GPS—RTK技術(shù)在地形測量中的應用探討

雷小鵬

摘 要：隨著信息科學技術(shù)的日益進步，GPS測量技術(shù)在某些工程中大有取代傳統(tǒng)測量的趨勢，在我們生產(chǎn)生活中的應用越來越廣泛。近年間由于儀器設(shè)備技術(shù)的提高，大多儀器可以同時接收除GPS衛(wèi)星之外的俄羅斯Glonass以及我國北斗導航系統(tǒng)，使得原來難獲固定解的隱蔽位置可以使用RTK實施測量工作。使其在地形測量中極大提高了測量的準確率和效率。本文對GPS-RTK技術(shù)在地形測量中的應用進行了研究和探討，以此為地形測量工作提供參考。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；地形測量；應用

引 言

GPS-RTK技術(shù)在現(xiàn)代地形測量中的應用十分廣泛[1]。在地形測量工作中充分運用GPS-RTK的優(yōu)勢，可以快速完成地形的信息采集和圖形測繪等，例如高程屬性、位置屬性等，由于其在實測過程中添加代碼方便，所以在后期繪制地形圖中極大的提高了工作效率。本文對GPS-RTK技術(shù)在地形測量中的應用進行了研究和探討。

1 GPS-RTK技術(shù)概述

GPS-RTK技術(shù)是以載波相位觀測量為依據(jù)的實時差分測量技術(shù)。作為GPS中的重要技術(shù)之一，RTK可以說是測量技術(shù)發(fā)展過程中一個重要標志。其主要由基準站，流動站、數(shù)據(jù)鏈組成?；鶞收旧习仓玫慕邮諜C，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備（也稱數(shù)據(jù)鏈），實時地發(fā)送給流動站；在流動站上，GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設(shè)備，接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位原理，實時地解算并顯示用戶站的三維坐標及其精度，其定位精度可達1～2cm。這就是GPS-RTK技術(shù)的定位過程。

2 GPS-RTK在地形測繪中的應用

地形測量工作中控制點的測量一般使用靜態(tài)的方法，因可靠性等技術(shù)原因，目前工程施工時一般在靜態(tài)控制測量階段只有美國GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)參與解算，而在RTK碎部測量過程中，在儀器可以滿足的條件下建議加入俄羅斯的Glonass以及我國的北斗導航系統(tǒng)，這樣會使得在原來樹林、墻角等隱秘位置可獲得RTK固定解。使得測量效率得到大大的提高。

在實際應用時GPS-RTK只需要將基準站點設(shè)置在需要測量的區(qū)域，不用在所有測量區(qū)域布設(shè)基準控制點，然后完成地形坐標、代碼屬性錄入等測量工作，結(jié)束野外測繪后便可在室內(nèi)輕松的使用繪圖軟件完成數(shù)字地形圖編輯繪制工作。GPS-RTK在地形測繪應用中的具體過程如下：

（1）測量前準備。工作人員首先應該全面、詳細地了解測量區(qū)域的情況，通過現(xiàn)場勘查收集需要的測量資料等，然后根據(jù)需要制定初步的基準點布控方案，檢驗各種儀器設(shè)備是否正常，如電池、儀器內(nèi)存容量等。

（2）架設(shè)基準站。選擇基準點應該注意周圍交通是否便利，一般選擇設(shè)備安裝和操作較為便利的地方，并且方便日后保存。選擇基準點時如果遇到大片植物區(qū)，在確實無法避開的情況下應該清除這些植物。同時基準點應該避開面積較大的水域或者高大的建筑。在基準點的一定范圍內(nèi)必須沒有高壓輸電線路，并且避開無線電發(fā)射裝置或設(shè)備。設(shè)置基準點之間的距離時，應該綜合GPS覆蓋面積以及電臺的發(fā)射功率等因素，在測量區(qū)域內(nèi)盡量選擇海拔較高的地方，以此提高GPS數(shù)據(jù)通訊的有效性，也可以減少基準點的數(shù)量。確定基準點后，工作人員可以根據(jù)測量區(qū)域?qū)鶞庶c的需求進行埋石操作。在進行基準站外業(yè)測量時應該嚴格按照儀器規(guī)范操作，測量出數(shù)據(jù)后根據(jù)實際需要選擇相應的軟件，然后通過軟件對數(shù)據(jù)進行處理，不同基準站的坐標也需要同時進行計算，以此得出準確的坐標信息。在測量工作中工作人員應該掌握基準站點坐標的準確值以及儀器的高度，然后將這些信息輸入基準站中，通過分析確定發(fā)射差分的確切值。測量過程中應該保障選擇波特率的準確性，避免設(shè)置基準站時出現(xiàn)偏差。完成以上工作后需在工作區(qū)域附近用流動站采集3～4個已知控制點坐標值，利用RTK手簿解算出當?shù)刈鴺宿D(zhuǎn)換參數(shù)，求出殘差，查看是否滿足測圖要求，確保殘差合格方可進行碎部點的采集。

（3）碎部測量和RTK數(shù)據(jù)下載。在基準站架設(shè)完成后，地形測量外業(yè)測繪最少只需要一名工作人員便可完成，在需要測量的地貌特征點或者地物上，該工作人員只需要輕點儀器，便可將測量點的地貌特征錄入儀器中，計算機中就可以得到相應的數(shù)據(jù)。在實際應用過程中，傳統(tǒng)的測量方法必須有很高的點通視狀況，這也增加了測圖的操作難度，而GPS-RTK技術(shù)在地形測量中的應用讓這一問題得以解決。運用該技術(shù)不僅提高了測量精度和均勻度，也簡化了測繪程序。碎步測量可以通過在地物特征點上放置流動裝置開展，一般測量碎步的時間控制為5s以內(nèi)，采點密度應該滿足相關(guān)規(guī)范。外業(yè)測量時根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場繪制出必要的草圖，或者在手簿中添加代碼等方式對必要的地物點進行標注，避免日后遺忘。完成后各項外業(yè)數(shù)據(jù)采集后應該及時轉(zhuǎn)化為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)，RTK坐標數(shù)據(jù)應該與展點數(shù)據(jù)保持一致。

（4）地形圖的繪制。完成上述操作后便可繪制地形圖，工作人員根據(jù)測量數(shù)據(jù)和業(yè)外作業(yè)草圖使用相關(guān)繪圖軟件繪制出相應的數(shù)字地形圖，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范對圖形進行符號化處理和美化處理，便基本完成了地形測量工作的繪制過程。

3 結(jié) 語

在加入俄羅斯Glonass以及我國北斗導航系統(tǒng)的多星RTK技術(shù)在地形測繪中的應用滿足了大多數(shù)的地形測繪需求，也極大提高了測量的準確率和效率。在實際測繪過程中工作人員也需要注意相關(guān)問題，尤其是隱蔽區(qū)域難獲固定解時需注意PDOP值，確保所獲解為固定解，并查看PDOP值是否滿足測圖的精度要求，以此有效保障地形測量數(shù)據(jù)采集的可靠性。通過該項技術(shù)不僅可以減少人力和物力，也讓傳統(tǒng)測量工作中的通視問題得以避免，在地形變化較大的山區(qū)使用這項技術(shù)優(yōu)勢更為顯著，不僅極大提高了工作效率，也增加了地形測量方法的多樣性。

參考文獻

[1]安凱勝.GPS RTK技術(shù)在地形測量中的應用[J].淮海工學院學報（自然科學版），2011（21）.

[2]王艷榮，薛麗芳，高明娟.GPS RTK與全站儀在地形圖測繪中的聯(lián)合應用[J].山東煤炭科技，2010（06）.

[3]支衛(wèi)斌，郭恒茂.RTK技術(shù)在數(shù)字化全要素地籍地形測量中的應用[J].職業(yè)時空，2010（07）.