GPS-RTK 技術在不動產測繪中的應用探析

王科珍

（湖南省桂陽縣國土資源局，湖南 桂陽 424400）

不動產的注冊制度是我國的一種行之有效的行政手段。目前，GPS-RTK 技術已被廣泛用于地質測量，為我國的城市發(fā)展和經濟發(fā)展奠定了基礎。GPS-RTK法具有較高的測量準確率，因此，在房地產注冊時，需要依靠 RTK 技術進行實時的實時位置。基于此，GPS-RTK 技術成為當前房地產市場中的主要技術。

1 GPS-RTK 技術概述

GPS 具有自動化、高精度等特點，已成為當今全球地圖系統(tǒng)的一個主要組成部分，因而被廣泛地用于國際上。RTK 技術是實時動態(tài)通信技術，亦稱載波相位差法。RTK 是GPS 的一種新的、常用的測量手段。為了實現(xiàn)毫米的精確，以前的靜態(tài)、快速和動態(tài)的測試都需要在以后進行。RTK 技術是一種能夠在現(xiàn)場實現(xiàn)毫米級精確定位的技術。在 GPS 系統(tǒng)中，該系統(tǒng)使用了一種基于載波的實時動態(tài)差分法。RTK 技術極大地改善了生產過程中的工作質量。RTK 技術工作流程簡單，工作效率高，工作條件低，定位準確度高。RTK技術在房地產市場的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。

傳統(tǒng)的測距儀、經緯儀等常規(guī)測量儀是傳統(tǒng)的測量儀。測量的目的是根據有關資料的要求，對資料進行收集，它們之間的共同點是必須檢查位置與測量點之間的距離，同時，距離的長度不宜過長，兩者之間的距離必須控制在規(guī)定范圍內，否則，在大規(guī)模測量工作中獲得的結果的準確性是不夠的。映射或糾錯需要很長時間，從而降低工作效率。要求在測量點之間可見，但測邊和角度受條件限制，點位精度不高，導致一定誤差。這種傳統(tǒng)方法對測量儀器的依賴性很大，由于諸多限制因素造成的重疊，在現(xiàn)有的房地產登記系統(tǒng)中，難以適應對高精度、低誤差等資料的需求。GPS-RTK 技術可以在一定程度上解決常規(guī)檢測技術的缺陷，使其檢測準確率得到很大的改善。RTK 技術的迅速發(fā)展，為現(xiàn)代測圖界提供了新的測量方法。首先，它是以實時位置為基礎，使其具有較高的實時性和較高的精度。各映射點是相互關聯(lián)的，降低了錯誤發(fā)生的概率。當位置準確率達到要求時，用戶可以立刻終止監(jiān)控，減少人力、財力和物力，提高了檢測的速度，降低了工作的緊張程度。其次，GPS-RTK 技術在地圖繪制方面沒有受到地形、天氣等外界條件的制約，能夠更加順暢地設置控制點，增大了控制區(qū)域的合理范圍，減少了對環(huán)境的觀察。重新處理真實的流程是非常容易的。與常規(guī)方法相比，該方法的工作效率約為常規(guī)方法的3 次以上，節(jié)約了大量的人工，而且所造成的誤差非常低。RTK 技術能夠實現(xiàn)對點三維空間的迅速定位。GSP 技術的發(fā)展與智能化水平的日益提升，將為迅速獲得房地產用戶資料、實現(xiàn)房產信息的數字化打下堅實的基礎[1]。

2 GPS-RTK 定位技術的應用分析

2.1 測量原理分析

圖1 GPS-RTK 技術應用流程圖

GPS-RTK 是一種實時差分全球定位技術，這是我國房地產測量領域的一個重要標志。相對于已有的GPS 定位技術，它可以靈活地調站，縮短時間，并能達到毫米的擬距監(jiān)測，從而極大地改善了GPS 的工作性能。傳統(tǒng)的不動產測量過程是在實地采集資料，再由單位進行數據采集。利用這種技術，可以對任意時刻采集到的資料進行儲存、運算，并對測試的精度進行即時檢驗。該方法將GPS 接收端置于一個已有的坐標處，并通過已有的坐標和月歷來確定其校正的參數值。為了克服衛(wèi)星時鐘誤差、接收機時鐘誤差、電離層折光以及對流層造成的誤差，所述移動站傳輸的參數值進行校正，以調節(jié)GPS 的觀察結果。簡單地說，所知道的基準臺的坐標和GPS 的載波相位位置所產生的坐標是不一樣的，這些資料是由無線電波送至移動臺的接收端。所述移動站利用所述的參數將所述測量坐標修正為所述最后的資料。在實際應用中，基準臺和移動臺必須在同一時間內接受同一衛(wèi)星的數據。兩個站點的間距通常不超過25 km，并且可以達到1 厘米的精度。RTK 的靜止測距是RTK 接收端定位的一種方式，它的作用是建立一個控制網。在RTK 靜止狀態(tài)下，RTK 接收端的定位在全監(jiān)控期間是比較平穩(wěn)的。在數據分析中，以RTK 定位為不定時的參數，由衛(wèi)星觀測資料獲取要測的坐標。多臺RTK 接收器在同一時間對多個基站進行實時的靜態(tài)回饋。最起碼要有3 臺RTK主設備，監(jiān)測的時長從40 到數個小時[2]。

2.2 儀器操作注意事項

該設備有兩種工作模式：靜態(tài)模式和動態(tài)模式，分別應選擇水平控制測量的靜態(tài)方法和獲取碎片點坐標和測量未知點的動態(tài)方法。采集動態(tài)數據時，可以將基站設置為已知的水平控制點，也可以將基站設置為掃描區(qū)域內任何海拔較高的點。一般情況下，啟動設備后，數據傳輸電臺的頻道設置是什么，移動臺的藍牙連接是怎樣的，這些都由衛(wèi)星搜索和鎖定由其自己的軟件自動執(zhí)行，無需操作員。一般來說，啟動后可以快速進入“定解”狀態(tài)。如果沒有穩(wěn)定的解決方案，則必須從RTK 系統(tǒng)的基站、移動臺和數據信道來解決。接收機接收到的信號比較微弱。接收機通過大氣中的電離層和對流層等干擾環(huán)境接收衛(wèi)星發(fā)送的信號。因此，在沒有穩(wěn)定解決方案的情況下，參考站與衛(wèi)星之間出現(xiàn)信號問題的概率很高。從設備的工作原理可以得出以下原因：（1）基站原因：基站沒有接收到4顆衛(wèi)星信號，但是基站接收到的衛(wèi)星信號相差很大。如果基站設置在露天條件較好的海拔高度，應遠離各種強磁干擾源，如高壓線、電視塔、通訊塔等，因為RTK 數據傳輸采用超高頻率（UHF）電磁波，在盡量減少多徑效應的同時，無線電天線應盡可能遠離基站設置?；具h離大片水域和大型建筑物等信號。（2）移動臺站的原因：一般情況下兩個地面點距離較近時，電子系統(tǒng)可以模擬電離層的影響，也可以通過微分處理消除或減弱殘留影響。觀測值在任何時候空氣中都可能發(fā)生劇烈變化。衛(wèi)星信號到達基站和移動臺的效果不同，基線越長，效果越大。當電離層劇烈移動時，可能會導致循環(huán)滑動或鎖定。因此，在 RTK 測量中沒有靜態(tài)解的情況下，主要原因是移動臺無法確定整數的歧義，即初始化。主要有兩個原因：移動臺鎖定的連接衛(wèi)星數少于4 顆，移動臺離基站太遠。解決的辦法是在強磁干擾源周圍、仰角大于15°限制的測量區(qū)域等不利條件下，降低實用性，此時移動臺距離被測點不超過10km。（3）不全數據傳輸：能否實時接收基站的差分無線電數據信號是RTK 成功的關鍵因素，也是限制RTK 范圍的主要因素。大多數無線電測繪工具使用UHF 來傳輸和接收差分數據信號。因此，當移動臺沒有固定方案時，與數據傳輸有很大關系。具體有以下幾點：傳輸距離過大，數據鏈的傳輸距離來源于接收天線的高度等地形因素；數據傳輸格式。由于基站與移動臺距離較遠，無線傳輸的差分校正延遲較大，導致缺乏穩(wěn)定的解決方案。例如在RTCM3 數據格式中，如果數據量比較大，可以使用數據量比較少的數據來降低延遲。由于測區(qū)環(huán)境無法改變，因此無線電天線放置在地形相對較差、電磁波傳輸較差的高處，從而增加無線電的發(fā)射功率，并選擇數據傳輸較少的數據格式。在我們日常的RTK 應用中，我們可以根據RTK 的工作原理和影響因素，嘗試確定不定解的原因，盡快找出不定解的決定因素，從而更好更快地完成測量工作。

2.3 內業(yè)數據處理

結合數位測繪軟件，可高效開展室內外行業(yè)的數位測繪作業(yè)。在選取坐標時，GPS 測量的坐標為WGS-84 坐標。若要將其轉化為使用者坐標系統(tǒng)，則必須在進行測量之前，對其進行數值模擬。通常，標定時可以采用1 至3 個點。三個已知坐標系在掃描范圍內平均地分配，以達到更高的準確率。在野外采集資料之后，通常先在導引端進行定點校準，再將資料傳送至電腦。USB 的同步要求有軟件的支援。如果用一個串口，就直接用數據轉換。還可以將未經修正的原始資料引入TGO 進行點校。在獲取各特征點的三維坐標后，再按要求將數據進行相應的數據格式變換，從而獲得所需的點號、編碼和三維坐標數據，并利用地圖軟件進行數據處理。[3]

3 GPS-RTK 技術的具體應用

3.1 控制測量

目前，GPS-RTK 技術已廣泛應用于不同層次、不同特點的GPS 控制系統(tǒng)中。在實施控制網絡規(guī)劃時，GPS 技術的測量精度遠優(yōu)于傳統(tǒng)測量技術，并且由于不需要額外的時間來建立定位點，因此顯示出良好的自動化水平?？刂茰y量的技術要點如下。首先，在不動產測繪的野外工作中，利用GPS 技術實現(xiàn)控制測量。使用 GPS 技術的觀測一般基于 GPS 測量的衛(wèi)星信號，不需要連接到天文臺。在提高現(xiàn)有控制點精度的基礎上，建立對測量區(qū)域和地理條件的系統(tǒng)認識，結合測量項目對測量精度和控制的要求，實現(xiàn)對GPS 點規(guī)劃的統(tǒng)一管理。其次，在GPS 定位的實際工作中，需要注意以下幾點：一是監(jiān)測站應設置在大視野范圍內，監(jiān)測站與障礙物的仰角控制在15 度以內；二是要確保監(jiān)測站周圍沒有建筑物，引起衛(wèi)星信號的強烈反射。確保監(jiān)測站200 米范圍內無強電磁干擾源，減少GPS信號的干擾；三是GPS 監(jiān)測技術與傳統(tǒng)測量技術在數據處理和現(xiàn)場監(jiān)測方面存在一定差異。

3.2 房產平面控制測量中的應用

為了給水平測量提供準確的空間參考系統(tǒng)和定位參考，根據基本原理，建立水平控制網絡?？刂凭W絡的建設是房屋調查的前期工作。GPS-RTK 技術是GPS定位技術發(fā)展中的最新技術。它是一種基于載波電磁相位測量的實時差分測量技術，定位精度可達厘米級，完全可以滿足樓宇級控制網絡建設的精度要求。邊界點與相鄰根點坐標的平均誤差和邊界線與相鄰邊界線距離的平均誤差均小于5cm。移動臺通過接收衛(wèi)星信息和參考站信息，自動解碼計算定位數據，避免傳統(tǒng)固定GPS 測量數據后續(xù)計算時間過長。

3.3 地籍圖和房地產圖測繪中的應用

GPS-RTK 技術用于地籍和房地產測量。該技術主要用于土地或房屋的測繪，可達到厘米級精度，充分滿足測繪行業(yè)的需求。使用CASS 等專業(yè)的數據處理軟件，可以快速得到所需的地籍圖或房產圖，進而計算出土地或房屋的面積。使用RTK 技術測量土地權屬邊界點時，及時記錄邊界點或目標點的信息，以確保每個邊界點或目標點的準確性。與傳統(tǒng)方法相比，利用GPS-RTK 進行野外測量具有邊界點之間不要求可見度、效率高、方法靈活等優(yōu)點。

總之，GPS-RTK 技術在房地產勘測中的應用具有顯著的優(yōu)勢。不僅實用，而且可靠性高，提高了測繪結果的準確性和科學性[4]。

4 結語

為了有效督查國土資源與重要用地的使用情況，必須加強地籍測繪工作。信息技術的發(fā)展為不動產測量技術的發(fā)展奠定了基礎。GPS-RTK 技術能夠對地籍、海洋、房地產等房地產信息進行實時、動態(tài)的監(jiān)測，獲得有關的信息，其中包含了邊界和地物的信息，使其能夠更好地進行實時的監(jiān)測。

結論：GPS-RTK 技術的合理運用，能夠有效地建立起地理信息管理的 CORS 信息，并對其進行數字化、智能化管理。在促進城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展的同時，也可以有效地促進建筑的使用。