基于GPS RTK技術的城鎮(zhèn)地籍測量

張強

（湖南省煤田地質局第一勘探隊 湖南耒陽 421800）

基于GPS RTK技術的城鎮(zhèn)地籍測量

張強

（湖南省煤田地質局第一勘探隊 湖南耒陽 421800）

城鎮(zhèn)地籍測量是一項比較復雜的系統(tǒng)工作，要去測量結果的高精度和高效率，常規(guī)的全站儀、經緯儀等測量方法不僅耗時耗力，而且效益也不高，因此GPS RTK應運而生，因其具有高校和簡單的特點被廣泛的運用在城鎮(zhèn)地籍測量工作中。本文主要闡述了GPS RTK技術的工作原理和優(yōu)勢，被闡述了GPS RTK技術在城鎮(zhèn)地籍測量工作中的運用。

GPS RTK；城鎮(zhèn)；地籍測量；基準站

引言

隨著測量技術的不斷發(fā)展，越來越多的先進技術被運用到城鎮(zhèn)地籍測量工作中。GPS RTK技術與常規(guī)的GPS測量方法比較發(fā)現，靜態(tài)、動態(tài)或者快速靜態(tài)等測量方法都必須在事后進行解算才能獲得厘米級的精度，但是RTK能夠在野外實時得到厘米級的定位精度，極大地提高了各種控制測量外業(yè)作業(yè)效率?；诖?，GPS RTK技術被廣泛的運用在城鎮(zhèn)地籍測量工作中。

1 GPS RTK技術工作原理

RTK測量系統(tǒng)是GPS測量技術與數據傳輸技術構成的組合系統(tǒng)。高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測，RTK定位技術就是基于載波相位觀測的實時動態(tài)定位技術，它能夠實時快速地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準站通過數據鏈將其觀測的星歷數據傳送給流動站。流動站通過數據鏈接收來自基準站的數據，同時采集GPS觀測數據，并在系統(tǒng)內進行實時處理，給出厘米級定位結果，歷時不到1s。流動站可處于靜止狀態(tài)，也可處于運動狀態(tài)，也可在動態(tài)條件下直接開機，并在動態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。載整周末知數解固定后，即可進行每個歷元的實時處理，只要能保持5顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出厘米級定位結果。如圖1為作業(yè)模式的數據鏈示意圖。

圖1 GPS RTK作業(yè)模式的數據鏈示意圖

2 案例分析

2.1 測區(qū)概況

某地區(qū)總面積21km2，有18887人，民族有漢族、彝族等。鎮(zhèn)域地勢北高南低，以低山丘陵地貌為主，海拔245～1380m。測區(qū)全年氣候主要特征為：屬亞熱帶季風氣候，日照充足，溫和多雨，無霜期長，四季分明。冬季北風，夏季南風。常年雨熱同季，雨量集中在春末夏初，伏旱少，秋旱多，一般夏季酷熱持續(xù)時間不長，冬季嚴寒冰凍少見。測區(qū)水陸交通便利。

2.2 圖根控制測量

地籍平面圖根控制可采用動態(tài)（RTK或網絡RTK）全球定位系統(tǒng)或導線測量方法測定。圖根控制測量是為了滿足地籍細部測量和日常地籍管理的需要，在基本控制（首級網和加密控制網）點的基礎上進行加密，其控制成果直接供測圖及測量界址點使用。地籍圖根控制點的精度和密度應滿足界址點坐標測量的精度要求，特別對于城鎮(zhèn)建筑物密集、錯綜復雜、條件差的地區(qū)，應根據地籍細部測量的實際要求，適當增加圖根控制點的密度。

2.3 測量方法及技術要求

測區(qū)地理位置平坦開闊，衛(wèi)星信號強，因此，圖根點采取GPS～RTK定位技術，GPS RTK定位技術是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術，他能夠實時實地獲得測站點在指定坐標系中的三維坐標定位結果，其精度達到厘米級[（1-2）cm±2×10-6D]，完全滿足界址點相對于鄰近圖根點位中誤差及界址線與鄰近地物或鄰近界限的距離中誤差不超過10cm的精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題。在布設中每個圖根點至少與附近兩個圖根點通視，以便圖根點校核和界址點測量。

采用GPS RTK（含網絡RTK）方法布設圖根點時。應保證每一個圖根點至少與一個相鄰圖根點通視。且相鄰兩點之間的邊長不小于100m。為保證GPS RTK（含網絡RTK）測量精度，應進行檢核。其檢核方法有：①每個圖根點均應有兩次獨立的觀測結果，兩次測量結果的平面坐標較差不得大于±3cm、高程的較差不得大于±5cm，在限差內取平均值作為圖根點的平面坐標和高程；②測繪地籍圖和測量界址點坐標時，采用全站儀對相鄰圖根點邊長進行檢查，其檢測邊長的水平距離的相對誤差不大于1/3000。

當信號無法滿足精度要求時，可在開闊的地方布點，然后采用全站儀引測或者布設圖根導線點。

2.4 RTK圖根控制測量

RTK測量衛(wèi)星的狀態(tài)應符合表1規(guī)定。

表1 RTK測量衛(wèi)星狀態(tài)的基本要求

RTK圖根點高程的測定，通過流動站測得大地高減去流動站的高程異常獲得。RTK圖根控制測量的主要技術要求見表2。

表2 RTK圖根控制測量的主要技術要求

RTK圖根點測量平面坐標轉換殘差不應大于圖上±0.07mm。RTK圖根點測量高程擬合殘差應不大于1/12基本等高距。RTK圖根點測量平面測量兩次點位較差不應大于圖上0.1mm，高程測量兩次測量高程較差不應大于1/10基本等高距，各次結果取中數作為最后成果。

3 基于GPS RTK技術的城鎮(zhèn)地籍測量的體會

3.1 GPS RTK技術優(yōu)勢

3.1.1 作業(yè)效率高

在一般的地形地勢下，高質量的RTK設站一次即可測完10km半徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數量和測量儀器的“搬站”次數，僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點坐標，作業(yè)速度快，勞動強度低，節(jié)省了外業(yè)費用，提高了勞動效率。

3.1.2 定位精度高，數據安全可靠，沒有誤差積累

只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內（一般為10km），RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級。

3.1.3 降低了作業(yè)條件要求

RTK技術不要求兩點間滿足光學通視，只要求滿足“電磁波通視”，所以和傳統(tǒng)的測量技術進行比較，RTK技術不需要受到氣候、季節(jié)、通視條件、能見度等因素的影響，在一些地形復雜的地區(qū)，只需要滿足RTK技術的基本工作條件，都能夠比較順利的完成定位作業(yè)。

3.1.4 操作簡便，容易使用，數據處理能力強

只需要在設站過程中通過簡單的設置，就能夠邊走邊獲得測量結果坐標或進行坐標放樣。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強，能方便快捷地與計算機。

3.2 運用GPS RTK技術進行城鎮(zhèn)地籍測量應該注意的問題

（1）運用GPS RTK技術進行城鎮(zhèn)地籍測量要保證進行合理的基準站的設置，并且應該盡量的保證基準站的上空開闊，并且要求基準站周圍大約200m范圍內都不能夠存在強電磁波干擾源，比如高壓輸電線或者是大功率的無線電發(fā)射設施。

（2）在GPS RTK測量工作之前，需要使用隨機軟件做好衛(wèi)星星歷的預報工作，應該選擇衛(wèi)星數量比較多并且PDOP值比較小的時段進行GPS RTK測量作業(yè)。

（3）如果測區(qū)屬于隱蔽地帶并且影響GPS衛(wèi)星信號接收，那么需要借助使用全站儀、測距儀或者經緯儀等，采用五顆或者以上數量的衛(wèi)星，也會因為接收衛(wèi)星信號不好導致難以得到固定解。解析法或者圖解法進行細部測量，否則，即使能夠接收到衛(wèi)星信號那么也難以得到固定解。

4 結語

綜上所述，在城鎮(zhèn)地籍測量工作中運用GPS RTK技術不僅能夠提高測量結果的精度，還能夠提高作業(yè)效率，所以該技術被廣泛的運用在地籍測量工作中。在實際工作中，相關技術人員應該根據實際情況，嚴格按照技術要求對測量作業(yè)進行調整和規(guī)范，從而保證得到最好的地籍測量效果。

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P271

A

1004-7344（2016）14-0159-02

2016-4-28

張強（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事國土地籍測量工作。