東莞市大嶺山鎮(zhèn)測繪隊 廣東東莞 523000

摘要：本文主要針對GPS-RTK在地籍測繪工作中的應用展開了探討，對GPS-RTK技術作了全面的介紹，詳細闡述了RTK技術在地籍測繪中的應用，并結合具體實例，對GPS-RTK技術的應用作了系統(tǒng)分析，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：地籍測繪；GPS-RTK；應用探討

0 引言

所謂的GPS-RTK，是一種新的常用的GPS測量方法，并憑借著具有天候觀測、布點靈活、精度高和計算速度快等優(yōu)點，如今在地籍測繪的工作中得到了廣泛的應用。而如何更為有效的推動GPS-RTK的應用，為地籍測繪速度和精度的提高帶來幫助，成為了相關工作者所要探索的問題。

1 GPS-RTK技術

1.1 基本原理

RTK技術采用差分GPS中的載波相位差分。這三類差分方式都是由基準站發(fā)送改正數(shù)，由流動站接收并對其測量結果進行改正，以獲得精確的定位結果，所不同的是發(fā)送改正數(shù)的具體內容不一樣，其差分定位精度也不同。前兩類定位誤差的相關性會隨基準站與流動站的空間距離的增加其定位精度迅速降低，故RTK采用載波相位差分方法。

RTK的工作原理是將一臺接收機置于基準站上，另一臺或幾臺接收機置于流動站上，基準站對GPS衛(wèi)星進行觀測，將采集的載波相位觀測值和站點坐標信息通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給流動站，流動站在觀測GPS衛(wèi)星并采集相應載波相位觀測值的同時，也接收來自基準站的信號，經(jīng)解調得到基準站的載波相位觀測值。流動站再利用OTF技術由基準站的載波相位觀測值和流動站的的載波相位觀測值求解整周模糊度，進行實時差分及平差處理，并根據(jù)基準站的站點坐標求得本站的坐標。這種方法的關鍵在于求解起始的整周模糊度即初始化，因此要求有足夠數(shù)量的衛(wèi)星和衛(wèi)星具有較好的幾何分布（PDOP值≤6）。為消除衛(wèi)星鐘和接收機鐘的鐘差，削弱衛(wèi)星星歷誤差、電離層延遲誤差和對流層延遲誤差的影響，RTK通常都采用雙差觀測值。

1.2 測量方法

（1）“無投影/無轉換”法。該種方法直接用接收機在基準站和流動站接收WGS-84坐標，其后利用觀測的已知點的WGS-84坐標和相應的地方坐標根據(jù)一定的數(shù)學模型進行轉換。這種方法基準站不一定要安置在已知點上，但根據(jù)不同的轉換方法，需要測量一定數(shù)量的已知點。

（2）“鍵入?yún)?shù)”法。把用靜態(tài)觀測求得的WGS-84坐標和地方坐標鍵入到手薄中，進行轉換，也可以直接輸入靜態(tài)觀測平差求得的轉換參數(shù)。該方法基準站需架設在已知點上，但可以不觀測其他已知點。

1.3 測繪質量控制方法

（1）已知點檢核比較法

用RTK測出已知控制點的坐標進行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。

（2）重測比較方法

每次初始化成功后，先重新測量1～2個之前已經(jīng)使用RTK測量過的點，確認無誤后，再進行工作。

（3）電臺變頻實時檢測方法

在測量區(qū)域內建立兩個或者兩個以上的基準站，每個基準站采用不同頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù)，而流動站通過變換頻率分別接收每個基準站的改正數(shù)據(jù)，將得到的兩個或兩個以上的解算結果進行分析對比，即可判斷其質量的水平。

以上這些方法，已知點檢核比較法較為穩(wěn)定可靠。但控制點的數(shù)量總是有限的，沒有控制點的區(qū)域則需要采用重測比較方法檢驗測量成果，而電臺變頻實時檢測方法需要配備兩臺以上（包含兩臺）基準站才能發(fā)揮作用。

2 RTK技術在地籍測繪中的應用

地籍測繪是對地塊權屬界線的界址點坐標進行精確測定，并把地塊及其附屬物的位置、面積、權屬關系和利用狀況等要素準確地繪制在圖紙上和記錄在專門的表冊中。地籍測繪除能為土地管理提供保障外，還為國民經(jīng)濟建設各相關部門提供信息和服務。地籍測繪的內容包括地籍控制測量和地籍碎步測量。地籍測繪遵循從整體到局部、先控制后碎步的原則。

2.1 RTK技術在地籍圖根控制測量中的應用

地籍圖根控制測量是在地籍基本控制測量的基礎上加密，直接滿足解析界址點和地籍圖測繪的要求。地籍圖根控制測量主要采用導線網(wǎng)、圖根三角測量和GPS相對定位網(wǎng)施測的方法。傳統(tǒng)的地籍圖根控制測量如導線網(wǎng)或圖根三角測量等方法，不僅費工費時，要求點間通視，而且精度分布不均勻。利用GPS靜態(tài)或者快速靜態(tài)相對定位測量，不需要各點之間通視就能夠精準地進行控制測量。不過采取這種方式需要對數(shù)據(jù)進行后處理，不能實現(xiàn)實時定位和了解精度，如果經(jīng)過內業(yè)處理后不能達到要求，就必須進行重新測量。但使用RTK技術進行圖根控制測量，不但可以實時地知道定位的結果，而且可以實時了解定位的精度，大大提高了作業(yè)的效率。在當下，RTK技術已經(jīng)廣泛用于地籍圖根控制測量。

根據(jù)《城鎮(zhèn)地籍調查規(guī)程》和《城市測量規(guī)范》規(guī)定，圖根控制點相對于起算點的點位中誤差不應大于O.O5m，高程中誤差相對于起算點不應大于1/1O基本等高距H/m，如表1所示。

表1 圖根點點位中誤差和高程中誤差

2.2 RTK技術在地籍碎步測量中的應用

地籍測繪中需要將地物、地貌的特征點測繪到圖紙上，這些特征點又稱為碎部點。相對于地籍控制測量而言，測繪具體的地物和地貌是測區(qū)碎部，因此稱為地籍碎部測量。地籍碎步測量是地籍測繪的核心，是在地籍控制測量的基礎上測繪每宗土地的權屬界線、位置、形狀及地類界限等并計算面積、繪制地籍圖和宗地圖。

地籍碎步測量主要采用RTK和全站儀施測，對于視野開闊、GPS信號好的地方采用RTK測量，對于房屋密集及比較隱蔽的地方采用全站儀施測。對于某些全站儀和RTK均不能測量的特殊碎部點，再輔助手持測距儀、皮尺等工具測量。

將RTK技術運用到地籍碎步測量中，使每一宗土地的權屬界址點的測量只需要一個人就可以完成。操作員只需帶著RTK到相關的位置，輸入特征編碼，在點位精度符合要求的情況下，用電子手薄測定記錄該區(qū)域內的碎部點，再用專業(yè)的測圖軟件繪制成圖。RTK測定點位不需要點間通視，因此采用RTK技術可以大幅提高測量的工作效率。

根據(jù)《地籍測繪規(guī)范》規(guī)定，界址點的精度分三級，如表2所示，各級界址點相對于鄰近控制點的點位誤差和間距超過5Om的相鄰界址點間距誤差不超過表2的規(guī)定；間距未超過5Om的界址點間的間距誤差限差不應超過式（1）計算結果。需要測定建筑物角點的坐標時，建筑物角點坐標的精度等級和限差執(zhí)行與界址點相同的標準。

表2 界址點精度指標

ΔD=±（mi+O.O2miD）， （1）

式中：mi為相應等級界址點規(guī)定的點位中誤差，單位m；D為相鄰界址點間的距離，單位m；ΔD為界址點坐標計算的邊長與實量邊長較差的限差，單位m.

3 實例分析

3.1 測區(qū)概況

本測區(qū)位于我鎮(zhèn)東南郊，地勢比較平坦，但由于房屋、魚塘密布，又有樹林、灌木遮擋，使用全站儀難以通視。本次需測量的宗地地塊面積較大，呈帶狀分布，宗地數(shù)目多，作業(yè)權屬關系復雜，權屬界址點數(shù)量大，采用傳統(tǒng)測量手段很難在短時間內完成所有宗地的權屬界址點測量工作。因此決定采用RTK建立圖根控制網(wǎng)并進行碎部測量，在房屋密集及比較隱蔽的地方則聯(lián)合全站儀施測。

3.2 外業(yè)實施

（1）基準站的選定及建立。RTK數(shù)據(jù)傳輸距離是RTK應用的關鍵，距離的多少決定了其性能的優(yōu)劣。由于采用UHF波，傳播的方式主要是空間波，其穿透性強，直線傳播性強，但易受障礙物、地形和地球曲率的影響。理想的傳送距離為

式中：H1和H2分別是基準站和流動站電臺的天線高，單位為m；D為數(shù)據(jù)鏈的覆蓋范圍的半徑，單位km.由于RTK數(shù)據(jù)鏈的傳播限制和定位精度要求，測量距離一般不超過1Okm.基準站架設在測區(qū)一棟樓頂?shù)腅級GPS控制點上，天空較為開闊，有利于衛(wèi)星信號的接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)送。

（2）坐標系統(tǒng)的轉換。常用的坐標轉換參數(shù)有三參數(shù)、四參數(shù)和七參數(shù)三種。七參數(shù)坐標轉換不但精度高，作用距離也較長。根據(jù)七參數(shù)轉換的原理，在兩個坐標系中有3個公共點就可以計算出轉換參數(shù)。鑒于本測區(qū)作業(yè)半徑大，且測區(qū)內有足夠多已知坐標的E級GPS控制點，因此采用了分布均勻的1O個公共點來求取WGS-84坐標系到坐標系的轉換參數(shù)，這樣高程擬合模型為多項式曲面擬合，理論上可獲得更高的高程精度。然后在基準站上鍵入轉換參數(shù)。

（3）流動站的設置。設置完電臺頻率、工作方式后，流動站即可開始測量作業(yè)。

3.3 RTK測量精度分析

（1）為檢驗本測區(qū)七參數(shù)坐標系統(tǒng)轉換殘差，本次測繪作業(yè)過程中不同時段用已知點比較法檢核了未參與解算的1O個E級GPS控制點，分析對比RTK測量與GPS靜態(tài)測量間點位精度的情況，如表3所示：

表3 RTK測量與GPS靜態(tài)測量較差表

由較差計算得RTK點位中誤差MP為O.O11m，高程中誤差MH為O.O19m.由此可以得出，本測區(qū)坐標系統(tǒng)轉換精度良好，符合《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)（RTK）測量技術規(guī)范》要求，可進行地籍圖根控制及碎部測量。

（2）為檢驗RTK進行地籍圖根控制測量精度，RTK測量結束后，用全站儀按一級導線的要求聯(lián)測了部分地籍圖根控制點，現(xiàn)取其中與導線測量成果進行較差分析，算出圖根控制點點的點位誤差、點位中誤差和高程中誤差，如表4所示。

表4 圖根控制點與導線點較差表

根據(jù)表4的數(shù)據(jù)可算出圖根控制點點點位中誤差MP為±O.O15m，高程中誤差MF為±O.O25m，由此可見，RTK測量可替代常規(guī)的一級導線，進行地籍圖根控制測量。

（3）為檢驗RTK進行地籍碎步測量的精度，運用全站儀極坐標法對3OO個RTK碎部點進行檢查，結果如表5、表6所示。

表5 RTK碎步點點位誤差較差表

表6 RTK碎步點高程較差表

由此可以得出，RTK碎步測量的精度符合《地籍測繪規(guī)范》的要求。

3.4 工程中需注意的問題

實踐表明，RTK技術應用于地籍測繪能大幅提高工作效率，但在使用過程中，也存在一些值得注意的問題，以下列舉其中幾個，以期為同類工程提供參考：

（1）RTK基準站要架設在測區(qū)的較高點位上，這樣視野比較開闊，減少周圍障礙物對接受衛(wèi)星信號的影響，也有利于電臺信號的發(fā)送。

（2）基準站要避免架設在強電磁波干擾源附近，如高壓輸電線路、大功率無線電發(fā)射源（通訊基站、電視發(fā)射塔、微波站）等，否則容易造成失鎖。

（3）在RTK測量中，同距離有關的誤差將隨流動站到基準站的距離的增加而加大。因此建議作業(yè)半徑不超過1OKm.

（4）坐標系統(tǒng)轉換參數(shù)直接影響著測量精度，盡量選取高等級的控制點進行求解，確?？刂泣c均勻分布覆蓋測區(qū)，同時加強檢核工作。

4 結束語

GPS-RTK因其具有天候觀測、布點靈活、精度高和計算速度快等優(yōu)點，在地籍測繪的中得到了廣泛的應用。綜上所述，本文通過結合具體的實例，對GPS-RTK在地籍測繪中的應用作了系統(tǒng)的探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

參考文獻：

[1]柴海燕.GPS-RTK在地籍測繪工作中的應用[J].科技視界.2012（25）.

[2]宋洋.GPS-RTK技術在地籍測量中的應用探討[J].中國新通信.2013（08）.