表三中坐标较差值值最大为±3.0cm，最小为±0.2cm，坐标较差差值的中误差差为±2.4cm。我们使用2″级全全站仪对RTK控制成果进进行了角度和和边长（按照照二级导线精精度）的检测测，检测结果果如表四所示示。表四序号测站零方向反算夹角(°′″″)实测夹角(°′″″)夹角差值(″)待测点反算边长(m)((RTK)实测边长(m)((全站仪)边长差值(mm))1B901B902294.482294.480+22B902B901190°18′009″190°18′118″-9″B903317.674317.672+23B903B902182°21′553″182°21′556″-3″B904187.396187.390+64B904B903182°01′009″182°01′009″0″B905346.274346.280-65B905B904175°22′445″175°22′440″+5″B906256.012256.015-36B906B905184°35′114″184°35′005″+9″B907308.728308.718+107B907B906175°32′225″175°32′224″+1″B908316.609316.620-118B908B907185°27′223″185°27′110″+13″B909242.698242.69809B909B908174°35′554″174°35′557″-3″B910322.402322.407-510B910B909181°59′229″181°59′330″-1″B911313.658313.646+1211B911B910153°58′113″153°58′228″-15″B912285.846285.847-1注：夹角差值=反反算夹角(RTK)－实测夹角(全站仪)边长差值=反算边边长(RTK)－实实测边长(全站仪)表四中夹角差值中中误差为±7.8″，边长差值值中误差为±±6.6mm。边长差值值最大为+12mm，边长差值值相对误差最最大为1/260000，以上均满满足《城市测测量规范》中中对二级导线线的要求。5.3RTK高高程测量在某镇1：5000地形测量项项目中，我们们采用常规手手段对RTK控制点进行行了四等水准准测量。平差差后，每公里里高差中误差差为±4.2mmm，最弱点高高程中误差为为±6.5mm。在进行RTK平面控制测测量的同时，我我们也利用RTK技术进行了了高程测量。两两次RTK高程测量的的成果较差如如表五所示。表五序号点名二次高程较差（mm）序号点名二次高程较差（mm）1A015-0.01624A0350.0042A0140.00125A038-0.0253A013-0.02226A039-0.0364A0120.03927A031-0.0165A011-0.00228A0170.016A0100.02429A006-0.0477A018-0.00430A0050.0428A0190.00431A004-0.0069A0200.02232A0030.00510A0220.00533A0020.00811A021-0.00634A0010.01512A023-0.00135A016-0.01213A0240.00436A025-0.0214A026-0.01537A0080.03815A0270.00738A009016A0280.02239A0070.00717A0290.01640A032-0.00818A0430.00741A033-0.02519A042042A0340.04520A0410.0243A0460.01721A040-0.03144A047-0.00222A037-0.0145A0450.01923A036-0.01146A0440.016表五中高程较差最最大为-4.7ccm，最小为0cm。观测值中中误差为±1.4cm，平均值中中误差为±1.0cm。四等水准测量与RRTK高程测量成成果较差如表表六所示。表六序号点名高程（CM）序号点名高程（CM）1A001-2.124A024-2.82A002-4.625A025-1.43A003-2.126A0263.14A004-2.627A027-2.25A005-4.828A028-1.16A006-2.329A029-2.87A007-2.830A031-1.58A008-4.631A032-3.39A009-2.832A033-1.910A010-3.433A034-0.111A011-3.234A035-0.112A012-2.935A036-1.013A013-2.136A037-0.414A014-2.337A038-0.515A015-2.038A039-1.216A016-3.039A040-1.517A017-3.040A041-0.418A018-1.341A042-1.019A019-0.242A043-2.420A020-0.243A044-0.221A021-2.544A045+0.522A022-1.745A046-1.623A023-2.646A047-2.0表六中高程较差最最大为-4.8ccm，最小为-0.1ccm，高程较差差中误差为±±2.3cm。如果四等水准网高高程中误差取取±2.0cm，RTK高程测量的的中误差采用用其预设精度度±2.0cm，则利用误误差传播定律律可以得到高高程较差理论论中误差为±±2.8cm，高程较差差允许误差为为±5.6cm。可见表六六求得的高程程较差中误差差小于高程较较差理论中误误差。利用RTK点高程反算算高差并与相相应四等水准准观测高差比比较，可以得得到下表：表七序号测段高差较差（cmm）测段长度（Km）序号测段高差较差（cm）测段长度（Km）1S04～A0400-1.501.4129A013～A0114-0.400.432S03～A0466-1.001.1830A014～A0115+0.200.393S02～A0399-1.450.5231A035～A0336-0.750.434S02～A0311-1.450.2432A036～A0337+0.700.405S01～A0100-3.550.4633A037～A0338-0.050.486A031～A0117-1.300.5434A038～A0339-0.500.587A017～A0116+0.050.6035A025～A0228+0.300.798A016～A0115+1.150.5336A028～A0335+1.001.489A017～A0006+0.700.3237A046～A0447-0.400.3510A025～A0223-1.350.7338A047～A0334+2.151.1811A023～A0224-0.250.5339A043～A0444+2.150.2912A024～A0221+0.051.5440A044～A0445+0.600.3813A021～A0222+0.700.5041A045～A0446-2.250.4314A022～A0220+1.350.8642A039～A0443-1.250.6515A020～A0119-0.050.5043A040～A0441+1.050.3616A019～A0118-1.200.4744A041～A0442-0.650.3517A018～A0110-2.451.9945A042～A0443-1.550.4318A015～A0229-0.950.5746A035～A0440-1.801.4819A029～A0227+0.450.4247A006～A0005-1.450.6620A026～A0225+1.650.2848A005～A0004+2.250.4921A009～A0334+2.651.4349A004～A0003+0.450.4922A034～A0333-1.700.5550A003～A0002+2.551.3423A033～A0332-1.300.5151A002～A0001+2.500.4824A032～A0339+2.200.5552A001～A0009-0.700.8525A010～A0003+1.151.8753A009～A0008+1.750.3326A010～A011100.5754A008～A0007+1.750.5927A011～A0112+0.050.6455A007～A0006+0.500.8628A012～A0113+0.500.6256表七中，高差较差差平均值为+0.022cm。根据实际际经验，由RTK测量的高程程计算出的相相邻高差受相相邻点间的长长度影响较小小，高差精度度主要与四等等水准测段长长度有关。利利用高差较差差参照不同精精度双观测值值情况计算出出高差较差单单位（每公里里）中误差为为±1.899cm。根据高差较差公式式：hj=hR-hs利用误差传播定律律，得：Mhj2=MhR2+Mhs2（1）其中，hR为根据据RTK高程计算的的高差，hs为四等水准准观测的高差差。hR＝HR1-HR2，HHR1、HR2分别为相相邻两RTK点的高程MhR2=MMHR12+MHR222即Mhj22=MHR112+MHR222+Mhhs2（2）如果RTK高程测量的的中误差采用用其预设精度度±2.0cm，四等水准准高差中误差差取±1.0cm，分别代入入公式（2），得高差差较差理论单单位中误差Mhj为±3.0ccm。显然，表表七计算的高高差较差单位位中误差小于于高差较差理理论单位中误误差，证明RTK高程测量能能够满足《城城市测量规范范》对四等水水准网的精度度要求。同时由表六可以看看出，除A045外，其它点点的较差均为为负值，我们们分析认为这这与基准站架架设在未知点点上有关，由由此对观测结结果产生了系系统性影响。如如果基准站架架设在已知点点上，求得的的高程中误差差可能会小于于±2.3cm。由于时间间较紧，未来来得及做基准准站架设在已已知点的试验验，该影响有有待今后进一一步的试验证证明。第二节数据预处理理所谓观测数据预处