基于RTK的南昌城市房產(chǎn)控制測量研究

熊國文 雷琴琴

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(diǎn)，迅速在城市控制測量中已被廣泛采用。該文以實(shí)時(shí)動(dòng)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(xì)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù) ?城市控制測量 ?GPS ?工程案例

中圖分類號(hào)：P228 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）12（b）-0045-02

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(diǎn)，迅速在城市控制測量中已被廣泛采用。目前GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK測量模式），更是以實(shí)時(shí)、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(jī)，運(yùn)用RTK模式完成了多個(gè)控制測量項(xiàng)目，取得了良好的效果。該文主要結(jié)合工程實(shí)踐，就RTK技術(shù)在城市控制測量中的運(yùn)用談點(diǎn)體會(huì)。

1 ?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(dòng)態(tài)相對定位、動(dòng)態(tài)相對定位和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量等方法，實(shí)際工作中，可根據(jù)作業(yè)特點(diǎn)、要求以及設(shè)備條件來選用。

1.1 動(dòng)態(tài)定位

動(dòng)態(tài)定位主要應(yīng)用于精密測定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的軌跡、測定道路中心線、剖面測量等。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)測定運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置。測得流動(dòng)站相對于基準(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20km。

1.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量

GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量（Real-Time Kinematic）簡稱RTK，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)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(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)站通過電臺(tái)將其觀測值和設(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(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

2 ?工程案例1

2.1 工程概況

測區(qū)位于南昌市某開發(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，測區(qū)北側(cè)、西側(cè)邊緣四等平面控制點(diǎn)各一座。

2.2 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(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);并分別測量待測點(diǎn)平面坐標(biāo)，然后取2次測量的平均值作為最終成果;2次測量結(jié)果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計(jì)見表1。

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

2.3 RTK成果的外部檢驗(yàn)

（1）相鄰點(diǎn)間邊長檢測。

檢測采用TOPCONG TS602全站儀，以2次測量平均值作為實(shí)測邊長值，共檢測通視邊17條;實(shí)測邊長與RTK測量成果坐標(biāo)反算所得邊長的差值統(tǒng)計(jì)見表2。

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

（2）采用導(dǎo)線測量方式的坐標(biāo)檢驗(yàn)。

在測區(qū)南測選擇待測點(diǎn)6座，按一級導(dǎo)線測量方式觀測，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)方式觀測的城市一級控制點(diǎn);其測量結(jié)果與上述RTK測量成果的坐標(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測量成果的點(diǎn)位中誤差為±1.22cm。

3 ?工程案例2

該單位2018年6月在南昌市G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，其中一次利用原GPS網(wǎng)測量時(shí)得到的WGS-84坐標(biāo)建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

根據(jù)2次測量坐標(biāo)差統(tǒng)計(jì)，X坐標(biāo)2次測量最大差值為2.8cm，Y坐標(biāo)2次測量最大差值為3.3cm，2次測量平均值的點(diǎn)位中誤差為±1.48cm。

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

根據(jù)對上述工程數(shù)據(jù)的分析，可知采用該文所述的雙基準(zhǔn)站觀測方式，取2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。

4 ?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(shí)際應(yīng)用中首先應(yīng)注意起算點(diǎn)精度，特別應(yīng)注意采用一定的方法檢核起算點(diǎn)的相對精度;同時(shí)，轉(zhuǎn)換參數(shù)有一定的區(qū)域性，它僅適用于起算點(diǎn)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(shí)際工作中應(yīng)盡量選擇能覆蓋整個(gè)測區(qū)且分布均勻的起算點(diǎn)。

（2）若已知起算點(diǎn)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(diǎn)WGS-84坐標(biāo)的時(shí)間、提高工作效率;但在利用原有成果時(shí)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?yàn)樗怯蓡吸c(diǎn)定位的WGS-84坐標(biāo)推算得到的，只代表某個(gè)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(diǎn)位，這樣可明顯擴(kuò)大流動(dòng)站作業(yè)范圍，但根據(jù)筆者對多個(gè)工程成果的統(tǒng)計(jì)分析，基準(zhǔn)站與流動(dòng)站間的距離對測量成有一定的影響，當(dāng)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站間的距離達(dá)到5～6km時(shí)，2次測得的坐標(biāo)差值及相鄰點(diǎn)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(jìn)行控制測量時(shí)，為保證成果的精度及可靠性，流動(dòng)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(diǎn)，在采用RTK方式進(jìn)行較大區(qū)域控制測量時(shí)可將測區(qū)劃分成若干個(gè)工作區(qū);各工作區(qū)的劃分應(yīng)有一定的交叉，觀測時(shí)應(yīng)進(jìn)行相互檢核;也可以采用兩次工作區(qū)劃分不同的方式進(jìn)行觀測。

5 ?結(jié)語

利用RTK技術(shù)進(jìn)行城市控制測量操作靈活、簡單，同時(shí)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(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)測量模式的區(qū)別，設(shè)法提高測量成果的可靠性。

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