應(yīng)用RTK的北京城市房產(chǎn)控制測(cè)量技術(shù)探討

王連松 宗愛華

摘? 要：房產(chǎn)圖控制測(cè)量是城市房產(chǎn)圖基礎(chǔ)測(cè)量的工作之一。傳統(tǒng)的方法一般采用導(dǎo)線測(cè)量，隨著全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）的飛速發(fā)展，它以高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)，迅速在城市控制測(cè)量中已被廣泛采用。本文以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)在城市房產(chǎn)圖控制測(cè)量中的應(yīng)用為研究對(duì)象，詳細(xì)分析了RTK城市房產(chǎn)圖控制測(cè)量的步驟，流程和方法。結(jié)果表明，用RTK技術(shù)進(jìn)行城市控制測(cè)量操作靈活、簡(jiǎn)單，同時(shí)減少了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)后處理工作，大大提高了工作效率，徹底改變了城市控制測(cè)量的作業(yè)模式。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)? 城市控制測(cè)量? GPS? 工程案例

Abstract： The control survey of real estate map is one of the basic surveying works of urban real estate map. With the rapid development of global positioning technology （GPS）， it has been widely used in urban control survey with the advantages of high efficiency and high precision. This paper takes the application of real-time dynamic technology in the control survey of urban real estate map as the research object， and analyzes the steps， processes and methods of RTK urban real estate map control measurement in detail. The results show that RTK technology is flexible and simple for urban control survey. At the same time， it reduces a lot of post-processing work of observation data， greatly improves the work efficiency and completely changes the operation mode of urban control survey.

Key Words： Real time dynamic technology; Urban control survey; GPS; Engineering case

房產(chǎn)圖控制測(cè)量是城市房產(chǎn)圖測(cè)量的基礎(chǔ)性工作。傳統(tǒng)的方法一般采用導(dǎo)線測(cè)量，隨著全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）的飛速發(fā)展，它以高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)，迅速在城市控制測(cè)量中已被廣泛采用。目前GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK測(cè)量模式），更是以實(shí)時(shí)、快速、操作簡(jiǎn)單而越來(lái)越受到城市測(cè)繪單位的青睞。

我們采用Topcon Riper雙頻GPS接收機(jī)，運(yùn)用RTK模式完成了多個(gè)控制測(cè)量項(xiàng)目，取得了良好的效果。本文主要結(jié)合工程實(shí)踐，就RTK技術(shù)在城市控制測(cè)量中的運(yùn)用談點(diǎn)體會(huì)。

1? GPS房產(chǎn)平面控制網(wǎng)的布設(shè)

房產(chǎn)平面控制網(wǎng)一般在國(guó)家或城市一、二、三、四等控制網(wǎng)下，加密一、二、三級(jí)房產(chǎn)控制點(diǎn)。當(dāng)測(cè)區(qū)內(nèi)沒(méi)有高級(jí)控制網(wǎng)或原有控制網(wǎng)精度不符合房產(chǎn)測(cè)量精度要求時(shí)，需新布設(shè)相應(yīng)等級(jí)的控制網(wǎng)或?qū)υ械睦暇W(wǎng)進(jìn)行全面改造。

在原有控制網(wǎng)基礎(chǔ)上加密的GPS網(wǎng)，盡量和本區(qū)域的高等級(jí)控制點(diǎn)重合，以便較好地把新網(wǎng)同老網(wǎng)匹配好，避免控制點(diǎn)誤差的傳遞。對(duì)于全面布設(shè)的GPS網(wǎng)，宜采用三角形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)或它們的混合網(wǎng)，以保證網(wǎng)的精度和可靠性。并考慮聯(lián)測(cè)一定數(shù)量的高等級(jí)控制點(diǎn)，使GPS定位成果能轉(zhuǎn)換到國(guó)家或地方坐標(biāo)系中。此外，在受環(huán)境影響，選點(diǎn)困難的地方，可考慮用GPS和常規(guī)大地測(cè)量方法相結(jié)合，布設(shè)控制網(wǎng)，既能滿足精度要求，又能保證作業(yè)效率。

2? GPS房產(chǎn)平面控制測(cè)量作業(yè)模式

目前房產(chǎn)平面控制測(cè)量主要采用經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位、動(dòng)態(tài)相對(duì)定位和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量等方法，實(shí)際工作中，可根據(jù)作業(yè)特點(diǎn)、要求以及設(shè)備條件來(lái)選用。

2.1 動(dòng)態(tài)定位

動(dòng)態(tài)定位主要應(yīng)用于精密測(cè)定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的軌跡、測(cè)定道路中心線、剖面測(cè)量等（見圖1）。其要建立1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤衛(wèi)星;流動(dòng)接收機(jī)先在出發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測(cè)數(shù)分鐘，然后從出發(fā)點(diǎn)開始連續(xù)運(yùn)動(dòng)，按指定的時(shí)間間隔自動(dòng)測(cè)定運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置。測(cè)得流動(dòng)站相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的瞬時(shí)點(diǎn)位精度1～2cm。該方法要求同步觀測(cè)5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤;流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距不超過(guò)20km。

2.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量

GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（Real-Time Kinematic）簡(jiǎn)稱RTK，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)值的差分方法。其基本配置如圖2所示，具體作業(yè)方法是設(shè)置GPS基準(zhǔn)站一臺(tái)，并將一些必要的數(shù)據(jù)，如坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)、預(yù)設(shè)精度指標(biāo)、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等輸人GPS手簿，一臺(tái)或多臺(tái)GPS流動(dòng)站在若干個(gè)待測(cè)點(diǎn)上設(shè)站;基準(zhǔn)站與流動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào);同時(shí)基準(zhǔn)站通過(guò)電臺(tái)將其觀測(cè)值和設(shè)站信息一起傳送給流動(dòng)站;流動(dòng)站將接收到的來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)及GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

3? 工程案例

3.1 工程概況

測(cè)區(qū)位于北京市順義區(qū)某開發(fā)區(qū)，控制網(wǎng)布設(shè)面積約8km2，設(shè)計(jì)點(diǎn)位27座，起算點(diǎn)采用位于測(cè)區(qū)南側(cè)、東側(cè)約0.8km的J市四等平面控制點(diǎn)各一座，測(cè)區(qū)北側(cè)、西側(cè)邊緣四等平面控制點(diǎn)各一座。

3.2 RTK GPS測(cè)量

為了保證測(cè)量成果的精度及可靠性，我們?cè)跍y(cè)區(qū)北側(cè)及東側(cè)的起算點(diǎn)分別設(shè)置基準(zhǔn)站，分別采集起算點(diǎn)空間坐標(biāo)解算坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù);并分別測(cè)量待測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)，然后取兩次測(cè)量的平均值作為最終成果;兩次測(cè)量結(jié)果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計(jì)見表1。

根據(jù)上述兩次測(cè)量坐差值的統(tǒng)計(jì)，可算得兩次測(cè)量平均值的點(diǎn)位中誤差為±1.25cm。

3.3 RTK成果的外部檢驗(yàn)

（1）相鄰點(diǎn)間邊長(zhǎng)檢測(cè)。

檢測(cè)采用TOPCONG TS602全站儀，以兩次測(cè)量平均值作為實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)值，共檢測(cè)通視邊17條;實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)與RTK測(cè)量成果坐標(biāo)反算所得邊長(zhǎng)的差值統(tǒng)計(jì)見表2。

根據(jù)上述邊長(zhǎng)差值統(tǒng)計(jì)，可算得相鄰點(diǎn)間邊長(zhǎng)中誤差為1.08cm。

（2）采用導(dǎo)線測(cè)量方式的坐標(biāo)檢驗(yàn)。

在測(cè)區(qū)南測(cè)選擇待測(cè)點(diǎn)6座，按一級(jí)導(dǎo)線測(cè)量方式觀測(cè)，起算點(diǎn)為以上述J市四等平控制點(diǎn)為起算的按GPS靜態(tài)方式觀測(cè)的城市一級(jí)控制點(diǎn);其測(cè)量結(jié)果與上述RTK測(cè)量成果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計(jì)見表3。

根據(jù)上述坐標(biāo)差值的統(tǒng)計(jì)，估算RTK測(cè)量成果的點(diǎn)位中誤差為±1.22cm。

4? 工程案例二

我單位2019年6月在北京市順義區(qū)約24km2區(qū)域布設(shè)城市平面控制點(diǎn)43座，采用該區(qū)域內(nèi)分布較均勻的原有GPS四等平面控制點(diǎn)5座為起算點(diǎn)，同樣采用上述雙基準(zhǔn)站方式觀測(cè)，其中一次利用原GPS網(wǎng)測(cè)量時(shí)得到的WGS-84坐標(biāo)建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

根據(jù)兩次測(cè)量坐標(biāo)差統(tǒng)計(jì)，X坐標(biāo)兩次測(cè)量最大差值為2.8cm，Y坐標(biāo)兩次測(cè)量最大差值為3.3cm，兩次測(cè)量平均值的點(diǎn)位中誤差為±1.48cm。

本工程中，我們同樣采用TOPCONG TS602全站儀進(jìn)行邊長(zhǎng)檢測(cè)，共檢測(cè)邊長(zhǎng)11條。根據(jù)邊長(zhǎng)差值統(tǒng)計(jì)，估算得相鄰點(diǎn)間邊長(zhǎng)中誤差為±1.13cm。

根據(jù)對(duì)上述工程數(shù)據(jù)的分析，可知采用本文所述的雙基準(zhǔn)站觀測(cè)方式，取兩次測(cè)量平均值的作為最終成果，RTK測(cè)量模式完全可替代全站儀導(dǎo)線測(cè)量應(yīng)用于城市一、二級(jí)控制測(cè)量。

5? 結(jié)語(yǔ)

利用RTK技術(shù)進(jìn)行城市控制測(cè)量操作靈活、簡(jiǎn)單，同時(shí)減少了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)后處理工作，大大提高了工作效率，徹底改變了城市控制測(cè)量的作業(yè)模式;但在實(shí)際工作中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)這一技術(shù)的特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)測(cè)量模式的區(qū)別，設(shè)法提高測(cè)量成果的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓興輝.GNSS-RTK技術(shù)在土地確權(quán)測(cè)量中的應(yīng)用研究[D].天津：天津大學(xué)，2018.

[2] 劉煉軍.無(wú)人機(jī)的AHRS與RTK GPS數(shù)據(jù)融合算法研究及軟硬件設(shè)計(jì)[D].福州：福州大學(xué)，2018.

[3] 王國(guó)現(xiàn).城市GNSS RTK技術(shù)在道路縱橫斷面測(cè)量中的應(yīng)用[J].安徽建筑，2020，27（1）：212-213.

[4] 甄龍，付江缺，歐陽(yáng)亞，等.GNSS-RTK與數(shù)字測(cè)深集成系統(tǒng)在電力工程水下地形測(cè)量中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2019，42（12）：133-135.

[5] 李文超.探析水利測(cè)繪中的GPS RTK技術(shù)[J].低碳世界，2019，9（12）：120-121.

[6] 任建英.露天礦山工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].世界有色金屬，2019（19）：25-26.