GPS—RTK技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用

摘要：隨著地籍測繪中 GPS RTK 技術(shù)的應(yīng)用范圍也越加廣泛，并根據(jù)人們的需要對各種不同比例尺度的地形圖進(jìn)行測繪。文章對 GPS PTK 的測量精度和方法進(jìn)行分析，探討了 GPS RTK 在地籍測繪中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS RTK 技術(shù);地籍測繪;應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，常規(guī)地籍測繪方法由于作業(yè)強(qiáng)度大、效率低和花費(fèi)長的原因，已無法滿足如今地籍測繪工作的需要。實(shí)時動態(tài)差分法（RTK）技術(shù)作為新型的測量技術(shù)，具有全天候觀測、布點(diǎn)靈活、精度高和計算速度快的優(yōu)點(diǎn)，大大提高了地籍測繪的速度和精度。

一、GPS RTK 測繪技術(shù)的基本原理

RTK 是將 GPS 接收機(jī)架設(shè)在固定基準(zhǔn)站中，進(jìn)行衛(wèi)星的連續(xù)觀測，并將觀測的數(shù)據(jù)利用無線電傳輸設(shè)備實(shí)時發(fā)送給流動站。流動站在接收 GPS 信號時，接收觀測數(shù)據(jù)后根據(jù)相對定位原理進(jìn)行計算，并將三維坐標(biāo)和精度顯示在流動站中。通過 RTK 定位有效的減少或消除了公共誤差，因此，提高了 GPS RTK 在地籍測繪中結(jié)果的精度。RTK 地籍測繪一般是由 2 種基站組成：單個基準(zhǔn)站，也就是固定站;單個或多個流動站，也就是用戶觀測站?；鶞?zhǔn)站主要是架設(shè)在已知點(diǎn)上的不間斷的觀測，此位置位于測區(qū)的中間，要求此位置的視野必須開闊，沒有高樹或是高建筑等的遮擋;在周圍距離高壓線的距離不能低于 50m，并且附近不可以有干擾信號接收的物體，以及 200m內(nèi)不可以強(qiáng)電磁波干擾的發(fā)射源，基準(zhǔn)站可以架設(shè)在符合條件的已知點(diǎn)上進(jìn)行觀測。而流動站的觀測則架設(shè)在待測點(diǎn)，并與基準(zhǔn)站同時接收同一信號?；鶞?zhǔn)站利用無線電傳輸設(shè)備，將基準(zhǔn)站的坐標(biāo)和載波相位測繪值等觀測值發(fā)送給流動站，在接收信息后，流動站進(jìn)行與 GPS 觀測值的實(shí)時差分平差的處理，以得到實(shí)時的三維坐標(biāo)和測繪精度信息。

二、GPS RTK 在地籍測繪中的應(yīng)用

首先，選取和搭建合適的基準(zhǔn)站，以及外業(yè)采集的數(shù)據(jù)。由于 GPS RTK 技術(shù)的關(guān)鍵是對數(shù)據(jù)的傳輸，因此在選取合適的基準(zhǔn)站時要注意選在交通方便和地理位置很高的地方，最好是將基準(zhǔn)站搭建在最頂部，這樣既可以對差分信號進(jìn)行傳播，還可以避免靠近電磁干擾的地方。然后就是電臺的發(fā)射線的高度必須達(dá)到 50 m，在控制發(fā)射線高度的時候要考慮空洞區(qū)，因此，天線的架設(shè)最好是在 GPS 接收機(jī)的北面，這樣可以避免數(shù)據(jù)的丟失和受到多路徑的影響。保證基準(zhǔn)站的周圍沒有障礙物體的干涉，電臺信號不能很遠(yuǎn)。目前采用的 RTK 數(shù)據(jù)鏈發(fā)射機(jī)頻率是在 UHF 頻段，因此，在確定功率后，天線高度的加大確定了發(fā)射的距離，按照以往的經(jīng)驗(yàn)，距離不可以超過 10 km。在調(diào)查地籍情況后，利用 GPS RTK 技術(shù)進(jìn)行地

籍?dāng)?shù)據(jù)的采集。因?yàn)闇y區(qū)被設(shè)置在道路的中心，所以，作業(yè)的進(jìn)行只能采用無投影的方式，搭建基準(zhǔn)站，采用 1+2 的模式和 2 套 GPS RTK 接收機(jī)進(jìn)行流動站的測量。測量時盡量對準(zhǔn)中桿，并畫出草圖，提供內(nèi)部作業(yè)的參考。RTK 出現(xiàn)時不可以立即測量，要等 GPS 穩(wěn)定后才能進(jìn)行測量，避免誤差的產(chǎn)生。其作業(yè)流程為：按照要求選取坐標(biāo)系設(shè)置投影參數(shù)，投影的尺度比是 1，然后在已知的點(diǎn)上采集并進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，求得轉(zhuǎn)換參數(shù)，最后對地籍調(diào)查的碎部點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和測量。

其次，進(jìn)行內(nèi)部作業(yè)和 RTK 定位精度分析。在進(jìn)行外部作業(yè)后，外部所測量的數(shù)據(jù)是利用專門的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行保存的，其它軟件是不能夠直接選用的。如果需要測點(diǎn)的輸入，那么就要把格式轉(zhuǎn)換成用戶需要的格式，然后結(jié)合外部作業(yè)的彩圖，利用SV301 軟件才能完成內(nèi)部作業(yè)，獲取圖形信息，并進(jìn)行制作。在測定的區(qū)域內(nèi)任意選取一區(qū)域，利用全站儀測量技術(shù)測量其坐標(biāo)。測出的結(jié)果與 GPS RTK 的測量結(jié)果進(jìn)行對比，可以看到所測量的結(jié)果之間互差都是厘米級的，因此，GPS RTK 的測量結(jié)果的精確度已經(jīng)達(dá)到厘米級，可以滿足對地籍測繪的精確度要求。

最后，對目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行誤差源 RTK 的測量，發(fā)現(xiàn)GPS RTK 存在著許多特點(diǎn)。誤差的測量有 GPS 的測量誤差與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的誤差。這兩項(xiàng)誤差是 GPS RTK誤差測量的重要部分。相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差而言，它可能擁有投影誤差或是已知點(diǎn)的誤差，但是 RTK 采用控制軟件時抵償投影，因此可以忽略投影誤差，只考慮已知誤差所帶來的影響。在減少誤差的同時，要有 3 個以上的已知平面坐標(biāo)點(diǎn)，且其精確度要是相等的，并分布在所測區(qū)域的周圍。除此以外，還要采用尺度比和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)精確度的評定。將 RTK 與靜態(tài)或是快速靜態(tài)的 GPS 和常規(guī)方式相比，RTK 雖然沒有足夠的檢核條件，但是在地籍測繪中卻是可以被運(yùn)用的，不管是定位，還是精確度的確認(rèn)，作業(yè)效率都是非常高的。而且GPS RTK 還有建網(wǎng)快和測量精度高的特點(diǎn)。它可以進(jìn)行全天候的作業(yè)，不管是遇上下雨還是刮風(fēng)等惡劣的氣候，它都可以進(jìn)行測點(diǎn)的觀測，它的工作是以小時來計算的。因此，基準(zhǔn)站的選擇、差分定位精度的確認(rèn)、GPS RTK 進(jìn)行控制測量，以及不勉強(qiáng)的進(jìn)行作業(yè)等都是 GPS RTK 在地籍測繪中需要重視的地方。在地籍測繪日后的發(fā)展中，GPS RTK 技術(shù)所擁有的優(yōu)勢，可以成為地籍測繪的一種主導(dǎo)技術(shù)。不管是在城市的街道上，還是有阻礙物體密集的地方和選測點(diǎn)困難的地方，對測量方式進(jìn)行加密選擇傳統(tǒng)的方式，還是非常合理與實(shí)際的。最好是將兩者相結(jié)合使用，那樣測量技術(shù)才會得到進(jìn)步。

三、G PS-RTK的優(yōu)化

1、地籍測繪中GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

在將GPS技術(shù)應(yīng)用到地籍的觀測工作時，雖然其布網(wǎng)的方式比較靈活多變，在速度和精度上都具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，但在地籍控制網(wǎng)的設(shè)計中還是會有些問題存在。由于其自身在觀測向量對于潭視的條件限制不受影響，這樣的條件就為GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計帶來相應(yīng)的便利。在進(jìn)行測繪工作時GPS控制網(wǎng)產(chǎn)生的誤差主要由粗差、模型誤差、系統(tǒng)誤差等情況的出現(xiàn)而導(dǎo)致。在GPS控制網(wǎng)模型誤差的負(fù)面影響評判工作的識別和危害的的控制中主要依賴于GPS控制網(wǎng)的精度、可靠性來實(shí)現(xiàn)。由此可見在開展GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計時就需要將控制網(wǎng)的儀器標(biāo)稱精度、規(guī)程精度、控制網(wǎng)額可靠性等考慮在內(nèi)，常用的控制網(wǎng)優(yōu)化方式可以利用機(jī)助模擬方法對觀測量進(jìn)行增減工作來開展，或者是對GPS控制網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)的增減來進(jìn)行優(yōu)化。

2、地籍測繪中GPS控制網(wǎng)點(diǎn)的密度、精度優(yōu)化

在地籍的測量工作中，其主要是對所需要測繪的范圍開展全區(qū)的測量工作，在整個測繪工作中被測繪數(shù)據(jù)的計算和圖件繪制當(dāng)做基礎(chǔ)程序來開展。而在地籍測繪工作中，進(jìn)行GPS控制網(wǎng)點(diǎn)的密度和精度優(yōu)化設(shè)計是為能夠和相關(guān)的土地權(quán)屬提供可靠的依據(jù)，便能夠?yàn)榻缰伏c(diǎn)的分屬工作提供準(zhǔn)確的定位。在地籍測量工作中，GPS控制網(wǎng)在加密網(wǎng)和基本網(wǎng)的分類上可以根據(jù)相關(guān)的測繪范圍來進(jìn)行。加密網(wǎng)點(diǎn)的密度排布大小通常為5〝級導(dǎo)線、小三角網(wǎng);而基本網(wǎng)在地籍的測繪工作中主要是被征用來進(jìn)行測繪范圍較大的地區(qū)，控制網(wǎng)點(diǎn)的排布密度通常根據(jù)城市三、四等邊長的規(guī)格來開展。在城市的規(guī)劃建設(shè)中，如果只針對于中小城市的而言，城市的建設(shè)往往是站在近期需要和長遠(yuǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，因此在控制網(wǎng)點(diǎn)的選擇上可以應(yīng)用5〝級導(dǎo)線或者是小三角網(wǎng)或者是四等網(wǎng)。在城鎮(zhèn)地區(qū)的地籍測繪工作中界址點(diǎn)的密度相對較大，因此為滿足控制網(wǎng)點(diǎn)所具有的定點(diǎn)位置的精度程度，其密度就應(yīng)該被增大到測定界址點(diǎn)的數(shù)值上，如果條件需要，還可以在G PS控制網(wǎng)的下面再增設(shè)一根一級的圖根導(dǎo)線進(jìn)行加密工作，由此就可以從圖根點(diǎn)直接進(jìn)行界址點(diǎn)的測定工作。由于GPS控制網(wǎng)的邊長相對于傳統(tǒng)控制網(wǎng)點(diǎn)的邊長的變動幅度較大，在長短邊長的結(jié)合下，更具有相當(dāng)?shù)撵`活性。因此在進(jìn)行控制網(wǎng)點(diǎn)的排布工作時就需要進(jìn)行分期的排布工作，此外還能夠開展一次性的混合進(jìn)行控制網(wǎng)點(diǎn)的排布直至達(dá)到相應(yīng)密度的需求。

結(jié)語

伴隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)的發(fā)展也會不斷深入，在地籍測繪工作中的應(yīng)用也會更加廣泛，為保證GPS技術(shù)在地籍測繪工作中能夠擁有更為廣大的空間，在面對實(shí)際的測繪工作時就需要做針對性的調(diào)整，以此來保證其測繪工作的順利進(jìn)行。

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