論GPS RTK在地籍測繪中的應(yīng)用

王宇鋼+郭斯嘉

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)已經(jīng)變成目前應(yīng)用最廣發(fā)展最快的技術(shù)之一，GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的測量工作。本文對GPS-RTK測繪技術(shù)的工作原理、測量方法和在地籍測繪中應(yīng)用做了簡單介紹，并分析了在應(yīng)用過程中需要注意的問題。

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

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的出現(xiàn)為測量工作領(lǐng)域帶來了新的變革，在土地測繪方面具體表現(xiàn)為GPS-RTK技術(shù)的出現(xiàn)，這種技術(shù)取代了常規(guī)地籍測繪技術(shù)，為國土資源信息化的普及提供了有力的技術(shù)保障。RTK技術(shù)具有分布靈活、測量準(zhǔn)確、計(jì)算迅速等特點(diǎn)，可以滿足地籍測繪高速和精準(zhǔn)的要求。

1、簡述GPS-RTK技術(shù)

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，RTK是指載波相位差分技術(shù)，GPS-RTK技術(shù)就是將兩者結(jié)合起來，實(shí)時提供流動站的精準(zhǔn)坐標(biāo)，精度達(dá)到厘米級別。

1.1基本工作原理。GPS差分包括位置差分、偽距差分和載波相位差分三種，它們的工作方法都是發(fā)送改正數(shù)到流動站，通過流動站的計(jì)算分析得到準(zhǔn)確的定位結(jié)果。但是由于前兩種差分方法的定位誤差會隨著基準(zhǔn)站和流動站之間空間距離的增加而降低，所以RTK技術(shù)選用載波相位差分法。RTK技術(shù)的工作原理是基準(zhǔn)站對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測采集數(shù)據(jù)，然后將得到的觀測值和坐標(biāo)信息通過分別安置在基準(zhǔn)站和流動站的接收機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，流動站在接收到基準(zhǔn)站的傳輸數(shù)據(jù)和信號后，經(jīng)過實(shí)時差分和平差處理后，根據(jù)基準(zhǔn)站的坐標(biāo)，得到本站坐標(biāo)。這種原理實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是有足夠數(shù)量的衛(wèi)星和良好的幾何分布位置。基準(zhǔn)站要設(shè)在已知點(diǎn)上方便進(jìn)行不間斷的觀測，而且視野必須十分開闊，沒有造成信號干擾的裝置；流動站則要放置在待觀測點(diǎn)上。

1.2測量精度及測量方法。GPS-RTK測繪技術(shù)有兩種方式，分別為“無投影，無轉(zhuǎn)換”法和“鍵入?yún)?shù)”法。“無投影，無轉(zhuǎn)換”法是通過基準(zhǔn)站和流動站接受WGS-84坐標(biāo)，然后根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型將觀測到的已知點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種方法由于會利用到不同的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，所以必須測量一定數(shù)量的點(diǎn)，來提供不同的坐標(biāo)，但是這種方法不需要將基準(zhǔn)站固定放在已知點(diǎn)上；“鍵入?yún)?shù)”法是將通過靜態(tài)觀測得到的WGS-84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)以參數(shù)形式鍵入到手薄中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，或者直接輸入平差求得的轉(zhuǎn)換參數(shù)。這種方法需要注意的是基準(zhǔn)站必須放置在已知點(diǎn)位置上，通過幾次已知點(diǎn)觀測來核驗(yàn)結(jié)果。由于在地籍測繪過程中，各種障礙物對信號接收帶來的影響不可避免，這種情況下GPS-RTK技術(shù)就顯示出了它的優(yōu)越性，在兩種技術(shù)綜合運(yùn)用的結(jié)果下可以保證測繪過程中的精確程度。測量前要對實(shí)際地形進(jìn)行考察，將障礙區(qū)標(biāo)注出來，綜合實(shí)地考察結(jié)果得到完整的地形圖，在進(jìn)行測量時，只要有一個人背著儀器就可以完成測繪數(shù)據(jù)收集工作，在需要測量的地點(diǎn)停留兩秒收集數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)以特征性編碼的形式記錄在電子手簿中，這樣一來，將測量好的地形數(shù)據(jù)用專業(yè)軟件出圖即可，這樣既保證了精度要求還提高了測繪效率。

2、GPS-RTK技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用

地籍測繪是由為了記錄某塊土地界限處地點(diǎn)坐標(biāo)及相關(guān)附屬物位置、面積利用狀況等信息而專門建立的圖紙和數(shù)據(jù)信息組成的表冊。地籍測繪為我國國土資源信息化管理提供了數(shù)據(jù)支持，地籍測繪的內(nèi)容主要有地籍控制測量和地籍碎部測量兩部分，遵循從整體到局部，先控制后碎部的原則。

2.1 RTK技術(shù)在地籍控制測量中的應(yīng)用。地籍控制測量是在原有測量基礎(chǔ)上加密后直接滿足地籍測繪要求，通常利用導(dǎo)線網(wǎng)、圖根三角測量和GPS相對定位網(wǎng)來進(jìn)行測量。但是傳統(tǒng)的這三種方式費(fèi)時費(fèi)力，要求嚴(yán)格，精度也達(dá)不到現(xiàn)在的要求，所以為了改進(jìn)這種方式，人們開始采取GPS靜態(tài)定位測量，避免了各點(diǎn)之間通視造成的誤差，但是這種方法有一個很大的缺陷就是數(shù)據(jù)處理必須在測量之后才能進(jìn)行，如果數(shù)據(jù)不合格，必須在整個測量結(jié)束，分析才可知道，限制了實(shí)時測量和數(shù)據(jù)精度確定的可能性，出現(xiàn)問題就會導(dǎo)致測量重新開始，造成了工作的重復(fù)和浪費(fèi)。如果可以使用RTK技術(shù)，就可以解決不能實(shí)時觀測，不能確定觀測精度的問題，這樣一來大大提高了工作效率，只要遵照規(guī)范要求控制相位點(diǎn)的誤差不超過0.05m即可，所以RTK技術(shù)在地籍圖根控制測量中應(yīng)用十分廣泛。

2.2 RTK技術(shù)在地籍碎部測量中應(yīng)用。碎部點(diǎn)是指那些表達(dá)了地形地貌特征的特殊點(diǎn)，地籍測繪時我們需要把碎部點(diǎn)描繪到圖紙上。這些特征地貌的測繪是地籍測繪的核心，碎部點(diǎn)的測繪將整個地塊的界線、位置形狀等都詳細(xì)的標(biāo)注在地形測繪圖中。在進(jìn)行地籍碎部測量時，RTK技術(shù)應(yīng)用于視野開闊GPS信號接受良好的地段，對于那些地形不平整，房屋建筑密集的地方，用全站儀進(jìn)行測量，而那些隱蔽的部分就采用人員測量的方法，利用測距儀和皮尺等輔助工具以達(dá)到測繪目的。在進(jìn)行碎部測量時，對于土地分界線處的測量只要相關(guān)操作人員帶著測量儀器，在指定測量點(diǎn)輸入位置數(shù)據(jù)代碼即可，將碎部點(diǎn)信息以代碼形式記錄于電子手簿中，這種測繪方法操作簡單，精度高而且大大提高了測量過程中的工作效率，只要最終結(jié)果滿足規(guī)范要求的限值即可。

2.3在測繪過程中需要注意的問題。盡管RTK技術(shù)應(yīng)用于地籍測繪過程中可以在保證測繪精度的同時也提高了工作效率，但是在使用的過程中必須要注意一些問題，比如：第一，RTK基準(zhǔn)點(diǎn)必須放置在測量區(qū)內(nèi)視野開闊、海拔較高的位置，這樣可以保證接收信號的時候不會被周圍的障礙物所影響，也有利于信號的發(fā)送；第二，基準(zhǔn)站在設(shè)立時要注意避開一些具有強(qiáng)電磁波干擾性的物件，譬如高壓輸電線、電視發(fā)射塔、微波塔等大功率無線電發(fā)射器，以確?；鶞?zhǔn)站信號接收發(fā)送工作的正常進(jìn)行；第三，為了避免因距離誤差增大造成的流動站和基準(zhǔn)站之間距離的增大，RTK測量作業(yè)的半徑不應(yīng)超過10km；第四，由于測量的精度受到了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的直接影響，所以在測量過程中要盡量選取高等級控制點(diǎn)，而且這些轉(zhuǎn)換控制點(diǎn)要均勻分布在整個測量區(qū)內(nèi)，在測量工作全過程中要進(jìn)行核驗(yàn)工作，以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

小結(jié)：隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，為了進(jìn)行更高精度的測繪工作與之相應(yīng)的測量技術(shù)也在不斷進(jìn)步，以GPS-RTK技術(shù)為代表我們可以發(fā)現(xiàn)因其高精度高效率的作業(yè)過程，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于實(shí)踐工作中，但是我們在使用這門技術(shù)的同時也要注意它存在的局限性，合理利用才能讓GPS-RTK技術(shù)發(fā)揮更大的作用。endprint