GPS-RTK测量及检核技术总结.doc

GPS-RTK测量及检核技术总结
1、国家及地方GPS测量规范
规范名称
代码
发布时间
执行时间
备注
全球定位系统(GPS)测量规范
GB∕T18314-2009
2009.2.6
2009.6.1
国家推荐性规范
全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范
(CH∕T2009-2010)
2010.3.31
2010.5.1日
测绘行业推荐性规范
卫星定位城市测量技术规范
CJJ/T 73-2010
2010.3.15
2010.10.1
城建行业工程建设规范
深圳市卫星定位测量规程

2009.3
深圳市地籍测绘大队
浙江省GPS-RTK测量技术规定
ZCB 001—2008
2008.3.1
2008.3.1
浙江省测绘行业标准
NBCORS网络RTK测量技术规定

约2010.6
宁波市地方试行标准
2、RTK平面控制点按精度划分等级为：一级控制点、二级控制点、三级控制点、图根控制点。
RTK高程控制点按精度划分等级为等外高程控制点。
3、一级、二级、三级平面控制点及等外高程控制点，适用于布设外业数字测图和摄影测量和遥感的控制基础，可以作为图根测量、像片控制测量、碎部点数据采集的起算依据。
4、RTK测量可采用单基准站RTK和网络RTK两种方法进行。在通信条件困难时，也可以采用后处理动态测量模式进行测量。
5、有条件采用网络RTK测量的地区，宜优先采用网络RTK技术测量。
6、RTK测量卫星的状态应符合表1规定。
表1
观测窗口状态
截止高度角15°以上的卫星个数
PDOP值
良好
≥6
<4
可用
5
≥4且≤6
不可用
<5
>6
7、经、纬度记录精确至0.00001”，平面坐标和高程记录精确至0.001m。天线高量取精确至0.001m。
《NBCORS网络RTK测量技术规定》：平面坐标和高程记录精确至0.0001m。
8、RTK平面控制点测量主要技术要求应符合表2规定。

表2
等 级
相邻点间平均
边长/m
点位中误差/cm
边长相对
中误差
和基准站的
距离/km
观测
次数
起算点等级
一级
≥500
≤±5
≤1/20000
≤5
≥4
四等及以上
二级
≥300
≤±5
≤1/10000
≤5
≥3
一级及以上
三级
≥200
≤±5
≤1/6000
≤5
≥2
二级及以上
注1:点位中误差指控制点相对于最近基准站的误差。
注2:采用基准站RTK测量一级控制点需至少更换一次基准站进行观测，每站观测次数不少于2次
注3:网络RTK测量各级平面控制点可不受流动站到基准站距离的限制，但应在网络有效服务范围内。
注4:相邻点间距离不宜小于该等级平均边长的1/2。
《深圳市卫星定位测量规程》：将图根点和碎步点加上：
表3 GNSS RTK平面测量技术要求
等级
相邻点间距离（m）
点位中误差（cm）
边长相对
中误差
起算点
等级
流动站到单基准站间距离(km)
测回数
一级
≥500
5
≤1/20，000
——
——
≥4
二级
≥300
5
≤1/10，000
四等及以上
≤6
≥3
三级
≥200
5
≤1/6，000
四等及以上
≤6
≥3
二级及以上
≤3
图根
≥100
5
≤1/4，000
四等及以上
≤6
≥2
三级及以上
≤3
碎部
——
图上
0.5mm
——
四等及以上
≤15
≥1
三级及以上
≤10
注： ①一级GNSS控制点布设应采用网络RTK测量技术；
②网络RTK测量可不受起算点等级、流动站到单基准站间距离的限制；
③困难地区相邻点间距离缩短至表中的2/3，边长较差应不大于2cm。
9、 RTK控制点平面坐标测量时，流动站采集卫星观测数据，并通过数据链接收来自基准站的数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，通过坐标转换方法将观测得到的地心坐标转换为指定坐标系中的平面坐标。
10、测区坐标系统转换参数的获取：
a) 在获取测区坐标系统转换参数时，可以直接利用已知的参数；
b) 在没有已知转换参数时，可以自己求解；
c) 2000国家大地坐标系和参心坐标系（如1954年北京坐标系、1980西安坐标系或地方独立坐标系）转换参数的求解，应采用不少于3点的高等级起算点两套坐标系成果，所选起算点应分布均匀，且能控制整个测区；
d) 转换时应根据测区范围及具体情况，对起算点进行可靠性检验，采用合理的数学模型，进行多种点组合方式分别计算和优选；
e) RTK控制点测量转换参数的求解，不能采用现场点校正的方法进行。
11、RTK平面控制点测量基准站的技术要求应满足：
a）采用网络RTK时，基准站网点的设立要求按CH/T 2008的要求；
b）自设基准站如需长期和经常使用，宜埋设有强制对中的观测墩；
c）自设基准站应选择在高一级控制点上；
d）用电台进行数据传输时，基准站宜选择在测区相对较高的位置；
e）用移动通信进行数据传输时，基准站必须选择在测区有移动通信接收信号的位置；
f）选择无线电台通讯方法时，应按约定的工作频率进行数据链设置，以避免串频；
g）应正确设置随机软件中对应的仪器类型、电台类型、电台频率、天线类型、数据端口、蓝牙端口
h）应正确设置基准站坐标、数据单位、尺度因子、投影参数和接收机天线高等参数。
《深圳市卫星定位测量规程》：GNSS基准站接收机天线安置要求：
① 安置GNSS接收机天线时，天线应整平，定向标志宜指向正北。对于定向标志不明显的接收机天线，可预先设置定向标志；
② 用三脚架安置GNSS接收机天线时，对中误差应小于3mm；在高标基板上安置天线时，应将标志中心投影到基板上，投影示误三角形最长边或示误四边形对角线应小于5mm；
③ 天线高应量测至毫米，测前、测后应各量测一次，两次较差不应大于3mm，并取平均值作为最终成果；较差超限时应查明原因，并记录在GNSS外业观测手簿备注栏内。
12、RTK平面控制点测量流动站的技术要求应满足：
a）网络RTK测量的流动站获得系统服务的授权；
b）网络RTK 测量流动站应在有效服务区域内进行，并实现和服务控制中心的数据通信；
c）用数据采集器设置流动站的坐标系统转换参数，设置和基准站的通信；
d）RTK的流动站不宜在隐蔽地带、成片水域和强电磁波干扰源附近观测；
e）观测开始前应对仪器进行初始化，并得到固定解，当长时间不能获得固定解时，宜断开通信链路，再次进行初始化操作；
f）每次观测之间流动站应重新初始化；
g）作业过程中，如出现卫星信号失锁，应重新初始化，并经重合点测量检测合格后，方能继续作业；
h）每次作业开始前或重新架设基准站后，均应进行至少一个同等级或高等级已知点的检核，平面坐标较差不应大于7cm；
《深圳市卫星定位测量规程》：
RTK测量时，开始作业、结束作业或重新设置基准站后，应至少在一个已知点上进行检核，并应符合下列要求：
1 在控制点上检核，平面位置较差不应大于5cm；（注：比国家规范严格）
2 在碎部点上检核，平面位置较差不应大于图上0.5mm。
i）RTK平面控制点测量平面坐标转换残差不应大于±2cm；RTK高程控制点测量高程异常拟合残差不应大于3cm。（备注：各等级控制点只有一个标准，比较严格，同深圳要求）
j）数据采集器设置控制点的单次观测的平面收敛精度不应大于2cm；高程收敛精度不应大于3cm；
《浙江省GPS-RTK测量技术规定》：关于手簿收敛精度的设置要求：
①测量控制手簿设置控制点的单次观测的平面收敛精度应≤1.5cm，高程收敛精度应≤2cm。
②测量控制手簿设置碎部点的单次观测的平面收敛精度应≤2cm，高程收敛精度应≤4cm。
k）RTK平面控制点测量流动站观测时应采用三角架对中、整平，每次观测历元数应不小于20个，采样间隔2s~5s，各次测量的平面坐标较差应不大于4cm；
l）应取各次测量的平均坐标中数作为最终结果；
m）进行后处理动态测量时，流动站应先在静止状态下观测10~15min获得固定解，然后在不丢失初始化状态的前提下进行动态测量。
《深圳市卫星定位测量规程》：关于每测回的具体要求
1、RTK一测回观测应符合下列要求：
①对仪器进行初始化；
②观测值应在得到RTK固定解，且收敛稳定后开始记录；
③每测回的自动观测个数不应少于10个观测值，取平均值作为定位结果；
2、测回间应重新进行初始化，测回间的时间间隔应超过60s。
3、测回间的平面坐标分量较差不应超过2cm或经纬度的差值不应超过0.0007 "，垂直坐标分量较差不应超过3cm。取各测回结果的平均值作为最终观测成果。
4、当初始化时间超过5min仍不能获得固定解时，宜断开通信链路，重新启动GNSS接收机，再次进行初始化。当重新启动3次仍不能获得固定解时，应选择其它位置进行测量。
5、进行后处理动态测量时，流动站应先在静止状态下观测10min～15min，获得固定解，在不丢失固定解的前提下进行动态测量。
《NBCORS网络RTK测量技术规定》：关于测回间平面和高程互差的规定：
1、网络RTK控制点测量测回间应断开再重新连接NBCORS网络进行测量。
2、一级GPS控制点分时段测量时，其时间间隔应大于2小时。
表4 NBCORS网络RTK平面测量技术要求
等级
时段数
总测回数
观测历元数
同一时段测回间平面互差
时段间平面互差
一级
2
4
≥30
≤2cm
≤4cm
图根
1
2
≥10
≤5cm

碎部点
1
1
≥5

NBCORS网络RTK高程测量技术要求
等级
时段数
总测回数
观测历元数
同一时段测回间高程互差
时段间高程互差
图根
1
2
≥10
≤3cm

碎部点
1
1
≥5

3、测回间点位坐标互差按下式计算：

4、时段间点位坐标互差按下式计算：

《浙江省GPS-RTK测量技术规定》关于RTK控制网转换参数残差的要求：
WGS-84坐标系和1954年北京坐标系、1980西安坐标系或地方独立坐标系求转换参数的参考点应采用3点以上的两套坐标系成果，所选参考点应分布均匀，且能控制整个测区，不得外推。当需测定高程时，参考点应适当增加。转换时应根据测区范围及具体情况，合理采用四参数（二维）或七参数（三维）的数学模型。GPS-RTK参考点等级及转换残差要求应符合表5之规定。

表5 GPS-RTK参考点等级及转换残差要求
平 面
高 程
等 级
参考点要求
等 级
参考点要求
等级
转换残差
等级
转换残差
一、二级
四等以上
≤3cm
五等
四等以上
≤3cm
图根（放样）
一级点以上
≤5cm
图根（放样）
五等以上
≤5cm
碎部点
二级点以上
≤5cm
碎部点
五等以上
≤5cm
13、RTK高程控制点的埋设一般和RTK平面控制点同步进行，标石可以重合，重合时应采用圆头带十字的标志。
14、RTK高程控制点测量主要技术要求应符合表6规定。
表6
大地高中误差/cm
和基准站的距离/km
观测次数
起算点等级
≤±3
≤5
≥3
四等及以上水准
注1：大地高中误差指控制点大地高相对于最近基准站的误差。
注2. 网络RTK高程控制测量可不受流动站到基准站距离的限制，但应在网络有效服务范围内。
15、RTK高程控制点测量流动站观测时应采用三角架对中、整平，每次观测历元数应不少于20个，采样间隔2s~5s，各次测量的大地高较差应不大于4cm。
16、应取各次测量的大地高中数作为最终结果。（一组数据按从小到大的顺序依次排列，处在中间位置的一个数或最中间两个数据的平均数）
17、流动站的高程异常可以采用数学拟合方法、似大地水准面精化模型内插等方法获取，拟合模型及似大地水准面模型的精度根据实际生产需要确定。
18、RTK图根点测量
1）图根点标志宜采用木桩、铁桩或其他临时标志，必要时可埋设一定数量的标石。
2）RTK图根点测量时，地心坐标系和地方坐标系的转换关系的获取方法参照5.2.5，也可以在测区现场通过点校正的方法获取。
3）RTK图根点高程的测定，通过流动站测得的大地高减去流动站的高程异常获得。
4）流动站的高程异常可以采用数学拟合方法、似大地水准面精化模型内插等方法获取，也可以在测区现场通过点校正的方法获取。
5）RTK图根点测量方法参照5.2、5.3中相关要求执行。
6）RTK平面控制点测量流动站观测时应采用三角架对中、整平，每次观测历元数应大于10个。
7）RTK图根点测量平面坐标转换残差不应大于图上0.07mm。RTK图根点测量高程拟合残差不应大于1/12等高距。
8）RTK图根点测量平面测量两次测量点位较差应不应大于图上0.1mm，高程测量两次测量高程较差不应大于1/10基本等高距，各次结果取中数作为最后成果。
19、RTK控制测量外业采集的数据应及时进行备份和内外业检查。
20、RTK控制测量外业观测记录采用仪器自带内存卡或测量手簿，记录项目及成果输出包括下列内容：
a） 转换参考点的点名（号）、残差、转换参数；
b） 基准站点名（号）、天线高、观测时间；
c）流动站点名（号）、天线高、观测时间；
d） 基准站发送给流动站的基准站地心坐标、地心坐标的增量；
e） 流动站的平面、高程收敛精度；
f） 流动站的地心坐标、平面和高程成果；
g） 测区转换参考点、观测点网图。
在进行网络RTK时，a)至d)项可根据项目要求部分提供。
21、用RTK技术施测的控制点成果应进行100％的内业检查和不少于总点数10％的外业检测，平面控制点外业检测可采用相应等级的卫星定位静态（快速静态）技术测定坐标，全站仪测量边长和角度等方法，高程控制点外业检测可采用相应等级的三角高程、几何水准测量等方法，检测点应均匀分布测区。检测结果应满足表7和表8的要求。
表7
等级
边长校核
角度校核
坐标校核
测距中误差/mm
边长较差的相对误差
测角中误差
/( ″)
角度较差限差
/( ″)
坐标较差中误差
/cm
一级
≤±15
≤1/14000
≤±5
14
≤±5
二级
≤±15
≤1/7000
≤±8
20
≤±5
三级
≤±15
≤1/4500
≤±12
30
≤±5
图根
≤±20
≤1/2500
≤±20
60

注：上表图根点检核要求为《深圳市卫星定位测量规程》
表8
高差较差/mm
≤
注：L为检测线路长度，以km为单位，不足1km时按1km计算。
《深圳市卫星定位测量规程》关于外业检核点平面和高程的要求：
1）可采用已知点比较法、重测比较法、常规测量方法等进行。应按下式计算检核点的平面点位中误差。

式中： ——检核点的平面点位中误差(cm)；
——检核点两次测量平面点位的差值(cm)； （注：参和计算前应检核一测回两个测量结果不超限）
——检测点个数。
GNSS高程测量成果应按已确定的区域高程异常模型进行正常高程计算。
2）新建立的高程异常模型应进行模型内符合中误差计算，并应符合表3的规定，模型内符合中误差应按下式计算：

式中：——高程异常模型内符合中误差（cm）；
——拟合点水准高程和模型计算高程的差值（cm）；
n——参和拟合的点数。
3）新建立的高程异常模型应进行模型外符合高程中误差计算，并应符合本规程表3.1.2中高程中误差的规定，外符合高程中误差应按下式计算：

式中：——GNSS测量高程中误差（cm）；
——检测点水准高程和GNSS测量高程的差值（cm）；
N ——检测点数。
4）GNSS高程测量工作完成后，应进行100%的内业检查和10%的外业同精度检测。内业检查应符合本规程第2.5.6条的规定。外业抽检可采取水准测量、光电测距三角高程测量或GNSS测量方法进行。
5）采用水准或光电测距三角高程检测时应至少联测一个已知高程点，并应符合现行行业标准《城市测量规范》CJJ8的规定；采用GNSS测量检测时应符合本规程第1章、第2章的规定。
6）采用GNSS方法进行高程检测时，检测较差不应超过本规程表3.1.2的规定；采用水准或光电测距三角高程检测时，检测较差不应超过表9的规定。
表9 GNSS高程测量检测较差（mm）
等级
四等
图根
碎部
方法
四等及以上水准
图根水准
三角高程
三角高程
水准
检测较差
30
60
0.4S
300
注：①L为水准检测线路长度，以公里为单位。小于0.5km按0.5km计；
② S为三角高程边长，以米为单位；
③在山区上述限差可放宽1.5倍；
④在山区可采用四等电磁波测距三角高程检测。

7）GNSS高程测量检测时高程中误差应符合本规程表10的规定，并应按下式计算：

式中： ——GNSS测量高程中误差（cm）；
——检测点两次测量高程的差值（cm）；
N ——检测点数。
表10 GNSS高程测量主要的技术要求（cm）
地形

等级
平地、丘陵
山地
模型内符合
中误差
高程
中误差
检测
较差
模型内符合
中误差
高程
中误差
检测
较差
四等
2.0
3.0
6.0
---
---
---
图根
3.0
5.0
10.0
4.5
7.5
15.0
碎部
10.0
15.0
30.0
15.0
22.5
45.0

8）新建立的高程异常模型外符合高程中误差的计算可以和GNSS高程测量检测高程中误差的计算进行统一设计，一次完成。
9）外业利用GPS-RTK或CORS-RTK重测检核一级点和图根点的工作步骤：
1）手簿设置严格按照规范进行
2）用精度良好的已知控制点（四等以上）进行检核，在控制点上检核，平面位置较差不应大于5cm；
3）检核测量用1时段2测回，两测回成果较差检查后取平均值再和已知控制点求中误差。

22、GPS-RTK控制测量完成后应提交的资料
1）技术设计书；
2）仪器鉴定资料；
3）起算点成果资料；
4）外业观测原始记录文件；
5）平差计算文件；
6）高程异常模型及精度评定；
7）测量成果表；
8）控制点示意图。
9）控制点点之记
10）检查报告
11）工作总结、技术总结。
12）技术设计书和合同要求提交的其他资料

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