RTK外業測量的主要誤差來源 VS 消減方法

RTK外業測量是通過地面接收設備接收衛星傳送的信息來確定地面點的三維坐標，測量結果的誤差主要來源于GPS衛星，衛星信號的傳播和地面接收設備，按誤差性質可分為系統誤差和偶然誤差。而系統誤差無論從誤差的大小還是對定位結果的危害性來講都比偶然誤差要大的多，然而系統誤差有一定的規律性，可采取一定的措施加以消除。下面對 GNSS外業測量中常見的幾種系統誤差進行分析。

電離層折射誤差

　　當GPS信號通過電離層時，信號的路徑會發生彎曲，傳播速 度也會發生變化，此時用信號的傳播時間乘上真空中光速得到的 距離就不等于衛星到接收機間的幾何距離，這種偏差叫做電離層折射誤差。

減弱電離層誤差的方法

　　利用同步觀測值求差：用兩臺GPS接收機在基線的兩端進行同步觀測并取其觀測量之差，可以減弱電離層折射的影響。因為兩測站相距不太遠時，有衛星至兩測站電磁波傳播路程上的大氣狀況相似，因此大氣狀況的系統影響可通過同步觀測量的求差而減弱。

這種方法對于短基線（小于20km）的效果比較明顯，這時經電離層折射改正后基線長度的殘差一般為1ppm.D，但是，隨著基線長度的增加，其精度隨之明顯降低。

GPS接收機的位置誤差

　　GPS接收機天線相位中心相對測站標石中心位置的誤差，叫做接收機位置誤差。這里包括天線的置平和對中誤差，量取天線高誤差。如當天線高度為1.6m時，置平誤差為0.1°時，可能會產生對中誤差3mm。因此，在對要求精密定位的大型水利水電工程或者精密儀器安裝工程的施工控制網進行GPS外業觀測時，測量人員必須要有高度的責任心，仔細操作，儀器要嚴格對中置平，儀器高要從三個方向量三次取平均值，盡量減少GPS接收機位置誤差所產生的影響。如果是進行變形監測，必須采用有強制對中裝置的觀測墩。

GPS接收機天線相位中心位置的偏差

　　在GPS外業測量過程中，觀測值都是以接收機天線的相位中心位置為準的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上是一致的，可實際上天線的相位中心隨著信號輸入的強度和方向不同而有所變化，即觀測時相位中心的瞬時位置與理論上的相位中心有所不同，這種誤差叫做天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響，可達數毫米至數厘米。在實際工作中，如果使用同一類型的天線，在相距不遠的兩個或者多個觀測站上同步觀測了同一組衛星，那么，邊可以通過觀測值的求差來消弱相位中心偏差的影響。

　　在GPS外業測量中除了上述各種誤差外，衛星的星歷誤差、衛星鐘差、接收機鐘差、大氣折射模型和衛星軌道攝動模型的誤差等也會對GPS的觀測量產生影響。