探究地籍地形測量工作中GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用

黃明成

（重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計研究院 重慶北部新區(qū) 401122）

探究地籍地形測量工作中GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用

黃明成

（重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計研究院 重慶北部新區(qū) 401122）

GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)近年來發(fā)展迅速，它被應(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域。同樣在地籍地形測量領(lǐng)域該技術(shù)的應(yīng)用前景也非常廣泛。GPS RTK技術(shù)是目前我國地籍地形測量中非常實用的測量技術(shù)。該技術(shù)能夠有效的提升測量精準度，保證測量數(shù)據(jù)準確性科學性。筆者根據(jù)自身大量生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，通過闡述該技術(shù)基本原理及工作流程，深入研究該測量技術(shù)在地籍地形測量工作中的應(yīng)用。希望大家可以交流借鑒。

地籍地形測量；GPS RTK技術(shù)；測量工程

1 引言

當今社會，國民經(jīng)濟快速增長，作為國民經(jīng)濟支柱的建筑行業(yè)規(guī)模日益擴大。如何提升我國建筑工程的質(zhì)量水平，是擺在所有工程人面前的重要課題。一個龐大的工程項目有著紛雜的流程工序，但其中地籍地形測量工作是工程建設(shè)的根基?？梢钥闯龅丶匦螠y量工作在工程中建設(shè)中的重要地位。在過去，工程測量任務(wù)主要依靠經(jīng)緯儀、全站儀等來完成，這種作業(yè)方法工作量極大、耗費人力物力、容易造成誤差累積，不能快速獲取大面積的地籍地形數(shù)據(jù)，難以滿足城市規(guī)劃建設(shè)、土地管理現(xiàn)代化、工程精密數(shù)據(jù)等高標準要求。隨著世界上全球定位系統(tǒng)技術(shù)的迅速發(fā)展，該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，測繪工程中RTK測量技術(shù)日益成熟，GPS RTK測量技術(shù)憑借自身作業(yè)方法靈活、工作效率高、誤差累積少、定位準度高等優(yōu)點，逐漸應(yīng)用到了交通建設(shè)、城市規(guī)劃、大型建筑等地籍地形測量工程中。目前，還沒出臺的比較權(quán)威的、針對GPS RTK測量的作業(yè)技術(shù)規(guī)范，其技術(shù)需要在大量的科研和生產(chǎn)實踐中不斷探索、總結(jié)和完善。

2 GPS RTK技術(shù)工作原理

GPS RTK實時動態(tài)測量技術(shù)，是以載波相位觀測為根據(jù)的實時技術(shù)。它由基準站接收機、數(shù)據(jù)鏈、流動站接收機三部分組成?；鶞收緦崟r的將觀的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準站坐標等用無線電傳送給運動中的流動站，在流動站通過無線電接收基準站發(fā)射的信息。能夠?qū)崟r的提供測站點在指定系統(tǒng)中的厘米級精度的三維定位坐標。載波相位觀測值實時進行差分處理得到基準站和流動站的坐標差；坐標差加上基準站坐標得到流動站每個點的WGS-84坐標，通過載波轉(zhuǎn)換參數(shù)得出每個流動站的每個點的平面坐標和高程。這個過程稱為GPS RTK技術(shù)定位過程。

3 GPS RTK技術(shù)的特點

測量范圍廣、精度高，簡化機密級別，省去聯(lián)測過渡點，可以根據(jù)工程需求布設(shè)控制網(wǎng)范圍；觀測自動化程度高，外業(yè)用電鈕操作，內(nèi)業(yè)用計算機處理數(shù)據(jù)，作業(yè)時間短，效率高；測量成果可得三維地心坐標，方便快捷；全天候作業(yè)，受天氣影響小。在能見度低、難通視的情況下，有些測量作業(yè)根本無法正常進行，而GPS RTK實時動態(tài)測量技術(shù)的出現(xiàn)，科學合理的解決了該問題。

4 GPS RTK技術(shù)在地籍地形測量中的應(yīng)用

4.1 前期準備

4.1.1 地形考察

測量前必須實地考察了解測區(qū)的情況，如點位情況，交通情況，環(huán)境氣象情況等，還要了解衛(wèi)星預(yù)報評估障礙物對GPS RTK技術(shù)可能產(chǎn)生的不利結(jié)果。再根據(jù)測點的衛(wèi)星狀況、測量作業(yè)的要求以及測區(qū)的實際情況確定出具體的作業(yè)方案。選擇科學合理的布網(wǎng)方案和點位選擇。前期地形考察是必不可少的工作任務(wù)。

4.1.2 工具準備

為了保證地籍地形測量工作的順利開展，我們需要認真做好測量前的準備工作。首先準備工具器械，對講機、12V的汽車電瓶、測量儀器等。其次，實際工作中，派幾名相關(guān)的技術(shù)人員在流動站處工作，主要負責收集、分析信息，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息。在地籍地形測量過程中，相關(guān)技術(shù)人員還需要對已知點的位置進行測量，若在收集該已知點的過程受到干擾，那么此時技術(shù)人員需要通過對講機與參考站的工作人員進行溝通協(xié)調(diào)，以解決問題，保證測量信息準確性。

4.1.3 測量要點

進行GPS定位時，接收機天線位置作為不隨時間改變而變化的量，在時間范圍沒有具體界定的情況下，數(shù)臺接收機在不同測站上進行同步靜止觀測。接收機測量出衛(wèi)星所發(fā)送的載波相位、偽距等信號的觀測數(shù)據(jù)，然后將觀測數(shù)據(jù)下載到計算機中進行處理。通過基線處理、網(wǎng)平差、坐標轉(zhuǎn)換和高程轉(zhuǎn)換計算出高精度的定點坐標。

4.2 測量過程

4.2.1 應(yīng)用過程

在實際地籍地形測量中，不同型號RTK會有差異存在，但測量流程基本大同小異。首先，要求有兩個已知定點（測區(qū)在兩點為直徑的圓內(nèi)）實際位置和坐標，然后在測區(qū)某位置按要求準確架設(shè)基準站。首先從上級得到國家已知控制點坐標，然后可以在未知點架設(shè)基站，然后已知控制點測出WGS-84坐標（至少3個）在手薄里跟已知坐標求出參數(shù)，再去一點校正。然后，開機連接，在手簿里建立項目，調(diào)好坐標系（北京54還是西安80）中央經(jīng)線，輸入已知兩點坐標，并在其實際位置測出其相應(yīng)坐標，然后進行點校正，滿足精度要求，方可進行測量，測量結(jié)束后導(dǎo)出數(shù)據(jù)成DAT格式，就能在CASS中使用。

4.2.2 數(shù)據(jù)處理

GPS RTK技術(shù)在地籍地形測量工作中采集的數(shù)據(jù)均由LGO處理軟件來處理，由于LGO是一個自動化很強的數(shù)據(jù)處理軟件，只有當某些點衛(wèi)星不多，又被遮擋過多衛(wèi)星信號而短線的情況出現(xiàn)時，在做網(wǎng)平差，基線處理時要進行必要的干預(yù)。處理該情況時要注意基線的雙差殘差，觀察是哪顆衛(wèi)星何時的數(shù)據(jù)超出了誤差的范圍。若某顆衛(wèi)星某時段的雙差殘差較大，則應(yīng)在該點的衛(wèi)星窗口里排除此顆衛(wèi)星或此顆衛(wèi)星某時段，然后在進行處理，如此反復(fù)，最終達到要求為止。實施GPS RTK技術(shù)地籍地形測量的一個重要前提就是確定坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，眾所周知，GPS測量得到的是WGS-84坐標，而我國采用的是國家坐標和地理坐標，由于二者參數(shù)不相同，必須通過數(shù)學模型進行轉(zhuǎn)換。

5 影響測量的因素及應(yīng)對措施

5.1 基準站坐標

由GPS RTK技術(shù)工作原理我們可以知道，如果基準站的坐標精度不高，流動站得到的數(shù)據(jù)信息就會有較大誤差，同時得到的三維坐標自然會有偏差。因此必須提高基準站坐標的精度，盡可能的避免因為基準站位置精度較差帶來的測量數(shù)據(jù)誤差較大。設(shè)置基準站必須按要求設(shè)置。

5.2 人為因素

所有生產(chǎn)經(jīng)營活動都是由人來完成的。人員的素質(zhì)包括文化素質(zhì)，技能素質(zhì)，身體素質(zhì)等方面的內(nèi)容。人的控制能力與思想態(tài)度直接影響著測量工程質(zhì)量水平，因此，測量人員的專業(yè)素質(zhì)也是影響該技術(shù)能否更好的應(yīng)用于地籍地形測量工作的重要因素。提升測繪人員的專業(yè)技能水平，同時加強監(jiān)督管理工作，杜絕由于人員疏忽紕漏造成的測量數(shù)據(jù)失誤。

5.3 轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度

坐標轉(zhuǎn)換時需要的參數(shù)至少有3個以上的已知點，其精度與側(cè)區(qū)內(nèi)所選的公共點的位置和數(shù)量有密切關(guān)系，同時也與已知點的坐標準確性有重大關(guān)系。

5.4 作業(yè)環(huán)境

GPS信號極易受到無線電波的干擾，因此基準站與流動站的位置選擇必須考慮周圍環(huán)境因素。參考站要盡量遠離大功率無線電塔、變電站、高壓線等無線電波的干擾。

6 結(jié)束語

GPS RTK技術(shù)在地籍地形測量工作中的應(yīng)用是重要的創(chuàng)新舉措，由于其具有明顯的優(yōu)越性而在現(xiàn)代化地籍地形測量工程中得到了廣泛的應(yīng)用。這不僅僅促進了我國測繪行業(yè)的飛速發(fā)展，而且促進了工程行業(yè)整體水平的提升。工程建設(shè)能力的進步不僅是工程企業(yè)的進步，更是一個國家綜合實力的展現(xiàn)。當然，我們的工程建設(shè)行業(yè)面臨起步晚，技術(shù)水平低的現(xiàn)實問題，提升我國工程建設(shè)整體水平的任務(wù)艱巨而光榮，任重而道遠。這需要每一個工程人為之不懈努力，不斷提高技術(shù)水平，爭優(yōu)創(chuàng)優(yōu)，爭先領(lǐng)先。每一位工程人以魯班之匠心投入到工程事業(yè)中來，造福社會，造福人民，為和諧社會建設(shè)增光添彩。

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[4]王金玲，周無極，徐衛(wèi)卓.《地形測量》精品課程建設(shè)實踐[J].長江工程職業(yè)技術(shù)學院學報，2010（01）.

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A

1004-7344（2016）01-0159-02

2015-12-1

黃明成（1986-），男，助理工程師，大學本科，主要從事工程測量工作。