論GPSRTK技術在國土測量中的應用

谷郁偉

摘 要：GPS-RTK技術是一種新型的GPS測量方法，具有測量精度高、外業(yè)作業(yè)效率高等優(yōu)點，該文主要就GPS-RTK技術的定義以及主要的優(yōu)點進行了簡要的概述，重點分析了該技術在國土測量過程中的具體應用問題。

關鍵詞：GPS-RTK技術 國土測量 工作原理 優(yōu)點 應用

中圖分類號：P228.42 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0069-02

我國國土面積廣闊，地勢比較復雜，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術與設備難以滿足勘測精度要求，為國土測量工作帶來了較大的困難，隨著科學技術的迅速發(fā)展，地質(zhì)勘測技術水平也有了明顯的提高，GPS-RTK技術是一種具有較高勘測精度的新的勘測方法，現(xiàn)階段已經(jīng)廣泛應用于國土測量、地籍測量、礦山測量等工作之中。

1 GPS-RTK技術概述

1.1 GPS-RTK技術的工作原理

GPS-RTK技術也就是衛(wèi)星導航實時動態(tài)差分定位技術，GPS-RTK系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、GPS接收機以及軟件系統(tǒng)3個部分組成。具體的應用過程中至少需要有兩臺GPS接收機，一臺作為基準站，一臺作為流動站，兩臺要同時開始工作。兩個測站的載波相位觀測量主要利用載波相位查分技術進行處理，工作過程中，首先利用三腳架將GPS接收機固定在參考站的一點上，通過基準站系統(tǒng)能夠采集可用衛(wèi)星的原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成之后，串行端接口會將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到無線發(fā)射電臺上，發(fā)射電臺會對原始數(shù)據(jù)進行包裝后傳輸出去，流動站電臺會接收到基準站電臺發(fā)出的各種GPS原始數(shù)據(jù)信息，同時流動站的GPS接收機也會將當前位置本機的原始數(shù)據(jù)收集起來。流動站接收機的原始數(shù)據(jù)與基準站接收機的原始數(shù)據(jù)同時匯集在流動站接收機中，統(tǒng)一處理之后，能夠計算出兩個接收機之間的基線向量。然后利用該基線向量以及已知的基準站位置能夠計算出流動站的精確坐標，勘測人員利用流動站系統(tǒng)能夠?qū)y區(qū)進行準確的定位測量、地形測量及其他的地質(zhì)測量工作。

1.2 GPS-RTK技術的優(yōu)點

GPS-RTK技術具有測量作業(yè)效率高、測量精度高、具有實時性等優(yōu)點，GPS-RTK設備的放樣精度能夠達到厘米級別，與傳統(tǒng)導線測量相比，GPS-RTK技術的作業(yè)效率是導線測量的2～4倍，作業(yè)效率明顯提高。GPS-RTK技術能夠?qū)崟r進行野外觀測，數(shù)據(jù)可以現(xiàn)場校核，這是傳統(tǒng)的測量手段難以實現(xiàn)的。GPS-RTK技術中，移動站與基站之間不需要通視，觀測的距離自然就會更遠，可以進行全天24 h作業(yè)。

2 GPS-RTK技術在國土測量中的應用

2.1 測量點及測量方法

利用GPS-RTK技術開展國土測量工作時，地質(zhì)勘測人員首先需要詳細地收集待測量區(qū)域的相關數(shù)據(jù)信息，安置好平面控制點以及高層控制點的位置，根據(jù)精度大小將這些控制點劃分為不同的級別，各控制點間不同等級點要能夠通視。具體的測量工作中，以動態(tài)測量、網(wǎng)絡RTK以及單基準站測量為主，避免出現(xiàn)通信不佳、不良現(xiàn)象。測量過程中要正確選擇高層系統(tǒng)級坐標系，做好參數(shù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，測量過程中要詳細檢查所有的測量儀器，保證全部的設備都能夠正常運轉(zhuǎn)，基準站位置必須要符合相關的規(guī)定，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

2.2 GPS-RTK技術在國土測量中的應用

地籍測量是國土測量工作中的主要業(yè)務之一，下文結(jié)合某市地籍測量實際案例，就GPS-RTK技術在國土測量中的具體應用問題進行簡要的探討分析。

某市第二次土地調(diào)查項目中，測區(qū)面積較大，地籍測量區(qū)內(nèi)建筑布局及建筑結(jié)構比較復雜，測量過程中通視條件較差。地籍測量人員利用GPS-RTK技術完成了地籍測量以及圖跟控制才測量任務，借助雙頻GPS-RTK接收機裝置完成地籍測量過程中L1及L2信號的接收及處理，最終提升定位的有效性以及地籍測量的精度。

地籍測量的重要任務是全測區(qū)的控制測量，它是數(shù)據(jù)采集以及地籍圖件測繪的基礎，地籍控制網(wǎng)點的精度、密度與測量土地權屬范圍特征點密切相關。如果測區(qū)比較大，三四等點難以滿足地籍控制測量的實際需求時，需要建立測區(qū)GPS控制網(wǎng)。由于該市面積較大，因此，測量人員在國土資源局提供的三四等GPS控制點基礎之上，在測區(qū)內(nèi)布設了E級GPS控制點，確保點與點之間能夠滿足1～2個以上方向通視的條件。

實際的測量作業(yè)過程中，測量單位共投入4臺雙頻GPS-RTK接收機，一共設置一個基準站，3個流動站，以該市的四等GPS控制網(wǎng)點以及E級控制網(wǎng)點為基準點，加密圖跟導線。作業(yè)過程中，4人為一組，分別記錄基準站以及流動點的數(shù)據(jù)，為了保證流動站觀測結(jié)果的準確性，流動站工作人員在同一個點位要獨立測量3次，且3次觀測結(jié)果的偏差要小于3 cm，然后取平均值即為該點的最終測量成果。其他一致控制點重復該動作，就可以完成圖根控制測量任務。

根據(jù)該市第二次土地調(diào)查技術方案要求，界址點的平面精度需要控制在±5 cm，城鎮(zhèn)街坊外圍界址點及街坊內(nèi)明顯界址點的間距允許誤差要控制在±10 cm左右，村莊內(nèi)部界址點以及城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點的間距允許誤差要控制在±15 cm左右，采用GPS-RTK技術能夠滿足這一要求。

基準站位置的選擇會影響到流動站的測量速度以及數(shù)據(jù)的測量精度，基準站選擇時要保證基準站與測區(qū)的視野開闊，GPS天線平面15°傾角以上沒有大片的障礙物，確保衛(wèi)星信號能夠正常接收，且基準站周圍100 m范圍內(nèi)沒有高壓線、微波塔、雷達等大的電磁波輻射源?；鶞收炯茉O高度與RTK電臺的信號發(fā)射距離有關，距離比較遠，基準站要盡量設置在開闊、地勢較高的地方。

流動站選擇時，要確保其能夠同時接收5顆衛(wèi)星的信號，避免選擇在密集樓群、樹林等位置，在市區(qū)，流動站與基準站的位置需要控制在4 km以下，如果是郊區(qū)，需要控制在7 km以下，因為流動站與基準站位置太大，初始化時間延長，測量精度較低。

3 結(jié)語

利用GPS-RTK技術進行國土測量時，不會受到地形、天氣、通視條件等因素的限制，測量過程中操作十分方便，測量精度較高，誤差分布比較均勻，不用擔心誤差積累的問題，目前已經(jīng)廣泛應用到各種地質(zhì)勘測工作之中。但這種測量方法并不是完美的，其中依然存在著一些不足之處，比如：GPS接收機必須要與衛(wèi)星信號對天通視，因此，在一些林木密集、高大建筑物較多的區(qū)域需要配合全站儀才能夠完成國土測量的工作。

參考文獻

[1] 章自強.初探GPSRTK技術在工程測量中的應用[J].江西建材，2015（4）：211，213.

[2] 張小偉.試論GPS-RTK技術在國土測量中的應用[J].河南科技，2013（2）：55.

[3] 高永濤.GPSRTK技術在工程測量中的應用[J].科技風，2016（10）：8.