李瑞剛

摘要：GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了測量外業(yè)的作業(yè)效率和精度，是GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新突破。本文從控制測量、地籍碎部測量和放樣三個方面對其在城市地籍測量中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并分析了其優(yōu)點(diǎn)及在城市地籍測量應(yīng)用中存在的問題。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；地籍測量；城市測量

隨著測繪科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的測繪方法及技術(shù)開始逐步被不斷發(fā)展更新的一些新儀器設(shè)備、新技術(shù)方法所取代。這些新儀器設(shè)備和技術(shù)方法的出現(xiàn)不斷的引發(fā)測繪技術(shù)的革命，使測量的精度和效益得到很大程度的提高。GPS-RTK技術(shù)（Real Time Kinematic，實(shí)時動態(tài)定位），也叫做載波相位動態(tài)實(shí)時差分技術(shù)，該方法基于載波相位所獲得的觀測值，對兩個測站載波相位觀測量的差分進(jìn)行實(shí)時處理，從而實(shí)時地獲得測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位，并且在一定范圍內(nèi)其測量精度可達(dá)到厘米級，從而極大地提高了測量外業(yè)的作業(yè)效率和精度，是GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新突破[1]。GPS-RTK技術(shù)是基于GPS技術(shù)發(fā)展起來的，是GPS在測繪科學(xué)中應(yīng)用的一個重大里程碑，由于其具有操作快捷、精度和自動化程度高、實(shí)時性強(qiáng)，并且不累積定位誤差等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于地形測圖、控制測量以及工程放樣等多種工程領(lǐng)域和城市地籍測量之中。

2. GPS-RTK技術(shù)在城市地籍測量中的應(yīng)用

2.1 控制測量

城市地籍控制測量往往采用三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)的方法來進(jìn)行，要求相鄰控制點(diǎn)之間要能夠通視，因此其技術(shù)規(guī)范對導(dǎo)線的長度和圖形均具有一定程度的要求[2]。由于我們在進(jìn)行外業(yè)測設(shè)的過程之中是無法實(shí)時了解和明確導(dǎo)線的精度的，因此當(dāng)完成測設(shè)并進(jìn)行內(nèi)業(yè)的平差處理后，如果發(fā)生測量精度與規(guī)范要求不相符合的情況，則只能進(jìn)行返工重測，而GPS-RTK技術(shù)的使用極好地解決了傳統(tǒng)控制測量過程中可能發(fā)生的這些情況。RTK在進(jìn)行控制測量時，點(diǎn)與點(diǎn)之間不需要達(dá)到完全通視，并且也不需要進(jìn)行導(dǎo)線平差，同時對控制點(diǎn)之間的圖形和邊長等均也沒有限制。此外，采用GPS-RTK技術(shù)能夠?qū)崟r獲得和提供定位的坐標(biāo)數(shù)據(jù)、精度，并將坐標(biāo)及點(diǎn)位精度及時更新并實(shí)時顯示在測量控制器上，如果點(diǎn)位精度達(dá)到要求，用戶就可以將坐標(biāo)的均值、精度及圖形屬性等數(shù)據(jù)資料存貯到電子手簿中。一般情況下，一個控制點(diǎn)的測量能夠在幾分鐘，甚至是幾秒鐘內(nèi)就可以完成，從而極大地提高了作業(yè)效率。需要注意的是，在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行布設(shè)控制網(wǎng)前，必須通過GPS-RTK的點(diǎn)校正功能計(jì)算出測區(qū)的WGS-84坐標(biāo)與80或54坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，從而有效避免投影變形，最終獲得更精確的控制點(diǎn)坐標(biāo)成果。

2.2 地籍碎部測量

用全站儀進(jìn)行碎步測量時，每個點(diǎn)的測量均需要輸入該點(diǎn)的地物編碼，再利用成圖軟件進(jìn)行成圖，要求測站點(diǎn)和被測的碎部點(diǎn)之間一定要能夠通視，并且要2～3人同時進(jìn)行作業(yè)。而采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行碎部測量時，不要求通視，在架設(shè)好基準(zhǔn)站后僅需一人即可完成作業(yè)，從而大大提高了測圖的工作效率。用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行城市地籍碎部測量的具體方法如下：首先，測量員對儀器進(jìn)行初始化（獲得固定解）；其次，在要進(jìn)行測量的地形地貌碎部點(diǎn)上，將測桿對中，當(dāng)氣泡居中后，開始進(jìn)行測量，只需幾秒鐘就可以獲得該點(diǎn)的坐標(biāo)，當(dāng)精度達(dá)到要求時，即可輸入該點(diǎn)的特征編碼進(jìn)行可保存；最后，當(dāng)把測區(qū)內(nèi)的所有地形地物點(diǎn)位測定完成之后，利用專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸和處理軟件輸出所獲得的全部的測量點(diǎn)。

2.3 放樣

所謂放樣就是通過采用一定的儀器和方法，在實(shí)際地點(diǎn)把人為設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位標(biāo)定出來[3]。采用經(jīng)緯儀交會放樣、全站儀的邊角放樣和距離交會等傳統(tǒng)的放樣技術(shù)進(jìn)行放樣點(diǎn)位時，常常需要根據(jù)測量的結(jié)果移動目標(biāo)，使其到達(dá)設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位。因此，傳統(tǒng)的放樣與測圖一樣，要求通視情況良好，同時需要跑尺者和觀測者兩個作業(yè)人員，工作效率不高。而當(dāng)采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行放樣時，通過內(nèi)業(yè)用專門的軟件編輯好需放樣的點(diǎn)（或線）坐標(biāo)，然后傳輸?shù)紾PS的手簿中，就可以在野外進(jìn)行操作，具體操作時依據(jù)提示選擇好放樣點(diǎn)之后，GPS-RTK就會實(shí)時解算獲得天線所在位置的坐標(biāo)，并將其與待放樣的坐標(biāo)進(jìn)行比較，從而得出二者之間的坐標(biāo)差；然后通過GPS手簿的界面文字和圖形導(dǎo)航到點(diǎn)。因此，可以認(rèn)為這種作業(yè)方法能夠?qū)崿F(xiàn)快速找到放樣點(diǎn)。

3. GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢及局限性

3.1 優(yōu)勢

1）作業(yè)效率高、速度快。利用GPS-RTK進(jìn)行地籍測量在短時間內(nèi)即可得到一個點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

2）定位精度高。RTK技術(shù)進(jìn)行測量時各點(diǎn)間的精度往往是獨(dú)立的，從而大大減少了測量誤差的傳播和積累。

3）操作簡便，容易使用。隨著測繪技術(shù)的發(fā)展和GPS接收機(jī)不斷改進(jìn)，RTK自動化的程度越來越高，體積和重量越來越小。

4）能夠?qū)崿F(xiàn)全天候和全天時地作業(yè)。

3.2 局限性

1）衛(wèi)星信號問題

在某一確定的時間段內(nèi)，GPS全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星信號不可能完全覆蓋全球所有國家，因此可能產(chǎn)生假值。此外，RTK在進(jìn)行初始化時至少需要5顆衛(wèi)星，因而當(dāng)測量地點(diǎn)位于城市高樓密布區(qū)或者那些衛(wèi)星信號接收不好的地方之時，則可能發(fā)生無法初始化和得不出固定解的情況。

2）數(shù)據(jù)鏈傳輸問題

在進(jìn)行城市地籍測量中，由于受到高樓大廈的遮擋以及其他多種高頻信號源的干擾，可能導(dǎo)致在傳輸過程中數(shù)據(jù)鏈的傳輸質(zhì)量發(fā)生嚴(yán)重衰減，導(dǎo)致流動站可能無法接收到基準(zhǔn)站所發(fā)射的信息，從而致使RTK不能進(jìn)行正常作業(yè)。

3）有效距離問題

由于上述電臺功率和數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量方面的原因，可能對RTK作業(yè)的有效距離產(chǎn)生一定的限制，即限制流動站和基準(zhǔn)站之間的距離。此外，當(dāng)流動站和基準(zhǔn)站的之間的距離超過一定值時，測量結(jié)果的誤差可能超限，因此一般情況下，RTK的實(shí)際作業(yè)有效距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其所標(biāo)稱的距離。依據(jù)多年的實(shí)際作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為基準(zhǔn)站和流動站之間的距離控制在6km以內(nèi)為佳。

參考文獻(xiàn)

[1]令狐義強(qiáng). GPS-RTK技術(shù)在城市地籍測量中的應(yīng)用[J]. 測繪與空間地理信息，2011，03：108-109+115.

[2]岳龍. GPS RTK技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用研究[J]. 測繪與空間地理信息，2014，03：158-159+163.