GPS—RTK測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用研究

鄧文彬 萬(wàn)強(qiáng)

摘 要：GPS RTK技術(shù)在現(xiàn)代地籍測(cè)量中有著廣泛的應(yīng)用，使得地籍測(cè)量的精度、作業(yè)效率和實(shí)時(shí)性達(dá)到最佳融合，極大地推進(jìn)了數(shù)字化地籍測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。相比傳統(tǒng)測(cè)量方法，它有著省時(shí)、省工，且精度高等特點(diǎn)，隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的增強(qiáng)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)必將得到更廣闊的應(yīng)用。下面筆者結(jié)合自己的工作實(shí)踐，對(duì)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用展開(kāi)探究，旨在為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK測(cè)量技術(shù)；地籍測(cè)繪；應(yīng)用研究

常規(guī)的GPS測(cè)量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為地籍測(cè)量帶來(lái)了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。為此筆者結(jié)合實(shí)踐對(duì)GPS-RTK技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用展開(kāi)探討，以供參考。

1 GPS RTK測(cè)量原理

GPS RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)是一項(xiàng)以載波相位觀測(cè)為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)，它的基本形式是：一臺(tái)基準(zhǔn)站接收機(jī)和一臺(tái)或多臺(tái)流動(dòng)站，以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娕_(tái)。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站、流動(dòng)站保持同時(shí)跟蹤至少4顆以上的衛(wèi)星，基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地對(duì)可見(jiàn)衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，并把帶有已知點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)，借助電臺(tái)將其觀測(cè)值坐標(biāo)信息發(fā)送給流動(dòng)站接收機(jī)，流動(dòng)站接收機(jī)將自己采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)和接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，求得其三維坐標(biāo)（X，Y，Z）。它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破，可在野外獲取厘米級(jí)的點(diǎn)位精度。

2 GPS-RTK測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)

（1）在地籍測(cè)量過(guò)程中使用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)可以更為直觀透明，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，還可以將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)做成三維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)放樣，這樣就可以提高測(cè)量精度。（2）測(cè)量時(shí)間短，在具備良好的測(cè)量環(huán)境時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地計(jì)算出三維坐標(biāo)。（3）全天候作業(yè)。由于GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在測(cè)量時(shí)只要能接收到4顆衛(wèi)星信號(hào)，那么就可以全天候的持續(xù)工作，不會(huì)耽誤測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸。（4）簡(jiǎn)單的操作、較高的自動(dòng)化、提高了工作效率。GPS-RTK測(cè)量已經(jīng)開(kāi)始向著智能化的方向發(fā)展，并且觀測(cè)人員只需調(diào)整天線，簡(jiǎn)單設(shè)置之后就可以進(jìn)行觀測(cè)。

3 地籍測(cè)量中RTK技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)措施

3.1 地籍測(cè)量中RTK技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

測(cè)量時(shí)采取RTK技術(shù)，可全天候作業(yè)、不需要頻繁換站、不要求通視以及不受多個(gè)常規(guī)技術(shù)條件的限制，只是需要一人在待測(cè)點(diǎn)的位置上停留2-3s，并將特征編碼輸入，通過(guò)便攜機(jī)或電子手簿進(jìn)行記錄。在達(dá)到點(diǎn)位的精度要求時(shí)，測(cè)定好一個(gè)區(qū)域的地貌、地形后，回到室內(nèi)通過(guò)專(zhuān)業(yè)測(cè)圖軟件將所需地形圖輸出。通過(guò)RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)定點(diǎn)位時(shí)，可節(jié)省物力、人力，大大的提高了測(cè)圖效率。RTK定位時(shí)，不要求基準(zhǔn)站與流動(dòng)站相互通視，但在測(cè)量高達(dá)構(gòu)筑物或建筑物時(shí)，常由于無(wú)法接近被測(cè)地物而無(wú)法進(jìn)行測(cè)量，有時(shí)需要全站儀配合。在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量時(shí)，必須保證RTK所測(cè)星數(shù)不得低于5顆，這樣RTK測(cè)量才能有固定可靠解。

3.2 技術(shù)改進(jìn)方法

1.排除干擾控制測(cè)量誤差雖然控制基準(zhǔn)站的位置，但是難免會(huì)出現(xiàn)不同情況的誤差干擾，通過(guò)質(zhì)量控制的方式，主動(dòng)解決地籍測(cè)量中的誤差，排除干擾。GPS-RTK在地籍測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用，測(cè)量人員在減小誤差時(shí)，以手簿為主，通過(guò)核實(shí)、觀測(cè)的方式，判斷測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)值，還可在已知測(cè)量點(diǎn)上實(shí)行重復(fù)測(cè)量，分析多次測(cè)量的結(jié)果，得出最準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。GPS-RTK在地籍測(cè)量中的質(zhì)量控制，有利于穩(wěn)定測(cè)繪結(jié)果，體現(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的價(jià)值，規(guī)避地籍測(cè)量中的誤差積累。防止由于測(cè)量誤差積累引發(fā)地籍糾紛，保障地籍測(cè)量的質(zhì)量。

2.目標(biāo)點(diǎn)施測(cè)。a.第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)是控制點(diǎn)或已知坐標(biāo)點(diǎn)，以檢核精度。開(kāi)始RTK測(cè)量的第一個(gè)成果檢核很重要，如果忽略了這一步，可能造成整天的測(cè)量成果作廢；b.第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)如果找不到已知坐標(biāo)點(diǎn)，則應(yīng)該在基準(zhǔn)站附近施測(cè)得出第一個(gè)固定解成果，用羅盤(pán)儀和距離反算法檢核成果精度和可靠性。

3.解決盲點(diǎn)。如果盲點(diǎn)地區(qū)致盲的主要原因是數(shù)據(jù)鏈信號(hào)接收問(wèn)題，首先可提高基準(zhǔn)站和流動(dòng)站天線的架設(shè)高度，流動(dòng)站天線可采用長(zhǎng)垂準(zhǔn)桿架設(shè)以保證成果精度。若不行再考慮搬站；如果盲點(diǎn)地區(qū)致盲的主要原因是接收衛(wèi)星狀況不良，則應(yīng)該在盲點(diǎn)周?chē)訙y(cè)根控制點(diǎn)，以便用全站儀補(bǔ)測(cè)。

4.地籍圖施測(cè)。地籍圖是進(jìn)行土地登記、規(guī)劃和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要依據(jù)，傳統(tǒng)地籍圖繪制過(guò)程中首先需要建立相應(yīng)的控制網(wǎng)，然后根據(jù)要測(cè)量土地的具體情況完成對(duì)土地碎部的測(cè)量，工作量非常大，與此同時(shí)技術(shù)規(guī)范中對(duì)測(cè)量得到的圖形以及邊長(zhǎng)有一定的要求，外業(yè)施測(cè)過(guò)程中工作人員不能夠及時(shí)檢測(cè)測(cè)量是否達(dá)到了技術(shù)要求，需測(cè)量完成后回到辦公室進(jìn)行誤差處理，如果誤差超過(guò)了技術(shù)要求范圍就要進(jìn)行重新測(cè)量。RTK測(cè)量可控范圍根據(jù)基站傳送數(shù)據(jù)模式有所不同，最遠(yuǎn)可達(dá)上百公里，且能夠保證測(cè)量精度。測(cè)量過(guò)程中用戶僅需在每個(gè)碎部上停留幾秒，就能夠完成對(duì)界址點(diǎn)處坐標(biāo)的測(cè)量，節(jié)省了大量的測(cè)量時(shí)間，也減輕了外業(yè)測(cè)量過(guò)程中工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 RTK技術(shù)的應(yīng)用

4.1 在地形地籍測(cè)量中運(yùn)用GPS-RTK技術(shù)，在所有設(shè)備和基站完成設(shè)置后，整個(gè)系統(tǒng)僅用一人操作即可，也可同時(shí)設(shè)置多個(gè)流動(dòng)站，提高測(cè)量工作效率。

由于基站和移動(dòng)站之間不需要通視，觀測(cè)距離遠(yuǎn)，可全天24h進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。工作人員背著儀器在待測(cè)點(diǎn)停留3-5s鐘，并輸入特征編碼，將其記錄在電子手薄或者便攜機(jī)中?；谝?guī)定點(diǎn)位精度，能夠很好的對(duì)于我們相關(guān)的地形進(jìn)行繪制圖，能夠?qū)?fù)雜測(cè)量外業(yè)工作變得簡(jiǎn)單化詳細(xì)化。因此采GPS-RTK技術(shù)，在投入的方面大大的減少，對(duì)于加強(qiáng)測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率來(lái)說(shuō)是非常的明顯的，在今后的發(fā)展中將是我們重要的發(fā)展的方向。但隨著流動(dòng)站與參考站之間的距離的增加，傳統(tǒng)RTK系統(tǒng)多采用電臺(tái)播發(fā)差分信號(hào)，實(shí)際工作范圍半徑不超過(guò)10公里，隨著距離加大單歷元解算精度迅速下降，數(shù)據(jù)中有可能含有粗差，現(xiàn)在多數(shù)地籍測(cè)繪單位采用CORS-RTK測(cè)量模式，也就是利用地面布設(shè)的一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)站組成GPS連續(xù)運(yùn)行參考站，綜合利用個(gè)各基準(zhǔn)站的觀測(cè)信息，通過(guò)建立精確的誤差修正模型，通過(guò)及時(shí)發(fā)送差分改正數(shù)據(jù)，修正測(cè)量者的觀測(cè)數(shù)據(jù)，在更大范圍實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站的高精度定位。

4.2 將RTK技術(shù)應(yīng)用于地籍測(cè)量中，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)定界樁位置，確定土地使用范圍和用地面積

在測(cè)量過(guò)程中，RTK方法可以直接進(jìn)行坐標(biāo)放樣，定界中的面積量算，在軟件中的這方面的功能是非常的強(qiáng)大，我們只要做好先期的考察工作，針對(duì)于問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，進(jìn)行工作的時(shí)候我們會(huì)很好的將復(fù)雜的程序變得直觀化簡(jiǎn)單化，大大的提高了工作的效率，但是我們?cè)陂_(kāi)展工作的時(shí)候要注意一些方面具有的問(wèn)題，相關(guān)的數(shù)據(jù)必須要遵循相關(guān)的法律法規(guī)，做到法律的框架內(nèi)開(kāi)展工作。

參考文獻(xiàn)

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