关于RTK测量中遇到高程不准的问题分析

heart · 发表于 2011-12-12 18:50

我们知道RTK测量的误差包括仪器误差和参数误差。那么遇到这样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。本文将以一个实际的例子来进行分析。
事件背景：
客户:某测绘工程有限公司
仪器：S86T、WA手簿、工程之星2.8
求参数的区域：10km×10km
求参数方式：连省厅CORS，采用动态求参数的方式，测了7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）。
问题：客户反映在如图所示的直线下方平面和高程都挺准，在直线上方高程不准，离求参数越远的区域高程越不准，超出求参数区域1km处所测高程差了1米。
问题分析：
1、首先调出原始的测量数据查看客户求参数时测点的精度
VRMS最大4.7cm，虽然有点偏大，但应不至于引起高程1米的偏差。
2、调取了客户求参数是保存的参数文件，进行查看。
由参数文件可以看出高程残差最大4.7cm，最小1.3cm，在10km×10km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，则可说明仪器没问题，根据客户描述在直线下方区域测高程很准，再任意找了一个点，采集了10次，高程跳动小于3cm，由此断定仪器肯定没问题。
4、通过以上排除，考虑求参数当中有已知点不准，再次到实地测量检查点位，发现08GE03这个控制点实际测量数据与已知数据相比相差10cm，离08GE03 四百米左右的点位高程相差40多厘米，离08GE03一公里左右，高程相差一米。分析到这里，问题基本清晰了，虽然测08GE03这个控制点只差了10cm，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造成的。回顾求参数的方式，采用的是7个点，高程拟合用的是自动判断方式，根据工程之星2.8的设置，用7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，得到以下结果。
可以看出，采用加权平均方式时，08GE03这个点的残差达到了46.5厘米，说明该点数据有问题，删除该点只用6个点求参数后再次检查离该点400米远和1公里远的点位，高程差值由原来的1米减小到了9cm。当然9cm还是比较大的，原因是现在只用了6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08GE03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客户要求。
总结：高程拟合当中的曲面拟合在一定条件下会很好的提高测量高程时的精度，但这样的拟合带有一定的强制行，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，如本例中参数的残差最大才4.7cm，看上去会觉得很好。所以当求参数的控制点达到7个时，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，防止出现该案例中的问题。