GPSRTK技術(shù)在開封市城區(qū)地籍調(diào)查中的應(yīng)用

牛鵬濤 朱江海

GPSRTK技術(shù)具有全天候、操作簡便、無需通視等優(yōu)點(diǎn)，使地籍控制網(wǎng)的布設(shè)變得相對容易，且各點(diǎn)之間不存在誤差累積的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效避免和解決傳統(tǒng)地籍測量中圖根導(dǎo)線邊長過長等原因帶來的誤差累積，以及在傳統(tǒng)城鎮(zhèn)地籍調(diào)查過程中，地籍控制網(wǎng)的建立主要依靠全站儀導(dǎo)線測量技術(shù)進(jìn)行布設(shè)，作業(yè)勞動強(qiáng)度大，耗費(fèi)時間長等問題。

本文則結(jié)合開封市地籍調(diào)查項(xiàng)目，采用以 GPS RTK技術(shù)為主、全站儀技術(shù)為輔的方法來加密圖根控制點(diǎn)，通過對 RTK測量成果的內(nèi)符合與外符合精度分析，進(jìn)一步證實(shí)了RTK的精度能夠滿足地籍圖根控制測量的要求，大大提高了作業(yè)效率。

1 工程介紹

開封第二次全市土地調(diào)查(市區(qū)城鎮(zhèn)地籍調(diào)查測量)的工作范圍為:開封市城區(qū)，東至青年路，北至黃河水利職業(yè)學(xué)院，西至杏花營，南至鄭杞公路。包括金明區(qū)、龍亭區(qū)、鼓樓區(qū)、順河區(qū)、禹王臺區(qū)五個區(qū)，面積約 120 km2。工作主要內(nèi)容為:權(quán)屬調(diào)查、土地利用情況調(diào)查、地籍控制測量、界址點(diǎn)測量、圖件編制、面積量算與匯總統(tǒng)計(jì)、文字報告撰寫。

考慮到該測區(qū)面積較大，測圖比例尺高(1∶500)，采用傳統(tǒng)測量方法無法按時完成圖根控制點(diǎn)的布設(shè)，影響后續(xù)的碎步測量工作。為此，在該測區(qū)內(nèi)采用以 GPSRTK技術(shù)為主、全站儀導(dǎo)線測量技術(shù)為輔的方法進(jìn)行圖根控制網(wǎng)的布設(shè)將更為合適。根據(jù)全國土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程，本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則，考慮到以前地籍線劃圖測量工作中，已完成 E級 GPS點(diǎn)的布設(shè)測量工作，本項(xiàng)目直接布設(shè)圖根導(dǎo)線。平面坐標(biāo)采用 1980西安坐標(biāo)系，高斯—克呂格正形投影，中央經(jīng)線為 114°，高程系統(tǒng)采用 1985國家高程基準(zhǔn)。

結(jié)合原有測繪成果，采用以GPSRTK技術(shù)為主、全站儀導(dǎo)線測量技術(shù)為輔的方法加密控制點(diǎn)。在滿足GPS RTK技術(shù)的觀測條件時，優(yōu)先選擇采用GPS RTK技術(shù)測量圖根點(diǎn)。在 GPS信號遮擋嚴(yán)重，無法采用GPSRTK技術(shù)觀測圖根點(diǎn)時，在首級控制網(wǎng)和 GPSRTK圖根點(diǎn)的基礎(chǔ)上，布設(shè)一級導(dǎo)線或二級導(dǎo)線，并采用全站儀導(dǎo)線技術(shù)施測[2]。根據(jù)規(guī)程要求，本次共加密圖根點(diǎn)6 875個，由于市區(qū)中心的大型建筑物和無線電干擾源較多，因此，我們將市中心城區(qū)排除在 GPS RTK作業(yè)范圍之外，故采用GPSRTK技術(shù)布設(shè)圖根點(diǎn) 4 916個，占圖根點(diǎn)總數(shù) 71.50%，采用全站儀技術(shù)布設(shè)導(dǎo)線圖根點(diǎn)1 959個。

2 GPSRTK技術(shù)加密圖根

2.1 GPSRTK作業(yè)過程

測量時基準(zhǔn)站設(shè)置在測區(qū)中部的某一空曠位置上，該處視野開闊且行人較少，符合基準(zhǔn)站的架設(shè)條件，以方便播發(fā)差分信號。基準(zhǔn)站的設(shè)置是順利進(jìn)行RTK測量的關(guān)鍵，所以在選址時應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)為防止數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路徑效應(yīng)的影響，基準(zhǔn)站周圍無GPS信號反射物(大面積水域、大型建筑物等);2)避免選擇在無線電干擾強(qiáng)烈的地區(qū);3)基準(zhǔn)站站址及數(shù)據(jù)鏈電臺發(fā)射天線必須具有一定的高度[4]。

聯(lián)測已知地方坐標(biāo)的E級GPS點(diǎn)，據(jù)此解算出兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后進(jìn)行圖根點(diǎn)的觀測。流動站在圖根點(diǎn)上進(jìn)行觀測時，注意觀察電子手簿顯示屏上顯示的精度指標(biāo)，當(dāng) HRMS≤0.015和VRMS≤0.020時，記錄當(dāng)前點(diǎn)的觀測結(jié)果，同時輸入點(diǎn)名及天線高。基準(zhǔn)站與流動站同時接收衛(wèi)星信號，基準(zhǔn)站將接收到的衛(wèi)星信號通過自備電臺發(fā)送給流動站，流動站將接收到的衛(wèi)星信號及基準(zhǔn)站送來的信號傳輸?shù)娇刂剖植具M(jìn)行實(shí)時差分及平差處理，實(shí)時得出本站坐標(biāo)，并隨時將實(shí)時精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較，一旦實(shí)測精度達(dá)到預(yù)設(shè)精度指標(biāo)，手簿將記錄坐標(biāo)，并終止本站的測量[5]。值得注意的是，對于一些房屋較密的區(qū)域，宜在下午接近傍晚時來進(jìn)行 GPS RTK測量，由于 GPS衛(wèi)星分布問題，此時 GPS信號較強(qiáng)，觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量較好。

2.2 GPSRTK測量的質(zhì)量控制

為了保證GPSRTK測量成果符合測圖要求，我們采用了以下兩種方法進(jìn)行質(zhì)量控制:1)已知點(diǎn)檢核法。即在已知點(diǎn)上進(jìn)行RTK測量，并與已知成果進(jìn)行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。2)重復(fù)測量比較法。每次初始化后，先重復(fù)測量 1個 ～2個已測過的RTK點(diǎn)，確認(rèn)誤差在允許范圍之內(nèi)后再繼續(xù)測量。

3 本項(xiàng)目中 GPSRTK圖根點(diǎn)的精度分析

為了評價GPSRTK圖根點(diǎn)的精度，本文從內(nèi)符合精度、外符合精度兩方面進(jìn)行分析[6]。

3.1 內(nèi)符合精度分析

本文對全部 4 916個GPS RTK圖根點(diǎn)的兩次觀測較差進(jìn)行了誤差統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表 1，表 2所示。通過表 1，表 2的記錄數(shù)據(jù)可以看出，利用RTK進(jìn)行圖根控制測量，可以很好的滿足規(guī)范要求。

表1 圖根控制點(diǎn) RTK兩次觀測值及坐標(biāo)成果表

表2 GPSRTK圖根控制測量誤差統(tǒng)計(jì)

3.2 外符合精度分析

為了客觀的評價 GPS RTK圖根控制測量坐標(biāo)成果的精度，在利用高精度全站儀布設(shè)導(dǎo)線圖根點(diǎn)時對部分 GPSRTK圖根點(diǎn)進(jìn)行了檢核。用全站儀對圖根點(diǎn)控制成果進(jìn)行了角度、邊長、高差和坐標(biāo)推算檢測[8]。角度觀測一測回，邊長單向觀測一測回，高差兩次觀測取均值。檢測角共有 158個，測邊總共 316條。檢測結(jié)果見表 3，表3給出了部分檢核點(diǎn)全站儀與GPSRTK結(jié)果比較。

表3 GPSRTK與全站儀觀測值比較表

通過表 3的數(shù)據(jù)可以看出，這些指標(biāo)優(yōu)于《規(guī)范》中圖根導(dǎo)線測量的精度指標(biāo)。從表 1與表 2的統(tǒng)計(jì)可以看出，無論是內(nèi)符合精度(RTK成果自身的比較)，還是外符合精度(GPS RTK成果與全站儀成果的比較)，都符合二調(diào)規(guī)程以及該鎮(zhèn)土地調(diào)查設(shè)計(jì)書限差要求，故RTK成果可以作為此次地籍測量的圖根控制點(diǎn)坐標(biāo)成果。事后的碎部測圖表明，用GPSRTK技術(shù)所布設(shè)的圖根控制點(diǎn)均能滿足測圖的要求，因此，GPS RTK技術(shù)在精度上完全符合城鎮(zhèn)地籍二調(diào)的要求。

4 結(jié)語

本文闡述的采用以GPSRTK技術(shù)為主、全站儀技術(shù)為輔的方法來加密城鎮(zhèn)地籍圖根控制點(diǎn)的方法，不僅在精度上符合要求，而且提高了作業(yè)效率，節(jié)省了大量的人力、物力和工期，取得了很好的效果，說明GPSRTK技術(shù)能夠滿足高比例尺城鎮(zhèn)地籍圖根控制測量的要求。

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