【技术】如何提高RTK高程成果精度？

　　使用RTK做地形图测量，既能快速的获得平面坐标又能快速的获得高程，大家都很容易接受，RTK是否可以做水准测量?　　其实这方面的问题已经被专家论证了多次。在严格控制及选用合理的作业方法下，RTK 测量高程可以满足四等水准测量及等外的水准测量。如何使用RTK达到如上所述的效果？

GPS测得高程和水准测量求高程的区别

　　GPS测量求得的原始坐标是WGS-84坐标（B，L，H）大地纬度，大地精度，大地高。而我国水准测量是采用1985国家高程基准，以似大地水准面为起算面，最后是以正常高作为使用的高程。因为测量原理不同，两种测量的起算面不同，所以两种高程值之间存在高程异常，即大地高=正常高+高程异常。
　　所以如果使用GPS要达到水准测量要求的正常高的值，必须要求提高得到的大地高和高程异常值的精度。大地高的精度如天宇RTK的精度指标，垂直精度±2cm+1ppm，静态，快速静态高程精度±5mm+1ppm，精确的求出高程异常就是关键所在。
　　天宇RTK 用高程拟合的方法精确求得高程异常，从而可以实时的得到控制范围内的正常高。

GPS水准高程拟合方法

　　在GPS网中联测一些水准点，利用这些点上的正常高和大地高求出高程异常值，再根据这些点上的高程异常值与坐标的关系，用最小二乘的方法拟合出测区的似大地水准面，利用拟合出的似大地水准面，内插出其他GPS点的高程异常，从而求出各个未知点的正常高。
　　用于GPS 水准拟合的数学模型很多，不同的数学模型对不同地形条件具有不同的拟合精度。多项式是GPS 水准拟合模型的一种，其模型可表述为ζ= f ( x ，y ) + ε
当GPS 点布设成网状时，一般采用曲面拟合的方法。
　　设测站点的高程异常 ζ与坐标之间存在以下函数关系 ζ i =f ( xi ，y i ) + ε i其中，f ( xi ，y i ) 为 ζ的趋势值，ε i 为误差。选用空间曲面函数f ( x i ，yi ) = a0 + a1x i + a2y i + a3x2i + a4x iyi + a5 y2i + a6 x3i + a7x2iy i + a8x iy2i + a9y3i ( 4)进行拟合，式中 ai 为待定参数。在已知点个数大于等于参数个数求出参数 ai ，进而求出测区内任意点的高程异常。根据测区的不同情况，也可以选用不同的参数进行拟合。选用的参数不同，拟合出的曲面的形式也不相同。

平面拟合(线性内插)

　　在小范围或平原地区，可以认为大地水准面趋近于平面。此时，可选用式( 4)前三项，将大地水准面拟合为f (x ，y ) = ao + a1 x + a2y ( 6)其中，ai ( i = 0，1，2) 为未知参数，此时要求公共点至少3 个。相关平面拟合也叫做四参数曲面拟合，若选用式( 4)前三项和第五项进行拟合，则拟合曲面的表达式变为f ( x ，y )= ao + a1x + a2 y + a3xy，其中，ai ( i = 0，1，2，3) 为未知参数，此时需要公共点至少4 个。

五参数曲面拟合

　　选用式( 4)前五项进行拟合，则拟合曲面表达式为f ( x ，y ) = a0 + a1x + a2 y + a3x2i + a4xy，其中，ai ( i = 0，1，2，3) 为未知参数，此时需要公共点个数为5个。 采用带有多余观测量的最小二乘方法进行数学模拟。 求出4 个未知参数，确定模型。

二次曲面拟合

　　选用式( 4)前六项进行拟合，则拟合曲面表达式为f ( x ，y ) = a0 + a1x + a2 y + a3xy + a4x2+ a5y2其中，ai ( i = 0，1，2，3，4，5) 为未知参数，此时需要公共点个数至少为6 个。　　拟合方法的未知参数不同，而且阶数也不同。工程之星软件会根据求转换参数的点数不同选用不同的拟合模型。我要想达到最好的效果就是用GPS做控制网并且与等级水准点联测做静态测量，内业使用平差软件进行高程拟合，这样求得测区拟合参数输入到工程之星参数设置里面，再用RTK进行水准测量。　　退而求其次，使用RTK分别与测区的水准点联测高程，可以利用工程之星软件里面控制点测量功能精确测定大地高，利用工程之星求取转换参数的功能直接求取高程拟合，这样就涉及到选择几个配对点进行拟合，只要配对的水准点已知高程精度高以及分布，求得的拟合参数就更准确。高程拟合时，使用三个点的高程进行计算时，高程拟合参数类型为加权平均；使用4到6个点的高程时，高程拟合参数类型平面拟合；使用7个以上的点的高程时，高程拟合参数类型为曲面拟合。　　不要使用两点求转换参数去测量高程，尤其是RTK进行水准测量，最好在测区选择7个以上配对点求得拟合参数。　　只要严格控制各项误差及选用合理作业方法 ，RTK测量技术可获得高精度的测量成果 ，高程精度能够达到四等水准测量的精度。

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