不動產(chǎn)測量中GPS技術(shù)應(yīng)用研究

余榮春　陳錦豐

摘 要：房產(chǎn)圖控制測量是城市房產(chǎn)圖基礎(chǔ)測量的工作之一。傳統(tǒng)的方法一般采用導(dǎo)線測量，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，迅速在城市控制測量中已被廣泛采用。本文以實時動態(tài)技術(shù)在城市房產(chǎn)圖控制測量中的應(yīng)用為研究對象，詳細分析了RTK城市房產(chǎn)圖控制測量的步驟，流程和方法。

關(guān)鍵詞：實時動態(tài)技術(shù) 城市控制測量 GPS 工程案例

中圖分類號：P228 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

1 前言

房產(chǎn)圖控制測量是城市房產(chǎn)圖測量的基礎(chǔ)性工作。傳統(tǒng)的方法一般采用導(dǎo)線測量，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，迅速在城市控制測量中已被廣泛采用。目前GPS實時動態(tài)定位技術(shù)（RTK測量模式），更是以實時、快速、操作簡單而越來越受到城市測繪單位的青睞。

我們采用Topcon Riper雙頻GPS接收機，運用RTK模式完成了多個控制測量項目，取得了良好的效果。本文主要結(jié)合工程實踐，就RTK技術(shù)在城市控制測量中的運用談點體會。

2 GPS房產(chǎn)平面控制網(wǎng)的布設(shè)

房產(chǎn)平面控制網(wǎng)一般在國家或城市一、二、三、四等控制網(wǎng)下，加密一、二、三級房產(chǎn)控制點。當(dāng)測區(qū)內(nèi)沒有高級控制網(wǎng)或原有控制網(wǎng)精度不符合房產(chǎn)測量精度要求時，需新布設(shè)相應(yīng)等級的控制網(wǎng)或?qū)υ械睦暇W(wǎng)進行全面改造。

在原有控制網(wǎng)基礎(chǔ)上加密的GPS網(wǎng)，盡量和本區(qū)域的高等級控制點重合，以便較好地把新網(wǎng)同老網(wǎng)匹配好，避免控制點誤差的傳遞。對于全面布設(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)測一定數(shù)量的高等級控制點，使GPS定位成果能轉(zhuǎn)換到國家或地方坐標(biāo)系中。此外，在受環(huán)境影響，選點困難的地方，可考慮用GPS和常規(guī)大地測量方法相結(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。

3 GPS房產(chǎn)平面控制測量作業(yè)模式

目前房產(chǎn)平面控制測量主要采用經(jīng)典靜態(tài)相對定位、準(zhǔn)動態(tài)相對定位、動態(tài)相對定位和實時動態(tài)測量等方法，實際工作中，可根據(jù)作業(yè)特點、要求以及設(shè)備條件來選用。

3.1 動態(tài)定位

動態(tài)定位主要應(yīng)用于精密測定運動目標(biāo)的軌跡、測定道路中心線、剖面測量等。其要建立1個基準(zhǔn)點安置接收機連續(xù)跟蹤衛(wèi)星；流動接收機先在出發(fā)點上靜態(tài)觀測數(shù)分鐘，然后從出發(fā)點開始連續(xù)運動，按指定的時間間隔自動測定運動載體的實時位置。測得流動站相對于基準(zhǔn)點的瞬時點位精度1～2cm。該方法要求同步觀測5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤；流動點與基準(zhǔn)點相距不超過20km。

3.2 實時動態(tài)測量

GPS實時動態(tài)測量（Real-Time Kinematic）簡稱RTK，是實時處理兩個測站載波相位觀測值的差分方法。具體作業(yè)方法是設(shè)置GPS基準(zhǔn)站一臺，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，一臺或多臺GPS流動站在若干個待測點上設(shè)站；基準(zhǔn)站與流動站同時接收衛(wèi)星信號；同時基準(zhǔn)站通過電臺將其觀測值和設(shè)站信息一起傳送給流動站；流動站將接收到的來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)及GPS觀測數(shù)據(jù)，組成差分觀測值進行實時處理。

RTK控制測量時，首先用已知控制點建立投影的局部歸化參數(shù)，儀器將直接記錄坐標(biāo)和高程，測量解算出兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，為了提高待測點的觀測精度，將天線設(shè)置在對點器上，觀測時間大于20秒，采用不同的時間段進行兩次觀測取平均值。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(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時地計算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。

4工程案例1

4.1 工程概況

測區(qū)位于泉州市某開發(fā)區(qū)，控制網(wǎng)布設(shè)面積約8km2，設(shè)計點位27座，起算點采用位于測區(qū)南側(cè)、東側(cè)約0.8 km的J市四等平面控制點各一座，測區(qū)北側(cè)、西側(cè)邊緣四等平面控制點各一座。

4.2 RTK GPS測量

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

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

4.3 RTK成果的外部檢驗

（1） 相鄰點間邊長檢測

檢測采用TOPCONG TS602全站儀，以兩次測量平均值作為實測邊長值，共檢測通視邊17條；實測邊長與RTK測量成果坐標(biāo)反算所得邊長的差值統(tǒng)計?？伤愕孟噜忺c間邊長中誤差為11.08cm。

（2）采用導(dǎo)線測量方式的坐標(biāo)檢驗

在測區(qū)南測選擇待測點6座，按一級導(dǎo)線測量方式觀測，起算點為以上述J市四等平控制點為起算的按GPS靜態(tài)方式觀測的城市一級控制點；其測量結(jié)果與上述RTK測量成果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計。估算RTK測量成果的點位中誤差為±1.22cm。

5 工程案例二

我單位2010年6月在泉州市G區(qū)約24km2區(qū)域布設(shè)城市平面控制點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5座為起算點，同樣采用上述雙基準(zhǔn)站方式觀測，其中一次利用原GPS網(wǎng)測量時得到的WGS-84坐標(biāo)建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

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

本工程中，我們同樣采用TOPCONG TS602全站儀進行邊長檢測，共檢測邊長11條。根據(jù)邊長差值統(tǒng)計，估算得相鄰點間邊長中誤差為±1.13cm。

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

6 建議

（1）RTK 測量與靜態(tài)GPS測量相同，首先得到的是WGS-84坐標(biāo)，必須通過一定的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系才能得到用戶坐標(biāo)系坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換參數(shù)的求取精度對測量成果有很大影響，因此在實際應(yīng)用中首先應(yīng)注意起算點精度，特別應(yīng)注意采用一定的方法檢核起算點的相對精度；同時，轉(zhuǎn)換參數(shù)有一定的區(qū)域性，它僅適用于起算點所圈定的一定區(qū)域，外推精度隨距離增加降低明顯，因此在實際工作中應(yīng)盡量選擇能覆蓋整個測區(qū)且分布均勻的起算點。（2）若已知起算點為靜態(tài)GPS控制網(wǎng)成果，可利用已有WGS-84坐標(biāo)及用戶坐標(biāo)建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，這樣可節(jié)省采集起算點WGS-84坐標(biāo)的時間、提高工作效率；但在利用原有成果時應(yīng)注意所采用的WGS-84坐標(biāo)應(yīng)是在同一網(wǎng)平差中得到的，因為它是由單點定位的WGS-84坐標(biāo)推算得到的，只代表某個特定的坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系。（3）基準(zhǔn)站應(yīng)選擇位置較高的點位，這樣可明顯擴大流動站作業(yè)范圍，但根據(jù)筆者對多個工程成果的統(tǒng)計分析，基準(zhǔn)站與流動站間的距離對測量成有一定的影響，當(dāng)流動站與基準(zhǔn)站間的距離達到5-6 km時，兩次測得的坐標(biāo)差值及相鄰點間距離與全站儀邊長測量的成果差值超過5cm的明顯增多；筆者建議在采用RTK技術(shù)進行控制測量時，為保證成果的精度及可靠性，流動站的作業(yè)半徑應(yīng)控制在5km以內(nèi)。（4）根據(jù)上述第一、第三點，在采用RTK方式進行較大區(qū)域控制測量時可將測區(qū)劃分成若干個工作區(qū)；各工作區(qū)的劃分應(yīng)有一定的交叉，觀測時應(yīng)進行相互檢核；也可以采用兩次工作區(qū)劃分不同的方式進行觀測。（5）在城市控制測量中，點位一般可埋設(shè)在建成的城市道路，選點時應(yīng)充分考慮使用的方便及安全，但同時應(yīng)盡量避開高壓線、高大建筑、電臺發(fā)射塔等；因此RTK方式不適合應(yīng)用于建筑密集的老城區(qū)，而在新建開發(fā)區(qū)一般均能取得較好的效果，本文列舉的兩個工程實例均是在這樣的測區(qū)完成的；另外，基準(zhǔn)站更應(yīng)避開高壓線、微波站、變電所等。

7 結(jié)語

利用RTK技術(shù)進行城市控制測量操作靈活、簡單，同時減少了大量的觀測數(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量的作業(yè)模式；但在實際工作中應(yīng)充分認識這一技術(shù)的特點及其與傳統(tǒng)測量模式的區(qū)別，設(shè)法提高測量成果的可靠性。

參考文獻

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