淺談RTK技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

張賀 賁馳

摘要：近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的革新與變化，測(cè)繪技術(shù)也隨之發(fā)生了翻天覆地的變化，RTK技術(shù)就是最新的一種地籍測(cè)量技術(shù)。本文中，筆者立足于自身工作實(shí)際，對(duì)RTK技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用展開研究。

關(guān)鍵詞：地籍測(cè)量；RTK；實(shí)際應(yīng)用；測(cè)量分析

1 RTK技術(shù)

1.1 RTK的技術(shù)原理

RTK技術(shù)是一種伴隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的革新而出現(xiàn)的一種新型的定位技術(shù)，主要被應(yīng)用于地籍測(cè)量領(lǐng)域中。RTK技術(shù)的原理實(shí)質(zhì)上是基于載波相位觀測(cè)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化的定位。相比于其他的測(cè)量技術(shù)，RTK技術(shù)的定位精度比較高，能夠?qū)崿F(xiàn)cm級(jí)別。在RTK的實(shí)際應(yīng)用中，基準(zhǔn)站是重要的相關(guān)作業(yè)設(shè)備，其工作原理為連接相關(guān)鏈接后實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸?；鶞?zhǔn)站將傳輸數(shù)據(jù)輸送至移動(dòng)站，由移動(dòng)站負(fù)責(zé)將接收到的觀測(cè)數(shù)據(jù)收集起來(lái)后形成GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)部組建成差分觀測(cè)值進(jìn)行進(jìn)一步的處理，并給予cm級(jí)的定位結(jié)果，整個(gè)過(guò)程全程實(shí)時(shí)，處理速度甚至不需要1s。當(dāng)然，移動(dòng)臺(tái)作為移動(dòng)設(shè)備可以處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可以處于靜止?fàn)顟B(tài)，具體需要根據(jù)測(cè)量的需要進(jìn)行部署。另一方面，固定點(diǎn)的初始化后可以直接進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可以直接動(dòng)態(tài)作業(yè)開機(jī)，相關(guān)型號(hào)的設(shè)備甚至可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)環(huán)境下的整周模糊的搜索求解，并在未知數(shù)解固定后實(shí)現(xiàn)每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理。相關(guān)文獻(xiàn)指出，只要能保持四個(gè)以上的衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤，移動(dòng)臺(tái)即可完成cm級(jí)的定位。一般情況下，基準(zhǔn)機(jī)站部署在固定的已知點(diǎn)上，其可以跟蹤GPS碼和對(duì)載波相位進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)的發(fā)送則通常通過(guò)無(wú)線電遙測(cè)通信鏈路。

1.2 RTK的關(guān)鍵技術(shù)和測(cè)量方法

RTK系統(tǒng)能夠快速求解整周模糊，并通過(guò)重測(cè)RTK測(cè)量鏈的比較復(fù)核實(shí)現(xiàn)對(duì)其成果質(zhì)量的控制。而如上述所言，基準(zhǔn)站到移動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信也保障了數(shù)據(jù)的快速傳輸，與此同時(shí)RTK在實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí)能夠立即給出當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的平面轉(zhuǎn)換和高程擬合轉(zhuǎn)換。當(dāng)然，為了防止多路徑效應(yīng)對(duì)通信鏈路的不良影響，作業(yè)環(huán)境應(yīng)當(dāng)保證較好的電磁環(huán)境，并且將站點(diǎn)部署在衛(wèi)星信號(hào)較好的地理位置上，周圍最好無(wú)高度角超過(guò)10°的障礙物。RTK主要的測(cè)量方法可以有無(wú)轉(zhuǎn)換法和參數(shù)法。前者直接利用接收機(jī)在基準(zhǔn)站和移動(dòng)站上接收WGS-84和對(duì)應(yīng)的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)結(jié)合設(shè)計(jì)好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而基準(zhǔn)站此時(shí)不再需要部署于固定點(diǎn)上，可以通過(guò)不同的轉(zhuǎn)換法對(duì)一定數(shù)量的測(cè)量已知點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正得出其坐標(biāo)，比較之下如若差值不大則可以直接觀察其他控制點(diǎn)，獲得完整坐標(biāo)。參數(shù)法在實(shí)際工作中則通過(guò)WGS-84和當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)進(jìn)行鍵入轉(zhuǎn)換，或?qū)斎氲撵o態(tài)觀測(cè)平差進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)上在已知的三個(gè)點(diǎn)上分別設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)站和兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，將基準(zhǔn)坐標(biāo)、高程和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等參數(shù)進(jìn)行GPS手簿的鍵入，通過(guò)實(shí)測(cè)精度和預(yù)算精度的比較，手簿將提示測(cè)量人員進(jìn)行作業(yè)。記錄完成的實(shí)際測(cè)量坐標(biāo)、高程及記錄精度將全部記錄到手簿中。

2 RTK技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

2.1地籍測(cè)量中的RTK

地籍測(cè)量主要測(cè)量是地塊界線點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)量，并將地塊及其附著物的位置、利用情況以及面積等盡可能精確地繪制在圖紙上或記錄在表冊(cè)中。其在工作實(shí)際中主要包括對(duì)數(shù)據(jù)集的收集、對(duì)地籍圖的繪制以及地籍冊(cè)的創(chuàng)建。相關(guān)文獻(xiàn)將其分為主要的兩種，包括靜態(tài)地籍測(cè)量和動(dòng)態(tài)地籍測(cè)量。前者主要通過(guò)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的三維定位，后者則通過(guò)衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)已知的三維坐標(biāo)進(jìn)行地面放樣。在實(shí)際工作中，RTK在地籍測(cè)量中主要包括控制測(cè)量、地形測(cè)量和界址點(diǎn)放樣測(cè)量。

控制測(cè)量不同于傳統(tǒng)靜態(tài)測(cè)量（在作業(yè)測(cè)量完成后對(duì)不符合精度要求的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行返測(cè)）測(cè)量可以同時(shí)接受來(lái)自基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)并同時(shí)計(jì)算出整周未知數(shù)和用戶坐標(biāo)，及時(shí)校正不符合規(guī)定的數(shù)據(jù)，提高整體的作業(yè)效率；地形測(cè)圖則主要包括對(duì)用地?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量、對(duì)土地利用率的測(cè)量以及對(duì)違法用地的測(cè)量。采用RTK技術(shù)，用戶只需要在待測(cè)點(diǎn)上停留1-2s，并與此同時(shí)輸入特征編碼，完成整個(gè)區(qū)域測(cè)試后利用計(jì)算機(jī)軟件即可實(shí)現(xiàn)整幅測(cè)量圖的輸出；界址點(diǎn)放樣測(cè)量則主要用于建設(shè)勘測(cè)定界。其可以將預(yù)先設(shè)定好的點(diǎn)在實(shí)際位置中標(biāo)注出。利用RTK技術(shù)放樣可以將預(yù)先設(shè)定好的坐標(biāo)輸入到電子手簿，通過(guò)GPS提醒放樣位置實(shí)現(xiàn)外放作業(yè)的工作效率。

2.2應(yīng)用實(shí)例

在應(yīng)用中，文章測(cè)量區(qū)域?yàn)?0平方公里，主要的地形地貌為丘陵地帶、農(nóng)村居民點(diǎn)。測(cè)量地域有足夠的GPS點(diǎn)。測(cè)量通過(guò)Trimble5800雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行，其RTK水平精度為±基線長(zhǎng)度×1PPM+10MM，垂直精度為±基準(zhǔn)長(zhǎng)度×IPPM+20MM。在已知的控制點(diǎn)上部署基準(zhǔn)站并輸入相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，并同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的同級(jí)以上的控制點(diǎn)，點(diǎn)位互差控制在4厘米以內(nèi)以用于檢驗(yàn)當(dāng)基準(zhǔn)站的RTK數(shù)據(jù)正確性。而在移動(dòng)站上手簿的設(shè)置參數(shù)為：高程收斂精度小于2厘米；GPSRTK觀測(cè)采樣間隔為1秒，觀測(cè)歷元為200個(gè)，移動(dòng)臺(tái)觀測(cè)有效衛(wèi)星大于6個(gè)；控制點(diǎn)單側(cè)觀測(cè)平面收斂精度小于1厘米。通過(guò)全站儀對(duì)上述RTK的測(cè)量效果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)間距離最大差值為±0.03M，最小差值為±0.002M，最大高程誤差為±0.036M，最小高程誤差為±0.001M。在實(shí)際工作中，這種精度已經(jīng)可以較好滿足地籍測(cè)量的工作要求。

當(dāng)然，作為地籍測(cè)量中的關(guān)鍵，RTK在地籍細(xì)部的測(cè)量上可以較為真實(shí)地反映每宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)、位置以及形狀等多個(gè)地籍要素。根據(jù)相關(guān)的要求，城鎮(zhèn)街道外圍界址點(diǎn)及街坊內(nèi)部的地址點(diǎn)的誤差允許范圍為10厘米，而其隱蔽的界址點(diǎn)和農(nóng)村界址點(diǎn)的間距距離誤差允許范圍為15厘米。作為地籍測(cè)量的核心，界址點(diǎn)測(cè)量的精度將直接影響地籍調(diào)查成果的質(zhì)量。RTK在GPS點(diǎn)符合技術(shù)要求的前提下可以提高地籍測(cè)量的精度和效率。對(duì)于GPS覆蓋不夠的情況則使用全位儀進(jìn)行測(cè)量，采用極坐標(biāo)和解析交會(huì)等方法可以快速實(shí)現(xiàn)地籍細(xì)部的測(cè)量完成地籍測(cè)量的全部工作。

3結(jié)束語(yǔ)

RTK作為新興的地籍測(cè)量技術(shù)之一，能夠減少地籍測(cè)量的費(fèi)用、提高地籍測(cè)量效率和縮短測(cè)量周期，對(duì)于地籍測(cè)量工作量的減少和數(shù)據(jù)的精度提升有著不可或缺的作用。隨著國(guó)產(chǎn)GPSRTK設(shè)備的進(jìn)一步普及，RTK成為測(cè)繪人員廣泛使用的地籍測(cè)量手段之一。文章從RTK的技術(shù)原理出發(fā)，對(duì)RTK技術(shù)在地籍測(cè)量的應(yīng)用進(jìn)行探討，并給予實(shí)例進(jìn)行淺析，為相關(guān)地籍測(cè)量提供一種參考。

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（作者單位：遼寧萬(wàn)朋測(cè)繪地理信息科技開發(fā)有限公司1

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