GPSRTK地质测绘高程误差的解决方法 [上一篇] [下一篇]

[ 2012-5-18 9:31:44 | 作者:李桂炎 | 出处:原创 | 天气:晴 ] 字体:

GPSRTK地质测绘高程误差的解决方法

一. 地质测绘中GPSRTK高程偏差较大的问题,从GPSRTK测量技术规范得知,GPSRTK测量的误差包括仪器误差和参数误差。那么遇到高程误差的问题后我们应该怎样去分析造成高程不准的原因呢?如何排除是硬件的问题还是参数的问题,如何查找参数造成参数不准的原因呢?笔者将以一个实际的例子来进行分析。

测量使用仪器:华测X93、HCE staldand手簿、打开测地通软件RTKce

求参数的区域:5km×5km

求参数方式:连接FJCORS,采用动态求参数的方式,测了8个点,高程拟合使用的是自动判断,所以最终方式是四参数+高程拟合(曲面拟合)。

(表1 ) 单位;米

点名 纵坐标(X) 横坐标(Y)高程(H) 垂直殘差

G401 7368.256 20953.323 234.561 0.013

GE1 7151.82 21230.56 333.75 0.014

GE2 7057.10 20942.89 338.96 0.016

GE3 7083.56 20971.28 301.49 0.017

GE4 7113.55 20811.49 281.64 0.015

GE5 7142.10 20692.03 261.58 0.024

GE6 7210.23 20579.96 336.91 0.026

GD1 2308.421 20200.482 441.781 0.502

(表1 ) G401和GD1平距为5115.535m 高差为207.220m

在上表可看出GD1高程不准,离求参数越远的区域高程越不准,超出求参数区域5km处所测高程差了0.502m。

二. 问题分析:

1、首先调出原始的测量数据查看操作记录求参数时测点的精度。RMS(高程精度或垂直精度)最大4.8cm,虽然有点偏大,但应不至于引起高程0.502m的偏差。

2、地质测绘调取了操作所求参数时保存的参数文件,进行查看和分析。 由参数文件可以看出高程残差最大4.8cm,最小1.3cm,在5km×5km范围内,这样的残差算是比较好的,由该处未找到问题。

3、排除硬件的问题:若GPS测同一个点,高程跳动不大,根据本人实践经验在直线下方区域测高程可以达到测量规范要求,再任意找了另一个高程控制点,采集了6次,高程跳动小于3cm,由此我们断定华测X93仪器没问题。

4、通过以上排除,考虑求参数当中有的点位不准,再次到实地测量检查点位,发现GD1这个控制点实际测量数据与已知数据相比相差8cm,离G401为5115.535米的点位高程相差50多厘米。分析到这里,问题基本清晰了。虽然测GD1这个控制点只差了8cm,却无法说明根本问题,但远离这个控制点时,高程精度急剧下降,应该考虑是点位不准加上高程拟合不好所造成的。回顾求参数的方式,采用的是8个点,高程拟合用的是自动判断方式,根据华测测量软件设置,用8个点求参数高程应该是用了曲面拟合。若有高程点本身已知数据不准而又采用了曲面拟合的话,肯定会造成在远离这个点时高程精度下降明显(尤其是该点位于求参数区域的边缘)。既然判断出有高程点不准,高程拟合改成用加权平均的方式,残差最大的点嫌疑就应该最大。于是将高程拟合方式由自动判断改为加权平均,得到了解决实际问题的方法。

5、 可以看出,采用加权平均方式时,GD1这个点的残差达到了50.2cm,说明该点数据有问题,删除该点只用7个点求参数后再次检查离该点的点位,高程差值由原来的0.5m减小到了8cm。当然8cm还是比较大的,原因是现在只用了7个点求参数,所以高程应该是用的平面拟合,而不是曲面拟合,所以最后的解决方案是在GD2这个点附近重新找个一个已知点求参数,高程采用曲面拟合,最终高程精度达到了测量的要求。

(表2) 单位;米

点名 纵坐标(X) 横坐标(Y)高程(H)垂直殘差

G401 7368.256 20953.323 234.561 0.013

GE1 7151.82 21230.56 333.75 0.014

GE2 7057.10 20942.89 338.96 0.016

GE3 7083.56 20971.28 301.49 0.017

GE4 7113.55 20811.49 281.64 0.015

GE5 7142.10 20692.03 261.58 0.024

GE6 7210.23 20579.96 336.91 0.026

GD2 2206.421 20008.482 488.781 0.019

小结:利用GPSRTK曲面拟合技术,超过较大半径地质测绘,高程异常的出现造成较大的偏差。为此,高程拟合当中的曲面拟合在一定条件下会很好地提高测量高程时的精度,但这样的拟合带有一定的强制性,有时会使本来存在问题的参数表面上看起来很好,从而忽略了问题的存在,在求完参数后最好将高程拟合方式改为加权平均,看看是否有残差很大的点,排除点位粗差,然后再使用曲面拟合,以提高地质测绘的测量精度。

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