下载文档原格式
使用GPS定位系统进行精确测量的技巧与方法引言：随着科技的不断进步，全球定位系统（GPS）在各行各业的应用越来越广泛。
其中，GPS定位系统在精确测量方面发挥着重要作用。
本文将探讨使用GPS定位系统进行精确测量的技巧与方法，帮助读者更好地应用和理解这一技术。
第一部分：GPS定位系统的原理GPS定位系统是通过接收来自卫星的信号，通过测量信号的传播时间来计算出目标位置。
这个过程需要至少接收到四颗卫星的信号，使用三角定位原理进行计算。
GPS定位系统的精确度受到多种因素的影响，包括大气条件、卫星的分布以及接收器自身的性能等。
第二部分：提高GPS定位系统测量精度的技巧和方法2.1 定位点的多样化：为了提高精确测量的准确性，建议在不同的地点进行多次测量。
这样可以减少误差的积累，并且可以更好地评估精度。
2.2 时间同步：保持接收器与卫星的时间同步是精确测量的关键。
定期对GPS接收器进行时间校准，以确保信号传播时间的准确性。
2.3 确保良好的视线：GPS信号的传播受到大气条件和遮挡物的影响。
要确保接收器有良好的视线，尽量避免高大建筑物、树木等阻碍信号传播的物体存在。
2.4 选择合适的卫星：GPS定位系统可以接收到多颗卫星的信号，但并非所有卫星的信号都是最优的。
选择具有良好接收强度和位置分布的卫星，有助于提高测量的准确性。
2.5 合理处理误差：在使用GPS定位系统进行精确测量时，需要考虑各种误差来源，并适当进行处理。
包括大气误差、钟差误差等。
根据实际情况，采取相应的校正措施，提高测量的精度。
第三部分：GPS定位系统在不同领域的应用案例3.1 土地测量：GPS定位系统准确度高、成本低且易于操作，被广泛应用于土地测量领域。
通过GPS定位系统，可以快速测量出土地边界和面积等参数，为土地规划和开发提供重要数据支持。
3.2 建筑测量：GPS定位系统可用于建筑测量中的定位、导航和监控。
建筑师和工程师可以利用GPS定位系统精确测量建筑物在地理空间中的位置，以便更好地规划施工和管理建筑项目。
GPS—RTK测量中，如何用RTK去检核测区控制点的精度？麻烦讲的详细一些2011-6-15 13:30提问者：孩大不由爷|浏览次数：835次公路测量中，控制点是随着公路走向在道路两侧布置的，公路长数百公里，RTK 的测量范围一般不超过10公里，在这种情况下如何对控制点的精度进行校核？我来帮他解答2011-6-16 18:21满意回答首先明确的说，我们需要知道RTK的动态精度为水平精度±(10 + 1×10-6×D) mm，垂直精度±(20 + 1×10-6×D) mm。
所以要严格检测控制点的精度RTK是满足不了的。
但是在实际使用过程中，我们只需要控制点满足实际需要就可以了，所以不需要检查这些点的绝对精度。
好了，下面我们来说下这样的情况下怎么做。
以20公里为例，我们把基站架设在10公里左右（即今天测区的中央），选择一块地势高，开阔，周围无移动信号发射塔的地方。
然后移动站配备手扶三脚架或者脚架测间隔最远的三个点来做校正，观测时间尽量设长点。
这三个点要避免直线分布，因为GPS的高程都使用的是拟合高程。
然后再去测中间的需要检核的点。
接下来，把基站换个位置，用同样的点来做校正，同样再把要检核的点都测一遍。
然后用两次测量的结果求平均值来确定每个点的坐标，再用这个坐标去和设计给的控制点坐标对照来检核。
如果对这个方法有什么疑问，可以站内短我！祝您工作愉快！！3|评论向TA求助回答者：HC_某种幸福|二级采纳率：50% 擅长领域：暂未定制参加的活动：暂时没有参加的活动提问者对回答的评价：静态的做不了，单位就给配了台RTK。
以20公里为一个测区，几个测区之间。
2. RTK测量点位精度检定方法1令天线墩标志中心3维坐标真值为(x,y,h),静态测量值为(xs,ys,hs),R T K测量值为(xk,yk, hk),两观测值的真误差分别表示为Δs=x-xs,Δk =x-xk.令真误差之差为dx=Δk-Δs,即dx=xs-xk(1)同理得dy=ys-ykdh=hs-hk根据误差传播定律,由式(1)可得m2dx=m2xs+m2xk(2)由R T K检定场建场(B级网)设计精度指标:水平分量精度±(8mm+ 1×10- 6D),垂直分量精度±(15mm+ 2×10- 6D),可知天线墩标志中心3 维坐标静态测量先验权为:Pxs= 1/(8 + 1×D)2,Pys=1/(8 +1×D)2,Phs= 1/(15 + 2×D)2.式中,D为静态测量基线长度.由R T K测量系统的标称精度:水平分量精度±(10mm+ 1×10- 6D),垂直分量精度±(20mm+2×10- 6D),得到RTK测量点3维坐标先验权:Px k=1/(10+ 1×d)2,Pyk=1/(10+ 1×d)2,Phk= 1/(20+2×d)2.式中,d为流动站与基准站间的长度.下面详细推导R T K测量点x分量精度评定公式,同理可推导y,h分量的精度公式.(1)对真误差之差dx定权按权倒数传播定律,由式(2)得1/Pdx= 1/Pxs+ 1/Pxk(3)代入Pxs,Pxk,得dx的权Pdx= 1/( (8 + 1×D)2+(10 + 1×d)2)(2)计算dx的平均中误差mdx表2为R T K测量x坐标分量精度比对表,由表2计算dx的单位权中误差μdx=±[PdxΔxΔx]/n=±12.989/18=±0.8mm计算dx的平均中误差mdx=μdx/Pdx=μdx×( (8 + 1×D)2+(10 + 1×d)2)=0.8×(78.00 + 122.92)=±11.33mm式中,D为静态测量基线的平均边长;d为R T K测量点间的平均边长.表2 RTK测量x坐标分量精度比对表序号静态测量x坐标/ m静态测量y坐标/ m静态测量边长D/ kmR T K测量点x坐标/ mR T K测量点y坐标/ m至基准站距离d/ km差数Δx/ mm差数Δy/ mmPdxΔxΔxPdyΔyΔy1189. 217908. 9731. 125189. 227908. 9611. 31410- 120. 4730. 6812259. 154972. 1231. 103259. 140972. 1451. 238- 14220. 9372. 3143175. 720409. 1791. 312175. 732409. 1641. 42512- 150. 6621. 0354124. 738856. 8620. 850124. 750856. 8551. 09812- 70. 7140. 2435277. 141655. 8650. 776277. 128655. 8791. 173- 13140. 8370. 9716265. 073647. 8770. 598265. 090647. 8701. 01117- 71. 4810. 2517219. 237678. 4090. 713219. 241678. 3970. 97114- 120. 9990. 7348175. 791921. 1260. 479175. 80 921. 1330. 913970. 4240. 2579173. 478876. 6781. 003173. 463876. 6850. 876- 1571. 1290. 24610197. 313996. 1320. 617197. 303996. 1510. 897- 10190. 5181. 87011300. 451712. 9700. 765300. 460712. 9571. 1349- 130. 4030. 84212258. 397715. 1060. 798258. 388715. 1181. 091- 9120. 4040. 71913247. 765859. 9870. 572247. 748859. 9980. 996- 17111. 4870. 62214275. 264923. 4740. 635275. 279923. 4601. 17115- 141. 1290. 98315140. 344770. 2900. 697140. 355770. 3071. 31211170. 5941. 41916180. 821878. 9070. 941180. 810878. 9161. 144- 1190. 5980. 39717139. 246978. 9620. 997139. 240978. 9540. 910- 6- 80. 1800. 32018152. 928720. 7310. 998152. 930720. 7450. 8992140. 0200. 981D= 0.832km;d= 1.087km; [PdxΔxΔx]= 12.989mm2; [PdyΔyΔy]= 14.885mm2; [ΔxΔx]= 2 602mm2; [ΔyΔy]= 3 010mm2注:x坐标分量已减2 497 000,y坐标分量已减514 000.23 测绘通报2004年第12期1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. (3)计算静态测量x坐标平均中误差mxs根据静态测量重复基线分量闭合差Δ(往返测较差值,如表3所示)计算静态测量x分量单位权中误差μxs=±[PxsΔxΔx]/2n=±0.786/36=±0.15mm式中,Δx为第n基线重复基线x坐标分量闭合差值.计算静态测量x坐标平均中误差mxs=±μxs/Pxs=±μxs(8 + 1×D)2=±0.15×8.832 =±1.32mm表3 静态测量重复基线闭合差序号No1.x坐标观测值No2.x坐标观测值No1.y坐标观测值No2.y坐标观测值静态测量边长D/ km差值Δx/ mm差值Δy/ mmPxsΔxΔxPysΔyΔy1189. 217189. 220908. 973908. 9751. 125320. 1080. 048 2259. 154259. 152972. 123972. 1241. 103- 210. 0480. 012 3175. 720175. 721409. 179409. 1821. 312130. 0120. 104 4124. 738124. 736856. 862856. 8600. 850- 2- 20. 0510. 051 5277. 141277. 143655. 865655. 8620. 7762- 30. 0520. 117 6265. 073265. 070647. 877647. 8770. 598- 300. 1220 7219. 237219. 240678. 409678. 4100. 713310. 1190. 013 8175. 791175. 792921. 126921. 1230. 4792- 30. 0560. 125 9173. 478173. 476876. 678876. 6771. 003- 2- 10. 0490. 012 10197. 313197. 314996. 132996. 1350. 617130. 0130. 121 11300. 451300. 451712. 970712. 9720. 7650200. 052 12258. 397258. 399715. 106715. 1050. 7982- 10. 0520. 013 13247. 765247. 763859. 987859. 9870. 572- 200. 0540 14275. 264275. 265923. 474923. 4770. 635130. 0130. 121 15140. 344140. 344770. 290770. 2920. 6970200. 053 16180. 821180. 821878. 907878. 9040. 941- 1- 30. 0130. 11317139. 246139. 247978. 962978. 9620. 997100. 0120 18152. 928152. 927720. 731720. 7330. 998- 120. 0120. 049 D= 0.832km; [PxsΔxΔx]= 0.786; [PysΔyΔy]= 1.004注:x坐标分量已减2 497 000,y坐标分量已减514 000. (4)计算R T K测量x坐标平均中误差mxk由式(2)得mxk=±(m2dx-(m2xx)=±(11.332- 1.322)=±11.25mm(5)计算R T K测量x单位权中误差μxk根据权定义计算得μxk=mxk×Pxk=11.25×1/(10 + 1×d)2= 1.0mm(6)计算R T K测量点x坐标中误差mxkmxk=±μxk/Pxk=±1.0×(10 + 1×d)2=±C1×(a+b×d)mm(4)式中,C1为系数;a为R T K测量系统固定误差;b为R T K测量系统比例误差;d为流动站与基准站间作用距离.式(4)的结果说明这套仪器在本次约1km的R T K检定中,测量点x坐标分量测量精度与仪器标称精度一致.同理,可计算得到R T K测量点y坐标分量中误差myk=±1.1×(10 + 1×d)=±C2×(a+b×d)mm(5)由式(4),式(5)可得到R T K测量点平面点位精度mp=±mx2k+my2k=±C21+C22(a+b×d)(6)h坐标分量测量精度mhk=±1.1×(20 + 2×d)=±C3×(a+b×d)mm(7)3. RTK测量点位精度检定方法2假设仪器检定值是一组同精度的独立观测值,同时认为R T K检定场的静态测量坐标值不存在误差,将R T K测量所得点位坐标与检定场坐标进行比较,推导R T K测量精度检定公式.(下转第49页)332004年第12期测绘通报1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2和图3.图2 第30小时湖区图3 第70小时湖区洪水淹没范围洪水淹没范围根据本文分析和计算实例可知,用"体积法"来模拟洪水淹没范围是一个简便可行的办法.它不仅可应用于湖区洪水淹没范围模拟,而且也适合于江,河,水库等水利流域的洪水淹没范围模拟,也就是说它具有推广应用价值.参考文献:[ 1 ] 向素玉,陈军.基于GIS城市洪水淹没模拟分析[J ] .地球科学—中国地质大学学报,1995 ,20(5).(上接第33页)(1)R T K测量点x坐标分量精度根据表2的Δx计算x坐标分量测量精度mxk=±[ΔxΔx]/n=±2 602/18=±12.0mm(8)(2)R T K测量点y坐标分量精度根据表2的Δy计算y坐标分量测量精度myk=±[ΔyΔy]/n=±3 010/18=±12.9mm(9)由式(8),式(9)可得到R T K平面点位精度mp=±mx2k+my2k=±17.6mm(3)R T K测量点h坐标分量精度同理,根据检定数据Δh计算h坐标分量精度mhk=±[ΔhΔh]/n=±11 889/18=±25.7mm(10)4.两种检定结果的差异方法1是假设每一组仪器检定值是不同精度的独立观测值,在公式推导时考虑了R T K检定场的建场误差.方法2是假设仪器检定值是一组同精度的独立观测值,同时认为R T K检定场的坐标值不存在误差.两种检定方法所得的结果如表4所示. 从表4可以看出,两种方法的检定结果是一致的,但第1种方法考虑了检定场的误差,公式推导更严密,检定结果更符合客观性.表4 两种检定结果比对表mmmxkmykmhk仪器标称精度±11. 0±11. 0±22. 0方法1±11. 1±12. 2±24. 4方法2±12. 0±12. 9±25. 7注:约1 km的检定结果.四,结论南宁GPS接收机标准检定场是设计用于对各种型号的GPS接收机进行静态,动态测量性能指标进行检定的场地,场地选埋是按照GPS规范要求进行,选择在无线电干扰小,无多路径效应,天线高度角小于10°的梧圩基线场,尽量避开了大的误差干扰源.从以上两种不同的推导来看,其检定结果与仪器的标称精度几乎一致,也说明了本文的检定原理和公式推导是正确的.。
GPS(RTK)控制测量平面及高程精度分析摘要：近年来随着GPS发展采用载波相位实时动态差分技术进行相对定位的GPS RTK方法,能够在野外实时地得到厘米级定位精度,可以极大地提高作业效率。
本文对GPS RTK的精度进行试验研究,利用实测数据对其校正精度进行对比分析,并探讨影响校正精度的主要因素。
关键词：GPS RTK 控制测量控制点精度1、GPS(RTK)控制测量为了确定动态GPS(RTK)控制测量的精度,笔者在哈尔滨对已布设了D级GPS控制网进行了动态GPS(RTK)测量和静态GPS测量成果的比较。
并联测了四等水准的1个D级GPS点，进行了水准测量和用动态GPS(RTK)测量高程的比较。
设计方案如下：使用南方9600 GPS接收机进行动态GPS(RTK)测量的实验。
选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。
基准站设定在测区中央,地势较高,周围无遮挡物,对D级GPS控制网进行了动态GPS(RTK)测量，并且联测了四等水准的1个D级GPS点。
共观测了15个重复点。
本次观测采用南方9600 GPS接收机进行动态GPS(RTK)测量的实验。
1.1 对测区转换参数的确定选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。
操作：工具→计算七参数为了获得更精确的七参数坐标转换，这时用户需要知道三个已知点的地方坐标和这三个点的WGS-84坐标，可以计算出七个参数，即WGS-84坐标转换到地方坐标的七个转换参数，用户单击确定，就会输入到七参数对话框中。
可以直接输入三个已知点的地方坐标和这三个点的WGS-84坐标，按右上方的“OK”按钮，就会计算出七参数，计算出七参数后，系统会自动打开参数开关，单击“OK”按钮，p选择下一步后，界面如下图1.4：图1.4 基准站架设在未知点（向导1）根据向导提示，输入已知坐标后，直接校正，然后开始测量。
共观测了15个重复点。
为了减少人为误差和偶然误差的影响,观测时每一个点的观测时间设定为5s,每一点观测3次,对3次观测进行了比较,当3次观测中最大和最小点位误差大于5cm时,剔除和平均值相差较大的一个,剩余的取其平均值作为最后观测成果并和静态GPS坐标、水准高程进行比较,见表1.1、表1.2。
RTK测量原理及提高精度方法分析摘要GPS测量有传统测量不可取代的优点,使GPS测量在工程测量中的地位日益重要,相关的技术知识也发展很快。
本文在分析相关RTK测量内容的基础上,重点对于提高精度方法进行探讨,对于今后工程测量具有一定借鉴意义。
关键词GPS;RTK;工程测量;测量精度;提高精度方法0 引言RTK是根据GPS的相对定位概念,建立在实时处理两个测站的载波相位的基础之上,基准站通过数据链实时地将采集的载波相位观测量和基准站坐标信息一同发送给流动站,流动站一边接收基准站的载波相位,一边接收卫星的载波相位,并组成相位差分观测值进行实时处理,能实时给出厘米级成果。
依据相对定位的原理实时解算并显示用户站的坐标信息及其精度。
本文主要分析了RTK网络及提高精度方法等问题。
1 网络RTK近年来,国际上已有不少城市建立了网络RTK,网络RTK是由几个常设基站组成。
可借助用户周围的几个常设基准站实时算出移动站的坐标。
当使用网络RTK代替一个基准站时,算出的移动站坐标将更可靠。
各常设站之间的距离可达100km。
网络RTK传输数据的方法有3种:第一种方法是移动站接收机选择一组常设基准站的数据,个别国家布设的这种RTK网已覆盖其全境;第二种方法是采用区域改正参数,利用网中全部基站算出改正平面,再按东西方向和南北方向算出改正值,然后,将一个基准站的数据和区域改正参数播发给移动站;第三种方法采用“虚拟参考站”。
在RTK应用过程当中,坐标转换的问题是十分重要的,GPS接受机接收卫星信号单点定位的坐标以及相对定位解算的基线向量属于WGS-84大地坐标系,因为GPS卫星星历是以WGS-84坐标系为依据建立的。
而实用的测量成果往往是属于某一国家坐标系或是地方坐标系(或叫局部的、参考坐标系),应用中必须进行转换。
2 提高RTK精度的方法2.1 对坐标参数转换的要求首先把求出WGS-84坐标进行转换,转换成1954年北京坐标系或1980年国家坐标系。
利用GPS(RTK)进行工程放样、界址点测量及其精度分析（三）我们得出了和点的放样一样的结论：1、RTK测量结果与全站仪测量结果互差均在厘米级，其中横向最大误差△X为-2.4cm,纵向最大误差△Y为-3.1，点位互差最大为3.9cm ,最小为0.3cm。
2、若以全站仪测定的点位坐标为准，RTK放样点点位误差均在±5 c m以内，RTK放样点点位相对于全站仪测定点位中误差按公式m=± 计算，结果为1.7cm。
3、用RTK进行测设，曲线的横向和纵向偏差完全可以满足工程的要求，因其不存在误差累计，所以已比常规仪器测设的精度高。
4、如有误差超限的点，我们同样可以根据测量的条件，判断出误差的来源，对于放样点存在与市区的工程，误差多为“信号干扰误差”，对于接近水域的地区，则为“多路径误差”。
5、对于误差超限的点我们可以用静态GPS进行测量后，制作摸板，标出正确的点位，也可以用经纬仪和电子测距仪利用导线点进行测量，制作摸板，标出正确点位。
3.3本章小结通过对本章的论述，我们掌握了利用RTK进行点放样和曲线放样的具体方法，可说RTK高效、省时、省力的特点在本次工程放样中表现的尤为突出，但通过我们的实际操作也发现了RTK的不足之处，测量时由于有时基准站或移动站接受机接受卫星数目较少（少于5颗）时，会长时间不出现固定解，而只是处于浮动解的状态，这样就会延长我们的作业时间，而且精度也很难到达要求。
为了提高精度最好根据选星计划选择卫星数日比较多，PDOP值比较小的时间段进行施测。
对于达不到精度要求的点，也阐述了保障精度的方法。
第4章利用RTK进行界址点测量4.1 界址点及其精度要求我国实行土地的社会主义公有制，即全民所用制和劳动群众集体所用制。
土地产权是土地制度的核心。
土地制度对于土地权利的种种约束表现为土地产权的约束。
土地产权也像其他产权一样，必须有法律的认同并得到法律的保障。
土地权属是指土地产权的归属，是存在于土地之中的排他性完全权利。
【最新整理，下载后即可编辑】RTK点校正你不得不知道的要点点校正就是求出WGS-84和当地平面直角坐标系统之间的数学转换关系（转换参数）。
在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据，而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方（任意|当地）独立坐标系为基础的坐标数据。
因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方（任意）独立坐标系。
坐标系统之间的转换可以利用现有的七参数或三参数，也可以利用华测测地通软件进行点校正求四参数和高程拟合。
单点校正：利用一个点的WGS84坐标和当地坐标可以求出3个平移参数，旋转为零，比例因子为1。
在不知道当地坐标系统的旋转、比例因子的情况下，单点校正的精度无法保障，控制范围更无法确定。
因此建议尽量不要使用这种方式。
两点校正：可求出3个坐标平移参数、旋转和比例因子，各残差都为零。
比例因子至少在0.9999***至1.0000****之间，超过此数值，精度容易出问题或者已知点有问题；旋转的角度一般都比较小，都在分以下如（0度0分0.02秒），如果旋转上度，就要注意是不是已知点有问题或是中央子午线的问题。
三点校正：三个点做点校正，有水平残参，无垂直残差。
四点校正：四个点做点校正，既有水平残参，也有垂直残差。
点校正时的注意事项：1、已知点最好要分布在整个作业区域的边缘，能控制整个区域，并避免短边控制长边。
例如，如果用四个点做点校正的话，那么测量作业的区域最好在这四个点连成的四边形内部；2、一定要避免已知点的线形分布。
例如，如果用三个已知点进行点校正，这三个点组成的三角形要尽量接近正三角形，如果是四个点，就要尽量接近正方形，一定要避免所有的已知点的分布接近一条直线，这样会严重的影响测量的精度，特别是高程精度；3、如果在测量任务里只需要水平的坐标，不需要高程，建议用户至少要用两个点进行校正，但如果要检核已知点的水平残差，那么至少要用三个点；如果既需要水平坐标又需要高程，建议用户至少用三个点进行点校正，但如果要检核已知点的水平残差和垂直残差，那么至少需要四个点进行校正；4、注意坐标系统，中央子午线，投影面（特别是海拔比较高的地方），控制点与放样点是否是一个投影带；5、已知点之间的匹配程度也很重要，比如GPS 观测的已知点和国家的三角已知点，如果同时使用的话，检核的时候水平残差有可能会很大的；6、如果有3 个以上的点作点校正，检查一下水平残差和垂直残差的数值，看其是否满足用户的测量精度要求，如果残差太大，残差不要超过2 厘米，如果太大先检查已知点输入是否有误，如果无误的话，就是已知点的匹配有问题，要更换已知点了；7、对于高程要特别注意控制点的线性分布（几个控制点分布在一条线上），特别是做线路工程，参与校正的高程点建议不要超过2个点（即在校正时，校正方法里不要超过两个点选垂直平差的）。
第43卷㊀第3期2018年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀全球定位系统G N S S W o r l d o f C h i n a㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀V o l.43,N o.3 J u n e,2018d o i:10.13442/j.g n s s.1008-9268.2018.03.012长距离G P SR T K测量的精度检核方法与实例胡涛(中国石化西北油田分公司油田特种工程管理中心,新疆轮台841600)摘㊀要:钻井是石油勘探开发工作的重要组成部分,也是一个高投入㊁高风险的行业,尤其是在沙漠地区钻一口井,动辄需要数千万的资金投入㊂钻井前能否准确测量确定井口位置,是钻井能否达到预定目标的前提和基础㊂G P SR T K技术具有使用灵活性好,定位精准度高,施工成本低,作业效率高等优点㊂在人烟稀少㊁地势平坦㊁遮挡物少㊁电磁干扰小的沙漠区域,在井位测定工作中,采用G P SR T K技术的这一优势更加明显㊂然而G P SR T K技术定位的距离是有严格的限制的,一般情况下,不超过10k m,特殊情况下可延长至15k m㊂那么,对于15k m以上的距离,G P SR T K技术定位的精度和可靠性到底如何呢㊂文章在塔克拉玛干沙漠地区,通过采用G P SR T K技术,对距离大于15k m的两个已知测量控制点进行测量分析,验证了在沙漠地区进行长距离G P SR T K作业的精度㊂关键词:G P SR T K;塔里木盆地;井位测定;长距离中图法分类号:P228.4㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1008-9268(2018)03-0066-030㊀引㊀言位于中国新疆塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠,是中国最大的沙漠,也是世界第二大沙漠㊂整个沙漠东西长约1000k m,南北宽约400k m,面积达33万k m2,沙漠里人烟极其稀少,被称为 死亡之海 [1]㊂中国石化㊁中国石油在这样广袤的地区进行的石油勘探开发工作,已有40年的历史了,先后发现了塔河油田㊁塔里木油田㊁顺北油田等一些大油田,为中国石油石化事业做出了重要贡献㊂在石油勘探开发工作中,测量确定井口的位置,是整个石油勘探开发工作的基础和前提,由于这里地处沙漠,测量控制点极其稀少,且大多分布在道路两侧,而勘探区域多位于沙漠腹地的无人区,如果用常规的工程测量方法测定井位,其施工难度㊁施工成本都将非常巨大㊂随着卫星定位技术的发展,尤其是G P S及G P SR T K技术的发展成熟,极大地降低了测绘工作的施工成本,提高了工作效率,这也为井位勘定工作的高效率开展奠定了基础㊂G P SR T K技术具有使用灵活性好㊁定位精准度高㊁施工成本低㊁作业效率高等优点㊂在人烟稀少㊁地势平坦㊁遮挡物少㊁电磁干扰小的沙漠区域, G P SR T K测量的这一优点更加明显㊂然而根据G B T50537-2009油气田工程测量规范[2]和实际作业要求,G P SR T K技术定位的距离是有严格的限制的,一般情况下,不超过10k m,特殊情况下可延长至15k m㊂那么,对于15k m以上的距离,G P S R T K技术定位的精度到底如何,是一个值得研究探讨的问题㊂中石化西北油田分公司在塔克拉玛干沙漠的多个区域均部署有勘探开发井位,这些井位的测定全部采用的是G P SR T K技术,本文在该地区采用实际验证的办法,测试验证了在沙漠地区长距离G P SR T K作业的精度㊂1㊀G P SR T K技术的测量原理G P SR T K技术即实时动态测量技术,是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术[3],它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果㊂该技术采用实时处理两个测量站载波相位差分观测量的方法,通过将基准站采集的载波相位及基准站坐标收稿日期:2018-04-09联系人:胡涛:E-m a i l:361958876@q q.c n等信息,利用数据链发给流动站接收机,实时进行求差解算坐标,能够在施工现场快速得到厘米级的定位精度㊂该技术的出现为工程测量㊁地形测图及各种控制测量带来了变革,极大地提高了外业测量的作业效率㊂G P SR T K作业的流动站既可处于静止状态,也可处于运动状态㊂在整周未知数解固定后,只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,即可进行每个历元的实时处理,从而可随时给出厘米级的定位结果[4]㊂G P SR T K技术的关键在于利用了基准站和流动站之间观测误差的空间相关性,通过对G P S载波相位观测量求差,消除了流动站观测数据中的绝大部分误差,从而实现分米级甚至厘米级精度的定位㊂G P SR T K技术在应用中遇到的最大问题,就是基准站校正数据的有效改正距离问题㊂G P S误差的空间相关性随着基准站和流动站距离的增加而逐渐失去线性,经过差分处理后的流动站数据仍然含有较大的误差,从而导致定位精度的降低和载波相位整周未知数[5]的无法固定或解算㊂可见长距离G P SR T K定位的精度和可靠性较短距离差㊂2㊀长距离G P SR T K测量精度检核方法㊀㊀中国石化西北油田分公司曾经在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠中,部署了中良1井,该井位于沙漠腹地,东面距离轮台至民丰沙漠公路约100 k m2,井位测定采用了G P SR T K技术直接放样井位,由于该井距离测量控制点约22k m,为保证信号接收,中间架设有一个中继站㊂作业距离大于G P SR T K一般15k m的作业半径,属于长距离G P SR T K施工,但满足井位勘定规程里在一个中继站的情况下不超过25k m作业半径的规定㊂尽管井口放样精度严格控制在井位勘定规程规定的水平精度0.015m,高程精度0.020m的范围内,但针对大于15k m小于25k m的长距离G P SR T K施工,仍缺少有效的外部检核㊂为验证长距离G P SR T K施工作业的精度和可靠性,我们采用同等作业条件下引入外部控制点检核的方式,进行了检核验证㊂检核采用T r i m b l eR7㊁T r i m b l eR8型卫星定位仪各1台,并配有全套G P SR T K作业所需的数据传输电台㊁脚架㊁线缆㊁电瓶等附件,准备车辆两辆,参与测绘技术人员3人㊂为保证检核条件与施工条件尽可能相同,检核使用的仪器均为测定井位使用的仪器㊂检核方法与步骤如下:1)选取了塔河油田测量控制点成果中的 T P7 和 S86 两个测量控制点作为外部检核依据,坐标成果为同一G P S控制网观测平差后的成果,控制网等级为C级网,两点距离为23.768k m,与中良1井G P SR T K施工距离相当,且周围环境也以沙漠戈壁地形为主,具有可参照性㊂2)首先在 T P7 测量控制点上架设G P S R T K测量基准站,启动基准站后,先用流动站在控制点 T P7 上进行R T K检查,检查数据合格后,再进行放样检核㊂3)在距离 T P7 测量控制点约15k m处, S86 测量控制点约9k m处,架设中继站电台,中继站电台信号传输正常㊂4)在 S86 测量控制点上对中整平流动站G P S接收机,启动流动站,接收基准站电台信号,待初始化完成㊁整周未知数固定后,开始测量采集数据,严格控制采集坐标数据的精度,在水平精度小于0.015m,高程精度小于0.020m的范围内,采集有效数据10组㊂5)最后将G P SR T K采集的坐标与 S86 测量控制点已知坐标进行比对,计算坐标较差,分析测量的精度,形成结论和技术报告㊂3㊀长距离G P SR T K测量精度分析首先将检核采集的数据,导入到T G O软件中,正确设置工程项目参数,检查外业观测记录和仪器的各项设置是否正确,准确无误后,进行数据处理,计算G P SR T K测量定位实际偏差㊁相对误差,形成相关技术报告㊂G P SR T K测量定位实际偏差㊁相对误差如表1所示㊂可见,随着G P SR T K流动站与基准站距离的增加,G P S误差的空间相关性逐渐失去线性,经过差分处理后的流动站数据仍含有较大的误差,即使在载波相位整周未知数已经固定的情况下,定位误差仍然达到了分米级㊂与短距离G P SR T K厘米级的定位精度相比,存在较大差距㊂86全㊀球㊀定㊀位㊀系㊀统第43卷表1㊀G P SR T K系统S86测量控制点检核计算表点号X/m Y/m H/m备注S86控制点45∗∗∗∗6.376152∗∗∗∗3.8249∗1.520已知值S86检核点平均值45∗∗∗∗6.261152∗∗∗∗3.8489∗1.434平均值差值-0.1150.024㊀㊀㊀-0.086平均值-已知值水平偏差0.118仅考虑平面坐标三维距离偏差0.146顾及高程相对误差1/1627941/(两点距离/三维距离偏差)4㊀结束语通过检核可知,在沙漠戈壁地形中,进行大于15k m小于25k m的长距离G P SR T K施工中,在水平精度严格控制在0.015m内㊁高程精度严格控制在0.020m内的情况下,G P SR T K定位实际偏差在0.15m左右,相对定位精度达1/162794,能满足精度要求不高的一般作业,例如油田井位勘测㊁道路路线测绘㊁井位导航㊁距离量算等㊂参考文献[1]㊀胡涛.卫星定位技术在塔里木盆地油田井位测定中的应用[J].工程建设标准化,2014(9):284-285. [2]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部㊁中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布.中华人民共和国测绘行业标准G B T50537-2009:油气田工程测量规范[S].北京:测绘出版社,2010:3-4.[3]㊀国家测绘局发布.中华人民共和国测绘行业标准C H/T2009-2010:全球定位系统实时动态测量(R T K)技术规范[S].北京:测绘出版社,2010:3-4.[4]㊀胡涛.基于数理统计学的手持G P S测量精度测定[J].全球定位系统,2017,42(3):87-88. [5]㊀张勤㊁李家权.G P S测量原理及应用[M].北京:科学出版社,2011:183-219.作者简介胡涛㊀(1987-),男,工程师,国家注册测绘师,主要从事卫星定位㊁工程测量技术在石油勘探开发领域的应用和研究工作㊂P r e c i s i o nC h e c k i n g M e t h o da n dE x a m p l e o fL o n gD i s t a n c eG P SR T K M e a s u r e m e n tH UT a o(S i n o p e cN o r t h w e s tO i lF i e l dB r a n c hO i lF i e l dS p e c i a lE n g i n e e r i n gM a n a g e m e n tC e n t e r,L u n t a i841600,C h i n a)A b s t r a c t:D r i l l i n g i s a n i m p o r t a n t p a r t o f p e t r o l e u me x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n tw o r k a n d i s a l s o a h i g h i n v e s t m e n t,h i g h r i s k i n d u s t r y,e s p e c i a l l y d r i l l i n g aw e l l i nd e s e r t a r e a s o f-t e nn e e d s t e n s o fm i l l i o n s o fm o n e y.I t i s t h e p r e c o n d i t i o n a n db a s i s f o r t h e d r i l l i n g t o r e a c h t h e p r e d e t e r m i n e d t a r g e t.G P SR T Kt e c h n o l o g y h a s a d v a n t a g e s o f h i g h f l e x i b i l i t y,h i g ha c-c u r a c y,l o wc o n s t r u c t i o nc o s ta n dh i g ho p e r a t i n g e f f i c i e n c y.I nt h ed e s e r t r e g i o n w i t hf e w p e o p l e,f l a t t e r r a i n,l o wo c c l u s i o na n ds m a l l e l e c t r o m a g n e t i c i n t e r f e r e n c e,t h e a d v a n t a g eo f G P SR T Kt e c h n o l o g y i sm o r e o b v i o u s i n t h e l o c a t i o nm e a s u r e m e n tw o r k.H o w e v e r,t h e d i s-t a n c e b e t w e e nG P SR T Kt e c h n o l o g yp o s i t i o n i n g i s s t r i c t l y l i m i t e d.I n g e n e r a l,n om o r e t h a n 10k mc a nb e e x t e n d e d t o15k m u n d e r s p e c i a l c i r c u m s t a n c e s.S o,w h a t i s t h e a c c u r a c y a n d r e l i a b i l i t y o fG P S R T Kt e c h n o l o g yp o s i t i o n i n g f o rd i s t a n c e so fo v e r15k m.I nt a k l i m a k a n d e s e r t a r e a,b y a d o p t i n g G P S R T Kt e c h n o l o g y,t h ed i s t a n c e i s g r e a t e r t h a n15k m o f t w o k n o w n c o n t r o l p o i n t s f o rm e a s u r e m e n ta n a l y s i s,w h i t hi sv e r i f i e df o rG P S R T Ks u r v e y i n g p r e c i s i o no f t h e l o n g d i s t a n c e i nd e s e r t r e g i o n s.K e y w o r d s:G P SR T K;T a r i mb a s i n;w e l l l o c a t i o nd e t e r m i n a t i o n;l o n g d i s t a n c e 96第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀胡涛:长距离G P SR T K测量的精度检核方法与实例。
