CN106556383A - 一种rtk倾斜补偿测量精度验证的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，通过先采集中心坐标再采集补偿测量点的方式，实时计算出测点的偏移量和高差，记录并显示出来，自动统计一个点位附近补偿测量点的最大最小误差，验证RTK设备倾斜补偿测量精度是否符合设计精度要求。对操作人员的要求降到最低，可用此方法来检测RTK设备的倾斜补偿测量精度，可以内置到测量软件中，实时判断用户的倾斜补偿测量数据是否可用。为更好的使用RTK倾斜补偿测量方式提供了可用方法。

Description

一种RTK倾斜补偿测量精度验证的方法
技术领域
本发明涉及测绘领域，具体涉及一种RTK倾斜补偿测量精度验证的方法。
背景技术
随着卫星定位技术的快速发展，人们对快速高精度位置信息的需求也日益强烈。而目前使用最为广泛的高精度定位技术就是RTK(实时动态定位：Real-Time Kinematic)，RTK技术的关键在于使用了GPS的载波相位观测量，并利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性，通过差分的方式除去移动站观测数据中的大部分误差，从而实现高精度(分米甚至厘米级)的定位。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，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，则流动站可随时给出厘米级定位结果。RTK(实时动态定位：Real-Time Kinematic)采用了载波相位动态实时差分方法，测点定位精度可以达到厘米级，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。
然而，RTK在单人作业时仍需要将设备尽量扶平，在测量过程中保证RTK不能晃动，水准气泡要严格居中。很容易因为测量员没有扶好对中杆或测量过程中晃动设备造成RTK测量的粗差，且粗差结果不可控，老的RTK测量方式无法有效去除粗差。
为了方便RTK设备在环境恶劣的野外也能进行高精度测量，尽可能的减少人为操作对RTK测量精度的影响，倾斜补偿测量模式应需而生。目前，世界主流的RTK设备，国外品牌如：天宝、徕卡、拓普康，国内品牌如华测、南方测绘、中海达，所生产的RTK设备也逐步具备了倾斜补偿测量功能。然而，如何更有效的判定倾斜补偿测量精度使测量员实时判断出是否可测量，目前没有较好方法，都是测量数据后通过数据分析得到。
发明内容
本方法即是尝试通过一些测量方法设计、实地测量数据、测量数据计算分析，从而对RTK倾斜补偿测量精度给出一个确实可信的指标，并能将倾斜测量误差实时显示在软件上和记录在数据库中。
本发明的技术方案为：
1、一种RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供具备电子气泡和电子罗盘补偿模块的RTK设备，并对电子气泡和电子罗盘补偿模块进行校正，使得RTK设备对中杆电子气泡显示正常可靠；
设置控制点A，求得A点坐标X0,Y0,H0；
以A点为中心，对中杆尖端放在A点上，倾斜角度α，分别在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向，每个方向测点N个倾斜补偿测量点；
继续N次倾斜角度α，并在每次倾斜角度α后分别在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向，进行倾斜补偿测量点的测量，并记录坐标Xn,Yn,Hn；
进行倾斜补偿测量误差计算，求得水平误差ΔS与高程误差ΔH；
其中，对A点位置进行倾斜补偿测量时，在RTK测量软件获取到当前位置坐标时，将实时变化的水平误差ΔS与高程误差ΔH显示在RTK测量软件界面上；RTK采集补偿点后台同步计算和记录ΔS与ΔH；
导出测量报告时，对于报告中倾斜补偿测量部分，RTK测量软件同步导出水平误差ΔS与高程误差ΔH，同时计算RTK在倾斜补偿测量中的最大水平误差ΔSmax、最小水平误差ΔS min；
求出水平误差均值∑ΔS与高程误差均值∑ΔH；
导出数据并进行通过离散度分析，输出误差统计图。
上述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其中，在步骤S2中，在室外空旷无遮挡位置设置控制点A。
上述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其中，在步骤S2中，通过多次测量求均值方法得到A点坐标X0,Y0,H0。
上述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其中，角度α为5°。
上述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其中，进行倾斜补偿测量误差的计算公式为：
水平误差ΔS＝；
高程误差ΔH＝H0-Hn。
本发明提出了一种实用可行的针对RTK设备倾斜补偿测量精度的验证方法，通过先采集中心坐标再采集补偿测量点的方式，实时计算出测点的偏移量和高差，记录并显示出来，自动统计一个点位附近补偿测量点的最大最小误差，验证RTK设备倾斜补偿测量精度是否符合设计精度要求。对操作人员的要求降到最低，可用此方法来检测RTK设备的倾斜补偿测量精度，可以内置到测量软件中，实时判断用户的倾斜补偿测量数据是否可用。为更好的使用RTK倾斜补偿测量方式提供了可用方法。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明一实施例中水平误差的统计图；
图2为本发明一实施例中高程误差的统计图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，包括如下步骤：
先进行RTK倾斜补偿测量精度测定设备准备和场地准备。即：提供具备电子气泡和电子罗盘补偿模块的RTK设备，按照设备校正要求准确校正对电子气泡和电子罗盘补偿模块进行校正，RTK对中杆经过校正后，使得RTK设备对中杆电子气泡显示正常可靠；
在室外空旷无遮挡位置设置控制点A，通过多次测量求均值方法得到A点坐标X0,Y0,H0。
以A点为中心，对中杆尖端放在A点上，倾斜角度α，分别在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向进行倾斜补偿测量点的测量，测点时按照命名方法依次命名。可选的，倾斜角度α为5°。
继续N次倾斜角度α，并在每次倾斜角度α后分别在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向，进行倾斜补偿测量点的测量，并记录坐标Xn,Yn,Hn。例如，第一次测量时，将对中杆尖端放在A点上，倾斜角度5°后在在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向进行倾斜补偿测量点的测量；之后再倾斜5°(即在原基础上倾斜10°)后在在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向进行倾斜补偿测量点的测量。
在一可选的实施例中，倾斜补偿测量点命名方法如下：
倾斜角度 偏移方位 点名前缀 点名举例
5° 东 E-5- E-5-1、E-5-2、
5° 西 W-5- W-5-1、W-5-2、
5° 南 S-5- S-5-1、S-5-2、
5° 北 N-5- N-5-2、N-5-2、
5° 东南 ES-5- ES-5-1、ES-5-2、
5° 东北 EN-5- EN-5-1、EN-5-2、
5° 西南 WS-5- WS-5-1、WS-5-2、
5° 西北 WN-5- WN-5-1、WN-5-2、
倾斜角度 偏移方位 点名前缀 点名举例
10° 东 E-5- E-10-1、E-10-2、
10° 西 W-5- W-10-1、W-10-2、
10° 南 S-5- S-10-1、S-10-2、
10° 北 N-5- N-10-2、N-10-2、
10° 东南 ES-5- ES-10-1、ES-10-2、
10° 东北 EN-5- EN-10-1、EN-10-2、
10° 西南 WS-5- WS-10-1、WS-10-2、
10° 西北 WN-5- WN-10-1、N-10-2、
之后，依次测量15°20°25°30°的倾斜数据。每点坐标记录为Xn,Yn,Hn。
进行倾斜补偿测量误差计算，求得水平误差ΔS与高程误差ΔH。可选的，点E-5-1倾斜补偿测量误差的计算公式为：
水平误差ΔS＝；高程误差ΔH＝H0-Hn。
对A点位置进行倾斜补偿测量时，在RTK测量软件获取到当前位置坐标时，将实时变化的水平误差ΔS与高程误差ΔH显示在RTK测量软件界面上；RTK采集补偿点后台同步计算和记录ΔS与ΔH。
导出测量报告时，对于报告中倾斜补偿测量部分，RTK测量软件同步导出水平误差ΔS与高程误差ΔH，同时计算RTK在倾斜补偿测量中的最大水平误差ΔSmax、最小水平误差ΔS min。最大高程误差ΔHmax和最小高程误差ΔHmin值注意要提出明显的粗差：飞点或者精度变化造成。
求出水平误差均值∑ΔS与高程误差均值∑ΔH。其中，水平误差均值∑ΔS与高程误差均值∑ΔH则表明该套RTK倾斜补偿测量的精度，也应该小于5CM。
导出数据并进行通过离散度分析，输出误差统计图，如图1和图2所示。图1为水平误差的统计图，图2为高程误差的统计图，通过生成误差分布图，为更好的使用RTK倾斜补偿测量方式提供了可用方法。
综上所述，本发明提出了一种实用可行的针对RTK设备倾斜补偿测量精度的验证方法，通过先采集中心坐标再采集补偿测量点的方式，实时计算出测点的偏移量和高差，记录并显示出来，自动统计一个点位附近补偿测量点的最大最小误差，验证RTK设备倾斜补偿测量精度是否符合设计精度要求。对操作人员的要求降到最低，可用此方法来检测RTK设备的倾斜补偿测量精度，可以内置到测量软件中，实时判断用户的倾斜补偿测量数据是否可用。为更好的使用RTK倾斜补偿测量方式提供了可用方法。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供具备电子气泡和电子罗盘补偿模块的RTK设备，并对电子气泡和电子罗盘补偿模块进行校正，使得RTK设备对中杆电子气泡显示正常可靠；
设置控制点A，求得A点坐标X0,Y0,H0；
以A点为中心，对中杆尖端放在A点上，倾斜角度α，分别在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向，每个方向测点N个倾斜补偿测量点；
继续N次倾斜角度α，并在每次倾斜角度α后分别在A坐标东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向，进行倾斜补偿测量点的测量，并记录坐标Xn,Yn,Hn；
进行倾斜补偿测量误差计算，求得水平误差ΔS与高程误差ΔH；
其中，对A点位置进行倾斜补偿测量时，在RTK测量软件获取到当前位置坐标时，将实时变化的水平误差ΔS与高程误差ΔH显示在RTK测量软件界面上；RTK采集补偿点后台同步计算和记录ΔS与ΔH；
导出测量报告时，对于报告中倾斜补偿测量部分，RTK测量软件同步导出水平误差ΔS与高程误差ΔH，同时计算RTK在倾斜补偿测量中的最大水平误差ΔSmax、最小水平误差ΔSmin；
求出水平误差均值∑ΔS与高程误差均值∑ΔH；
导出数据并进行通过离散度分析，输出误差统计图。
2.如权利要求1所述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其特征在于，在步骤S2中，在室外空旷无遮挡位置设置控制点A。
3.如权利要求2所述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其特征在于，在步骤S2中，通过多次测量求均值方法得到A点坐标X0,Y0,H0。
4.如权利要求1所述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其特征在于，角度α为5°。
5.如权利要求1所述的RTK倾斜补偿测量精度验证的方法，其特征在于，进行倾斜补偿测量误差的计算公式为：
水平误差ΔS＝；
高程误差ΔH＝H0-Hn。
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