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试述RTK测量参数计算方法与千寻CORS系统的有机结合
摘要：对全球定位系统实时动态测量(GPSRTK)的平面转换及高程拟合参数计算方法进行系统介绍,基于千寻CORS系统,通过工程实例对比分析探讨了起算点数量、分布、精度以及计算模型的不同对参数计算的影响,进而总结出了提高RTK测量参数计算精度的有效措施。
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1、引言
随着GPS技术的飞速发展和广泛应用，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行参考站（CORS）已成为GPS应用发展的热点之一。GPSRTK技术可以实时获取具有较高相对精度的测点三维坐标（大地纬度B，大地经度L，大地高H），并通过严密的数据公式计算其平面转换参数，高程拟合参数，进而可以获取测站点的平面坐标（x,y）及正常高H[1]。
平面转换参数计算的模型通常有：四参数、TGO水平平差、平面格网拟合、FreeSurvery平面转换和多项式拟合等。高程拟合模型通常有：参数拟合、TGO垂直平差、大地水准面网格拟合、FreeSurvery高程拟合[2]。以下基于千寻CORS系统的RTK技术，通过工程实例，分别采用四参数及参数拟合方法计算RTK测量时的平面转换参数和高程拟合参数，分析对比起算点数量、分布、精度以及计算方法的不同对参数计算结果的影响。
2、平面转换及高程拟合参数计算精度研究
本实例为甘肃省陇西至漳县高速公路施工控制网，全长14km，测点数量为16个，平面及高程均满足四等控制网要求，控制网精度可靠。控制网分布情况如图1所示，现基于千寻CORS系统，利用GPSRTK测量方法获取其平面坐标及高程，通过与设计数据对比研究其测量精度，分析参数计算的控制措施。
图1陇漳高速公路施工控制网
2.1平面转换参数计算
平面转换参数计算模型采用常用的四参数法，选用以下3种方案选取起算点计算转换参数，测量结果对比如表1和图2所示。
方案1：选择线路起点处LZGPS001、LZDX012、LZGPSO47B3个点为起算点，计算平面转换参数；
方案2：选择线路起点及终点处LZGPS001、LZDX012、LZDX0363个点为起算点，计算平面转换参数；
方案3：选择LZGPS001、LZDX017、LZGPS005、LZDX030、LZDX0365个点为起算点，计算平面转换参数。
表13种方案测量成果与设计成果(四等)对比表
注：1.△为点位偏差；
图23种方案测量成果与设计成果(四等)对比曲线
从图2可以看出方案3明显优于其他2种方案。表1数据显示：平均误差m△平，中误差m△中方案3最小，方案1精度最低。可以分析：方案1精度低于方案2是由于起算点位于线路起点处，分布不均匀，造成线路终点端点位误差较大。方案3精度较高是由于增加了起算点数量，提高了网形强度。
2.2高程拟合参数计算
1）高程拟合参数计算模型采用常用的参数拟合法，采用以下3种方案（计算方式不同）计算高程拟合参数，测量结果如表2和图3所示。
方案1：选择均匀分布于全线LZGPS001、LZDX017、LZGPS005、LZDX030、LZDX0365个点为起算点，利用固定差改正方法，计算高程拟合参数。
方案2：选择均匀分布于全线LZGPS001、LZDX017、LZGPS005、LZDX030、LZDX0365个点为起算点，利用平面拟合方法，计算高程拟合参数。
方案3：选择线路起始段（2km）范围，LZGPS001、LZDX0172个点为起算点，利用固定差改正方法，计算高程拟合参数。
从图3可以看出方案1精度明显低于其他2个方案。表2数据显示：方案1精度低于方案3，其主要原因在于方案1线路过长，受地球曲率等影响较大。当缩小范围后（方案3），精度有较大提高；方案2较方案1精度有较大提高，主要在于计算方式改变，由固定差改正变为平面拟合，即平面拟合更适用于较大范围。
表23种方案计算成果与设计成果（四等）对比表
图33种方案计算成果与设计成果（四等）对比图
2）选用不同方案选取起算点，采用平面拟合方法计算高程拟合参数，测量结果如表3和图4所示。
方案1：选择线路起点处LZGPS001、LZDX012、LZGPSO47B3个点为起算点，计算高程拟合参数；
方案2：选择线路起点及终点处LZGPS001、LZDX012、LZDX0363个点为起算点，计算高程拟合参数；
方案3：选择均匀分布于全线LZGPS001、LZDX017、LZGPS005、LZDX030、LZDX0365个点为、起算点，计算高程拟合参数。
从图4可以看出方案3明显优于其他2种方案。表3数据显示：平均误差m△平，中误差m△中方案3最小，其次方案2，方案1精度最低。可以分析：方案1精度低于方案2是由于起算点位于线路起点处，分布不均匀，造成线路终点端点位误差较大。方案3精度较高是由于增加了起算点数量，提高了网形强度。
表33种方案计算成果与设计成果（四等）对比表
图43种方案计算成果与设计成果（四等）对比图
3、结论
通过以上研究可以得出以下结论：
1)RTK参数计算中：平面转换参数、高程拟合参数的计算与起算点的数量、分布有关。起算点数量越多，分布越均匀，参数计算成果精度越高；
2）参数拟合法计算高程拟合参数，计算方法不同，计算结果相差较大，固定差改正方法适用于小范围计算，平面拟合法适用于较大区域的参数计算；
3）从RTK测量结果与设计成果对比，可以看出，选用合适的起算点以及参数计算模型可以较大范围提高RTK测量精度，平面精度及高程精度能满足四等要求[2]。
参考文献：
[1]施宝湘,何文峰.RTK检测与应用探讨[J].工程勘察,2002(5):61-62.
[2]陶本藻.GPS水准似大地水准面拟合和正常高计算[J].测绘通报,1992(4):14-18.
宁琳.基于千寻CORS系统的RTK测量参数计算方法探讨[J].工程建设与设计,2020(08):270-272.
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期刊名称：测绘科学
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主管单位：国家测绘地理信息局
主办单位：中国测绘科学研究院
出版地方：北京
专业分类：科学
国际刊号：1009-2307
国内刊号：11-4415/P
邮发代号：2-945
创刊时间：1976年
发行周期：月刊
期刊开本：大16开
见刊时间：一年半以上
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