土地測量工作中GPS RTK測量技術(shù)的應(yīng)用研究

秦泉凱

（柳州市勘察測繪研究院 廣西柳州市 545006）

土地測量工作中GPS RTK測量技術(shù)的應(yīng)用研究

秦泉凱

（柳州市勘察測繪研究院 廣西柳州市 545006）

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，土地測量的任務(wù)量越來越大，對土地測量的精度要求越來越高。在這種情況下，傳統(tǒng)土地測量技術(shù)的弊端逐漸顯露出來。在土地測量的過程中如果采用傳統(tǒng)的測量技術(shù)，不僅會大大增加測量人員的工作量，同時還難以保證測量的精度。因此，必須要改進土地測量技術(shù)。在計算機技術(shù)快速發(fā)展的今天，人們提出了GPS RTK測量技術(shù)。該種新型測量技術(shù)的出現(xiàn)彌補了傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足，大大提高了測量的精度和效率。因此，進行有關(guān)GPS RTK測量技術(shù)的相關(guān)研究十分必要。本文將結(jié)合土地測量的實際情況，研究GPS RTK測量技術(shù)的具體應(yīng)用過程，希望對以后的相關(guān)研究能有所幫助。

土地測量；GPS RTK測量技術(shù)；應(yīng)用

前言

近年來，隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，我國可利用的土地資源越來越少。在這種情況下，必須要規(guī)范土地管理，合理使用有限的土地資源，這樣才能更好地促進我國社會經(jīng)濟的發(fā)展。在規(guī)范土地管理的過程中必須要有相應(yīng)技術(shù)的支持，尤其是土地測量技術(shù)。GPS RTK測量技術(shù)的出現(xiàn)大大改變了我國土地測量的方式，為土地資源管理提供了有效的數(shù)據(jù)支持。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS RTK測量技術(shù)在土地測量中的應(yīng)用范圍越來越廣。因此，必須要加強對GPS RTK測量技術(shù)的研究。本文將從介紹GPS RTK測量技術(shù)入手，說明GPS RTK測量技術(shù)在應(yīng)用過程中的控制要點，具體分析GPS RTK測量技術(shù)在土地測量中的應(yīng)用。

1 GPS RTK測量技術(shù)概述

差分GPS有兩種形式：①RTK技術(shù)，該種技術(shù)也被稱之為實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)，其中涉及到大地測量技術(shù)、無線電通訊技術(shù)、空間技術(shù)等等。②RTD技術(shù)，該種技術(shù)的中文名稱為實時偽距差分技術(shù)。相比于RTK技術(shù)來說，RTD技術(shù)還存在一些問題，難以保證測量的精準度。因此，在實踐過程中一般都是使用RTK技術(shù)。下文將具體介紹一下GPS RTK技術(shù)：

1.1 GPS RTK的配置和工作原理

GPS RTK系統(tǒng)中主要包括三部分：①基準站，其中主要包括GPS天線、接收機、控制器等設(shè)備；②流動站。流動站的數(shù)量不確定，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基準站相似，其中包括GPS接收機、天線、流動站控制站等。流動站可以是動態(tài)的，也可以是靜態(tài)的，應(yīng)根據(jù)實際情況而定；③通訊系統(tǒng)。具體情況如圖1所示。

圖1 GPS RTK原理圖

GPS RTK測量技術(shù)結(jié)合了全球?qū)Ш蕉ㄎ患夹g(shù)和載波相位分差技術(shù)的特點，可以對指定測量點進行三維定位?，F(xiàn)在，GPS RTK測量技術(shù)的精準度可以達到厘米級。在實時動態(tài)載波相位分差技術(shù)的支持下，可以通過基準站對GPS衛(wèi)星進行觀察，將觀察到的數(shù)據(jù)信息以及基準站的相關(guān)信息傳遞給流動站，在數(shù)據(jù)信息傳遞的過程中需要使用到通訊系統(tǒng)。流動站中的GPS接收機負責(zé)接收這些數(shù)據(jù)信息。在完成數(shù)據(jù)信息接收任務(wù)以后，流動站中的控制器會對這些數(shù)據(jù)信息進行處理，經(jīng)過一系列的處理和計算以后就可以確定待測點的位置，給出待測點的三維坐標。

在整個測量過程中，最為重要的工作就是確保測量點三維坐標的準確性。而確保測量點三維坐標準確性的前提條件之一就是有準確的基準站三維坐標。相比于其它的測量技術(shù)來說，RTK技術(shù)具有較高的精準度，這主要是因為在RTK系統(tǒng)中使用了很多的快速算法，包括模糊度函數(shù)法、快速分解法、最小二乘法等等。通過使用這些算法可以較為準確、快速地算出測量點的三維坐標。由此可見，在應(yīng)用RTK技術(shù)時最為關(guān)鍵的一點就是要使用高效的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和傳輸技術(shù)。在RTK系統(tǒng)中，必須要保證基準站和流動站之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩ㄐ?。因此，需要在基準站和各個流動站之間建立數(shù)據(jù)通訊鏈?；鶞收竞土鲃诱局g的數(shù)據(jù)傳輸量比較大，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性要求比較高。因此，必須要有正確編碼和同步檢錯的過程。此外，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中還應(yīng)考慮到傳輸格式、距離等因素的影響。

1.2 GPS RTK測量技術(shù)的優(yōu)點

以往，在進行測量時大多會選擇使用經(jīng)緯儀、全站儀等。相比于這些傳統(tǒng)的測量技術(shù)來說，GPS RTK測量技術(shù)具有很多的優(yōu)點，下文將對此進行詳細地介紹：

（1）GPS RTK測量技術(shù)的效率比較高。如果測量地區(qū)的地勢比較平坦，那么一次就可以完成半徑4～5km的測量任務(wù)。這樣就可以減少控制點的數(shù)量，減少使用儀器的次數(shù)。而且如果沒有過于強烈的電磁干擾，那么幾秒鐘就可以完成一次測量，獲得一個測量點的坐標。由此可見，采用GPS RTK測量技術(shù)不僅可以大大提高測量的效率，同時還可以減少測量人員的工作量；

（2）GPS RTK測量技術(shù)的精度比較高。只要測量的條件滿足相關(guān)標準的要求，無論是進行平面測量還是高程測量，測量精度都可以達到厘米級。此外，在應(yīng)用GPS RTK測量技術(shù)的過程中不會存在測量誤差積累的問題，從而大大提高了測量的精度，保證了測量結(jié)果的可靠性；

（3）GPS RTK測量技術(shù)對使用條件的要求比較低。以往，在進行測量時必須要保證兩點之間是光學(xué)通視的。應(yīng)用GPS RTK測量技術(shù)以后則沒有這一方面的要求。只要測量區(qū)域內(nèi)的兩點滿足“電磁波通視”即可。此外，在測量的過程中，對測量環(huán)境的要求也是比較低的，即GPS RTK測量技術(shù)在應(yīng)用的過程中受到的限制比較??；

（4）GPS RTK測量技術(shù)的功能比較強大，操作過程比較簡單。GPS RTK測量技術(shù)中包含多種先進的技術(shù)，具有較高的集成性。無論是在進行外業(yè)測繪還是內(nèi)業(yè)測繪時都可以使用GPS RTK測量技術(shù)。而且，GPS RTK測量技術(shù)的自動化程度比較高，在應(yīng)用的過程中可以減少人工操作的環(huán)節(jié)，這樣既可以有效降低測量人員的工作量，同時也可以降低人為誤差發(fā)生的概率，大大提高了測量的精度和效率。

2 GPS RTK測量控制要點

在應(yīng)用GPS RTK測量技術(shù)時應(yīng)掌握測量控制的要點。通常來說，在進行GPS RTK測量技術(shù)應(yīng)用時應(yīng)加強對下述三項工作的重視。

（1）確定控制點。控制點的確定主要包括三方面的工作。①要收集相關(guān)的資料?？刂泣c的確定對測量結(jié)果的準確性有較大的影響，因此必須要合理選擇控制點。在選擇控制點前應(yīng)根據(jù)測量地區(qū)的實際情況收集相關(guān)的參數(shù)信息，例如高程坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。②要根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)信息確定平面控制點和高程控制點。通常來說，平面控制點可以分成三種級別，而高程控制點則可以分成五種級別。在控制點級別劃分的過程中主要參考的是測量精度。③要布設(shè)控制點。在進行控制點布設(shè)時可以采用多種方式。目前比較常見的布設(shè)方式是逐級布設(shè)和越級布設(shè)。在實踐過程中可以將這兩種布設(shè)方式結(jié)合在一起使用；

（2）選擇測量方法。GPS RTK測量技術(shù)在應(yīng)用的過程中有兩種方法：①參考站RTK方法；②網(wǎng)絡(luò)RTK方法。一般來說，如果出現(xiàn)通信問題時可以采用第二種測量方法；

（3）是測量平面控制點。在進行平面控制點測量時應(yīng)注意下述的問題。①要通過流動站收集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，然后再對這些數(shù)據(jù)信息進行差分實時處理，獲取坐標系平面坐標。②要確保測量起算點的均勻性，確?？梢愿采w整個測量區(qū)域。

3 GPS RTK測量技術(shù)在土地測量中的應(yīng)用

GPS RTK測量技術(shù)在測量領(lǐng)域中具有較為廣泛的應(yīng)用，在工程測量、公路勘測、地形測量的過程中都可以應(yīng)用GPS RTK測量。下文將具體介紹一下GPS RTK測量技術(shù)在土地測量中應(yīng)用的步驟：

（1）是技術(shù)路線。通常來說，土地開發(fā)使用的繪圖比例都是固定的，主要有兩種：①1：10000；②1：2000。而GPS RTK測量技術(shù)的測量精度是厘米級。由此可見，在土地測量的過程中應(yīng)用GPS RTK測量技術(shù)是可以滿足精度要求的。在該環(huán)節(jié)中需要完成兩項工作：①準備工作。在進行土地測量前必須要對測量儀器進行檢查，確保測量儀器處于正常狀態(tài)。②精度檢驗，在進行正式測量前應(yīng)先選擇校正點，數(shù)量一般是4個或4個以上，校正的范圍就是測量的區(qū)域；

（2）是數(shù)據(jù)采集。GPS RTK的測量過程和普通的測量過程不同，在測量的過程中必須要參照指導(dǎo)書。在進行外業(yè)測繪時要將測量的相關(guān)數(shù)據(jù)及時輸入到計算機中。在外業(yè)測量的過程中可以采用兩種測量方式：①連續(xù)測量；②非連續(xù)測量；

（3）是數(shù)據(jù)處理。在進行數(shù)據(jù)處理時需要將計算機和測量儀器連接在一起，通過計算機來處理測量的數(shù)據(jù)，最終要將測量數(shù)據(jù)以表格的形式呈現(xiàn)出來，這樣可以便于相關(guān)人員使用測量數(shù)據(jù)；

（4）是圖形編輯。在圖形編輯的過程中需要使用到CAD軟件。在具體操作的過程中需要根據(jù)外業(yè)測量的數(shù)據(jù)將測量區(qū)域中的地物連接起來，形成矢量圖、等高線等；

（5）是圖幅整飾。應(yīng)參照指導(dǎo)書對圖幅進行修飾，添加一些細節(jié)性的內(nèi)容。例如坐標系、圖號、制圖單位等等；

（6）是放樣和埋深。在進行界址點放樣時應(yīng)按照一定的步驟進行。①要建立坐標。②應(yīng)選擇移動站頻率。需要注意的是，移動站的頻率和基準站的頻率應(yīng)是相同的。③要輸入坐標；

（7）是RTK測量。①應(yīng)進行初始化。通常情況下，RTK的初始化速度是比較快的，大概需要幾十秒就可以了。如果遇到一些特殊的情況，初始化的時間可能會延長，大概需要幾分鐘或者十幾分鐘才可以完成初始化。②是啟動RTK。③是測量。

4 總結(jié)

總之，相比于傳統(tǒng)的測量技術(shù)來說，GPS RTK測量技術(shù)具有很多的優(yōu)點，從而逐漸取代了傳統(tǒng)的測量技術(shù)。未來，隨著科技的不斷發(fā)展，GPS-RTK測量技術(shù)還將會逐步完善，在土地測量領(lǐng)域中應(yīng)用的范圍也會越來越廣，為土地資源管理提供可靠的技術(shù)支持。

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文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2016）13-0178-02

2016-4-20

秦泉凱（1990-），男，助理工程師，本科，主要從事測量工作。