試論GPS—RTK測(cè)量技術(shù)在地形圖中的要點(diǎn)應(yīng)用

【摘要】GPS-RTK測(cè)量技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的一種.GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)由于其具備精度高、測(cè)繪效率高的特點(diǎn)，可以很好地滿足工程測(cè)繪中對(duì)測(cè)繪效率和測(cè)繪精度的嚴(yán)格要求.在地形圖測(cè)量中使用比較普遍。文章圍繞GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在地形圖測(cè)量中的內(nèi)容進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】GPS-RTK；測(cè)量；地形圖；應(yīng)用

1、GPS-RTK技術(shù)在地形圖測(cè)量中的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

相比于常見(jiàn)的測(cè)量?jī)x器，GPS-RTK技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠準(zhǔn)確定位，測(cè)量的時(shí)間短、準(zhǔn)確性高，不需要通視，能夠?qū)Υ竺娣e進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)全天的、動(dòng)態(tài)化測(cè)量，避免人為測(cè)量的誤差。尤其是一些比較復(fù)雜的地形地區(qū)，與其他的采集數(shù)據(jù)方法相結(jié)合更具有明顯優(yōu)勢(shì)。

1.1測(cè)量速度快，工作效率高

在地形測(cè)量時(shí)使用GPS-RTK技術(shù)，在測(cè)量區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了基本控制的建立之后，需要保證控制點(diǎn)之間的距離在4千米左右就可以，通常情況下是不需要對(duì)圖根控制點(diǎn)加密的。如果控制點(diǎn)的加密效果無(wú)法達(dá)到技術(shù)要求，就需要在測(cè)量地形的過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行加密處理。直接使用RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)碎步測(cè)量，只需要一個(gè)工作人員背著儀器在需要測(cè)量的地形碎部點(diǎn)停留一到二秒鐘，將特征編碼輸入其中，利用手簿隨時(shí)了解點(diǎn)位精度，測(cè)量完畢后，利用專業(yè)化的軟件接口將地形圖輸出，這種技術(shù)方法只需要一個(gè)人就可以完成，能夠使工作效率得到大幅度提升。

1.2有良好的經(jīng)濟(jì)效益

在地形圖測(cè)量中使用GPS RTK技術(shù)，其測(cè)量的速度比較快，能夠科學(xué)的定位，對(duì)于一般的地形情況，地物點(diǎn)只需要5S就能夠獲得比較準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)，每天一個(gè)流動(dòng)站能夠收集到250-800多個(gè)數(shù)據(jù)。如果使用傳統(tǒng)的方法要想測(cè)繪完地形圖一般需要花費(fèi)十幾到幾十個(gè)小時(shí)，而使用GPS-RTK技術(shù)只需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)就能夠完成。利用GPS-RTK技術(shù)能夠使得測(cè)量地形圖的工作強(qiáng)度得到減小，提高工作效率，并且工作的開(kāi)展不會(huì)過(guò)多受到天氣因素的影響，能夠24小時(shí)作業(yè)，利用數(shù)字化的方法，使得地形圖成圖的時(shí)間縮短，能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益。

2、GPS-RTK技術(shù)在地形圖測(cè)量中的技術(shù)要點(diǎn)分析

為了提高RTK測(cè)量過(guò)程中的準(zhǔn)確性以及真實(shí)性，需要對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，防止作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)盲點(diǎn)。有研究顯示，利用RTK對(duì)整周模糊度進(jìn)行確定，其準(zhǔn)確性能夠達(dá)到95%，相比于靜態(tài)的GPSRTK的誤差因素還比較多，這種RTK測(cè)量方法更容易出現(xiàn)問(wèn)題，因此需要做好質(zhì)量管理控制工作，通常會(huì)使用到以下兩種方法。

首先是對(duì)利用RTK測(cè)量出的已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)比檢核，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需要立即采取措施進(jìn)行糾正。其次是重測(cè)比較，初始化完畢后，需要對(duì)已經(jīng)測(cè)量過(guò)的RTK點(diǎn)進(jìn)行重新測(cè)量，保證其準(zhǔn)確后在進(jìn)行RTK測(cè)量。最為可靠地方法其實(shí)是第一種方法，已知點(diǎn)檢核比較法，但是由于控制點(diǎn)的數(shù)量是一定的，對(duì)于沒(méi)有控制點(diǎn)的位置需要通過(guò)重測(cè)的方法對(duì)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)已知點(diǎn)檢核完畢后，達(dá)到要求再進(jìn)行作業(yè)。

測(cè)量過(guò)程中，其使用的方法與步驟需要結(jié)合地形測(cè)量技術(shù)的需要進(jìn)行確定，從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)需要選擇合適的時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)，防止由于衛(wèi)星信號(hào)弱而導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。

3、GPS-RTK技術(shù)在地形圖測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用分析

本次研究以河北省的某地形圖測(cè)量為對(duì)象，對(duì)GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1測(cè)量區(qū)域概況

本次測(cè)量主要是整個(gè)村莊的地形圖進(jìn)行測(cè)量，測(cè)區(qū)的面積為1.3平方公里，比例尺為1：500。由于規(guī)定的測(cè)量時(shí)間比較短，為了提高工程效率，需要在測(cè)量區(qū)域的首級(jí)控制之后，利用全站儀和RTK技術(shù)對(duì)地形進(jìn)行測(cè)量。

3.2戶外測(cè)量

將全站儀與GPS-RTK技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的地形圖測(cè)量，通過(guò)GPS RTK技術(shù)能夠?qū)D根點(diǎn)以及碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

3.2.1控制點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量

在對(duì)碎部點(diǎn)測(cè)量之前，先要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的布設(shè)與測(cè)量，—自2情況下，需要先將控制網(wǎng)布設(shè)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)，控制網(wǎng)通常是對(duì)國(guó)家高等級(jí)的控制網(wǎng)進(jìn)行加密而形成的次級(jí)控制網(wǎng)，結(jié)合加密控制網(wǎng)進(jìn)行圖根控制點(diǎn)的布設(shè)。本次研究使用的RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量，因而不需要布設(shè)常規(guī)的測(cè)量控制網(wǎng)，只需要布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)和圖根控制點(diǎn)就可以，在布設(shè)的過(guò)程中也需要注意一些問(wèn)題。

首先控制點(diǎn)的位置應(yīng)選擇在地勢(shì)高、通視條件好，并且交通便利的地區(qū)，使得衛(wèi)星信號(hào)能夠接收與發(fā)射。最好是距離電磁波干擾比較遠(yuǎn)的位置，使得數(shù)據(jù)傳輸能夠更加可靠，同時(shí)與大面積水域保持一定的距離，避免出現(xiàn)強(qiáng)反射物體，造成多路徑效應(yīng)影響。

其次，應(yīng)保證控制點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)合理，RTK電臺(tái)發(fā)射出的信號(hào)一般覆蓋的范圍是5-20千米，因此基站做好在測(cè)量區(qū)域的中間位置，并保證地勢(shì)比較高。如果測(cè)量地區(qū)的地形有比較大的起伏，就需要結(jié)合實(shí)際情況增加控制點(diǎn)數(shù)。

總而言之，在本次測(cè)量區(qū)域中，需要在公路兩側(cè)和田塊中間的小路上設(shè)置控制點(diǎn)，房屋密度比較大的地方，將控制點(diǎn)設(shè)置在比較高的房屋頂部。利用RTK技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量獲得控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)，高程控制測(cè)量就需要根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)四等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)對(duì)一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

3.2.2測(cè)量碎部點(diǎn)

首先是利用全站儀對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。全站儀測(cè)量小組中，需要保證人員數(shù)量，觀測(cè)員一名，繪圖員一名，跑尺員一到二名。將全站儀架設(shè)在測(cè)站點(diǎn)上，定向之后，對(duì)碎部點(diǎn)上的棱鏡進(jìn)行觀測(cè)，明確方向、距離以及天頂距的數(shù)值，并將其記錄下來(lái)。屋外采集數(shù)據(jù)的程序有兩種，一是對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)候，需要繪制工作的草圖，從而保證成圖的質(zhì)量。草圖上需要標(biāo)明地形名稱、碎部點(diǎn)之間的連接關(guān)系，通過(guò)計(jì)算機(jī)的繪圖軟件顯示出碎部點(diǎn)，結(jié)合草圖，通過(guò)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)碎部點(diǎn)的準(zhǔn)確連接，將圖形的信息碼輸入其中，最后生成圖形。二是通過(guò)清華山維測(cè)繪軟件，結(jié)合實(shí)際地形，繪圖員在現(xiàn)場(chǎng)成圖。

其次是利用RTK技術(shù)對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于地形上部比較開(kāi)闊的地區(qū)，可以利用RTK作業(yè)模式進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的速度要更快，使用RTK技術(shù)對(duì)碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集時(shí)，需要先將流動(dòng)站開(kāi)啟，進(jìn)行測(cè)量，定點(diǎn)校正之后，RTK接收機(jī)就可以隨時(shí)獲得三維坐標(biāo)的地形點(diǎn)，并將地物點(diǎn)的特征編碼進(jìn)行輸入，對(duì)草圖進(jìn)行編制，為修圖提供依據(jù)，提高編碼輸入的準(zhǔn)確性。

3.3開(kāi)展實(shí)地檢查，提高精準(zhǔn)度

作業(yè)完畢后，需要開(kāi)展實(shí)地檢查工作，檢查點(diǎn)位精度，對(duì)測(cè)量出的數(shù)據(jù)與已知點(diǎn)的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，保證誤差不超過(guò)圖上0.1mm。檢查地形以及地物，補(bǔ)測(cè)遺漏的地物，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并更改。依據(jù)地形圖測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，保證圖根點(diǎn)與最近控制點(diǎn)之間的平面位置誤差小于圖上0.1mm。碎部點(diǎn)與最近圖根點(diǎn)之間的平面位置誤差小于圖上0.6mm。

結(jié)語(yǔ)：

當(dāng)前GPS-RTK技術(shù)使得測(cè)繪工作實(shí)現(xiàn)了良好的發(fā)展，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的測(cè)量方法，具有速度快、準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢(shì)，很大程度上提高的測(cè)繪工作的效率。隨著GPS-RTK技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用，會(huì)迎來(lái)更好的發(fā)展前景。