李　潔　高　晉

摘要：隨著測(cè)繪技術(shù)的迅猛發(fā)展,地形地籍測(cè)量的方法和技術(shù)也在不斷地進(jìn)步和更新。結(jié)合GPS——RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)地形地籍測(cè)量工作中的應(yīng)用,本文概括了RTK技術(shù)的相關(guān)理論,并闡述了RTK在具體應(yīng)用中的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：GPS——RTK技術(shù)；地行地籍測(cè)量

1概述

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)是建立在載波相位觀測(cè)值基礎(chǔ)上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，本文就利用這項(xiàng)新技術(shù)在地形和地籍測(cè)量中的應(yīng)用情況做一介紹。地形測(cè)圖是為城市以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃和各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。地籍測(cè)量是精確測(cè)定土地權(quán)屬界址點(diǎn)的位置，同時(shí)測(cè)繪供土地管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖，并量算土地面積。

GPS新技術(shù)的出現(xiàn)，可以高精度并快速地測(cè)定各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)。特別是應(yīng)用RTK新技術(shù)，甚至可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，便可以高精度并快速地測(cè)定界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo)，利用測(cè)圖軟件可以在野外一次測(cè)繪成電子地圖，然后通過計(jì)算機(jī)和繪圖儀、打印機(jī)輸出各種比例尺的圖件。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)（如偽距或相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)（如基準(zhǔn)站點(diǎn)坐標(biāo)）實(shí)時(shí)傳輸給流動(dòng)站GPS接收機(jī)，流動(dòng)站快速求解整周模糊度，在觀測(cè)到四顆衛(wèi)星后，可以實(shí)時(shí)地求解出厘米級(jí)的流動(dòng)站動(dòng)態(tài)位置。這比GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)定位需要事后進(jìn)行處理來說，其定位效率會(huì)大大提高。故RTK技術(shù)一出現(xiàn)，其在測(cè)量中的應(yīng)用立刻受到人們的重視和青睞。

2RTK測(cè)量技術(shù)原理

RTK(RealTimeKinematic)測(cè)量技術(shù)又稱載波相位差分技術(shù),是以WGS-84坐標(biāo)為基礎(chǔ)的全球通用的一種動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù),實(shí)時(shí)處理基準(zhǔn)站、流動(dòng)站兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)值的差分方法。它又可分為修正法 和差分法。修正法是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給流動(dòng)站,改正流動(dòng)站所接收到的載波相位,進(jìn)而解求坐標(biāo),也稱準(zhǔn)RTK;差分法是將基準(zhǔn)站采集到的載波相位發(fā)送給流動(dòng)站,進(jìn)行求差解算坐標(biāo),即真正的RTK。

RTK的關(guān)鍵技術(shù)在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),RTK定位要求基準(zhǔn)站接收機(jī)觀測(cè)到的載波相位觀測(cè)值及基準(zhǔn)站坐標(biāo)等通過數(shù)據(jù)通信鏈實(shí)時(shí)傳送給流動(dòng)站接收機(jī),流動(dòng)站不僅僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站各項(xiàng)數(shù)據(jù),而且還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,求得高精度的定位結(jié)果。

城鎮(zhèn)地籍測(cè)量是在1954年北京坐標(biāo)系或本地坐標(biāo)系上進(jìn)行的,因此,要快速完成測(cè)量工作,就必須實(shí)時(shí)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可采用至少三個(gè)以上同時(shí)擁有WGS-84地心坐標(biāo)和1954年北京坐標(biāo)或本地坐標(biāo)的已知點(diǎn),按Bursa模型解求七個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)。其數(shù)學(xué)模型為:

式中Xo,Yo,Zo是兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的平移參數(shù),Ex,Ey,Ez是兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)參數(shù),δμ 是兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的尺度比。在不考慮七參數(shù)中尺度比和旋轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí),可以現(xiàn)場(chǎng)求定三個(gè)平移參數(shù),即令δμ =1，Ex,Ey,Ez均為0即可。其簡(jiǎn)化公式為:

即僅求出3個(gè)平移參數(shù)。仍可以滿足一定精度要求的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3RTK技術(shù)應(yīng)用

RTK技術(shù)用于各種控制測(cè)常規(guī)控制測(cè)量如三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且精度不均勻，外業(yè)中不知道測(cè)量成果的精度。GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量無需點(diǎn)間通視能夠高精度地進(jìn)行各種控制測(cè)量，但是需要時(shí)候進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)定位并知道定位精度，內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求必須返工測(cè)量。而用RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量既能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)知道定位精度。這樣可以大大提高作業(yè)效率。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位可以達(dá)到厘米級(jí)的精度，因此，除了高精度的控制測(cè)量仍采用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)之外，RTK技術(shù)即可用于地形測(cè)圖中的控制測(cè)量，地籍測(cè)量中的控制測(cè)量和界址點(diǎn)點(diǎn)位的測(cè)量。

地形測(cè)圖一般是首先根據(jù)控制點(diǎn)加密圖根控制點(diǎn)，然后在圖根控制點(diǎn)上用經(jīng)緯儀測(cè)圖法或平板儀測(cè)圖法測(cè)繪地形圖。近幾年發(fā)展到用全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法，利用測(cè)圖軟件測(cè)繪地形圖。但都要求測(cè)站點(diǎn)與被測(cè)的周圍地物地貌等碎部點(diǎn)之間通視，而且至少要求2-3人操作。

4RTK技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

地籍和測(cè)量中應(yīng)用RTK技術(shù)測(cè)定每一宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)以及測(cè)繪地籍圖，同上述測(cè)繪地形圖一樣，能實(shí)時(shí)測(cè)定有關(guān)界址點(diǎn)及一些地物點(diǎn)的位置并能達(dá)到要求的厘米級(jí)精度。將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入GPS系統(tǒng)，可及時(shí)地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS衛(wèi)星信號(hào)接收的遮蔽地帶，應(yīng)使用全站儀、測(cè)距儀、經(jīng)緯儀等測(cè)量工具，采用解析法或圖解法進(jìn)行細(xì)部測(cè)量。

在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中，RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計(jì)算用地面積。利用RTK技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)定界放樣是坐標(biāo)的直接放樣，建設(shè)用地勘測(cè)定界中的面積量算，實(shí)際上由PS軟件中的面積計(jì)算功能直接計(jì)算并進(jìn)行檢核。避免了常規(guī)的解析法放樣的復(fù)雜性，簡(jiǎn)化了建設(shè)用地勘測(cè)定界的工作程序。

在土地利用動(dòng)態(tài)檢測(cè)中，也可利用RTK技術(shù)。傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)野外檢測(cè)采用簡(jiǎn)易補(bǔ)測(cè)或平板儀補(bǔ)測(cè)法。如利用鋼尺用距離交會(huì)、直角坐標(biāo)法等進(jìn)行實(shí)測(cè)丈量，對(duì)于變通范圍較大的地區(qū)采用平板儀補(bǔ)測(cè)。這種方法速度慢、效率低。而應(yīng)用RTK新技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，則可提高檢測(cè)的速度和精度，省時(shí)省工，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，保證了土地利用狀況調(diào)查的現(xiàn)實(shí)性。

5應(yīng)用體會(huì)

GPS正在越來越多的測(cè)量工作中得到應(yīng)用，其在地籍測(cè)量中的應(yīng)用就是一例，RTK技術(shù)與其它測(cè)量儀器和測(cè)量方法相比，具有不能比擬的優(yōu)勢(shì)。RTK方式出現(xiàn)后不要馬上開始測(cè)量，要等GPS穩(wěn)定約20分鐘左右才能開始測(cè)量，否則將有較大的誤差，代入記錄數(shù)據(jù)后，如正常工作以后則其記錄方式不受影響。電臺(tái)信號(hào)不能太遠(yuǎn)，根據(jù)我們幾年的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，RTK的范圍以不超過10KM為原則，否則解算速度、精度等都大受影響。利用RTK進(jìn)行地籍測(cè)量，不受天氣、地形、通視等條件的限制，工作效率比傳統(tǒng)方法提高3- 4倍。利用RTK技術(shù)比傳統(tǒng)方法大大節(jié)省人力。

6結(jié)論與建議

GPSRTK測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于地籍測(cè)量,無論從定位精度還是作業(yè)效率看,都是可行的,而且也拓寬了GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

GPSRTK應(yīng)用于地籍測(cè)量有其他儀器不能比擬的優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)速度快、效率高。在通常條件下,利用RTK測(cè)量幾秒鐘即可獲得一個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。定位精度高。RTK測(cè)量各點(diǎn)間的精度基本上是獨(dú)立的,減少了測(cè)量誤差傳播和積累,這不同于導(dǎo)線測(cè)量和GPS網(wǎng)測(cè)量成果中點(diǎn)的精度。操作簡(jiǎn)便,容易使用。隨著GPS接收機(jī)不斷改進(jìn),自動(dòng)化程度越來越高,體積越來越小,重量越來越輕。能全天候、全天時(shí)地作業(yè)。RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界址點(diǎn)位置并能達(dá)到要求的厘米級(jí)精度,從而確定土地使用界限范圍,計(jì)算宗地權(quán)屬面積。在影響GPS衛(wèi)星信號(hào)接收的遮蔽地帶,也可在界址點(diǎn)附近作出兩個(gè)控制點(diǎn),再用全站儀等傳統(tǒng)測(cè)量工具進(jìn)行細(xì)部測(cè)量,以彌補(bǔ)GPSRTK測(cè)量的不足。

在計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí),要注意:已知點(diǎn)最好選在測(cè)區(qū)四周及中心,均勻分布,能有效的控制測(cè)區(qū)。盡量減少轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。為了提高精度,最好選5個(gè)以上的點(diǎn)利用最小二乘法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。為了校驗(yàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和正確性,還可以選用幾個(gè)點(diǎn)不參與計(jì)算,而帶入公式起校驗(yàn)作用,經(jīng)過校驗(yàn)滿足要求的轉(zhuǎn)換參數(shù)認(rèn)為是可靠的。

結(jié)束語

GPSRTK測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用使得地籍測(cè)繪的精度、作業(yè)效率和實(shí)時(shí)性達(dá)到最佳的融合, 極大地推進(jìn)了數(shù)字化地籍測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,使城鎮(zhèn)地籍管理和地籍測(cè)量手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化,有力地促進(jìn)城鎮(zhèn)地籍信息系統(tǒng)的建設(shè)和城鎮(zhèn)地籍管理水平的提高。相信隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的增強(qiáng)、數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性、抗干擾性水平和軟件水平的提高,RTK技術(shù)將在地籍測(cè)量和其他領(lǐng)域得到更廣闊的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]徐紹銓,張華海,楊志強(qiáng)等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢:武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社,1998.

[2]全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.

[3]詹長根,唐祥云,劉麗等.地籍測(cè)量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2001.

作者簡(jiǎn)介：李潔，女，助理講師，本科，現(xiàn)從事工程測(cè)量方面的教育教學(xué)工作。