楊興強(qiáng)

（茂名市國土資源勘探測繪院，廣東 茂名 525000）

在我國城鎮(zhèn)化道路的建設(shè)中，城鎮(zhèn)地籍管理工作尤為重要，是政府開發(fā)利用城鎮(zhèn)土地的基礎(chǔ)，而城鎮(zhèn)地籍測量工作作為城鎮(zhèn)地籍管理工作的基礎(chǔ)，發(fā)揮著重要的作用，隨著大量城鎮(zhèn)土地的開發(fā)，城鎮(zhèn)地籍管理部門越來越重視城鎮(zhèn)地籍測量工作。隨著GPS RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用，我國城鎮(zhèn)地籍測量的測量速度越來越快，精準(zhǔn)度越來越高，使得其在地籍測量中的應(yīng)用逐漸普及開來。

1.GPS RTK在城鎮(zhèn)地籍測量中的工作原理

GPS RTK技術(shù)也稱為載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，是以WGS-84坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，在測量中采用相位差分進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量的技術(shù)，廣泛適用于當(dāng)前測量工作中。RTK系統(tǒng)是由基準(zhǔn)站、流動(dòng)站以及通訊系統(tǒng)組成，基準(zhǔn)站包括GPS接收機(jī)、GPS天線、無線電通訊發(fā)射設(shè)備以及電源和基準(zhǔn)控制器等，流動(dòng)站包括GPS接收機(jī)、GPS天線、無線電通訊接受設(shè)備以及顯示控制器。其工作原理是基準(zhǔn)站將接受的載波相位與基準(zhǔn)站信息發(fā)送到流動(dòng)站，流動(dòng)站自身在接收GPS信號時(shí)，接收基準(zhǔn)站的載波相位與GPS信息，將接收到的基準(zhǔn)站信息傳入控制器，并將基準(zhǔn)站的載波相位與自身接收的載波相位進(jìn)行差分處理，求解出兩站的基線值，再輸入相應(yīng)坐標(biāo)、轉(zhuǎn)換參數(shù)與投影參數(shù)，即可得出實(shí)時(shí)位置坐標(biāo)，RTK實(shí)際工作原理如圖?；鶞?zhǔn)站將載波相位發(fā)送到流動(dòng)站來求差接算坐標(biāo)是RTK的差分法，這是實(shí)際的RTK測量技術(shù)，而基準(zhǔn)站將載波相位修正后發(fā)送到流動(dòng)站，再由流動(dòng)站對載波相位進(jìn)行修正再得出坐標(biāo)，叫做修正法，也稱為準(zhǔn)RTK。RTK的應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

RTK工作原理圖

2.GPS RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量中的價(jià)值

GPS RTK技術(shù)應(yīng)用在城鎮(zhèn)地籍測量工作中擁有傳統(tǒng)地籍測量技術(shù)不能相比的優(yōu)勢：

2.1 測量精度高

GPS RTK技術(shù)應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，在測量時(shí)定位精準(zhǔn)度高，基準(zhǔn)站與各流動(dòng)站之間的精度是獨(dú)立的，不存在誤差累計(jì)，在一定的作業(yè)范圍內(nèi)能夠達(dá)到厘米級的精度。

2.2 作業(yè)要求低

RTK技術(shù)的作業(yè)要求極低，只要滿足電磁波的有效傳輸即可進(jìn)行精準(zhǔn)作業(yè)，因此能進(jìn)行全天候的測量，受地形、氣候、能見度等因素影響較小。

2.3 操作簡便，功能強(qiáng)大

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，RTK技術(shù)所用GPS接收機(jī)也在不斷改進(jìn)，具有自動(dòng)化程度高、體積小、重量輕的特點(diǎn)，便于操作，在進(jìn)行站點(diǎn)設(shè)置時(shí)，只需要進(jìn)行簡單的設(shè)置，就能夠獲得測量坐標(biāo)或者進(jìn)行坐標(biāo)放樣。RTK技術(shù)應(yīng)用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，因此其能夠快速進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與處理，功能強(qiáng)大

2.4 測量效率高

相比于傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)地籍測量技術(shù)，在一級、二級、三級與圖根點(diǎn)控制點(diǎn)布設(shè)和部分地形測量中RTK技術(shù)擁有超高的測量速度，一般在進(jìn)行測量時(shí)只需要單人操作，在幾秒內(nèi)即可獲得一個(gè)點(diǎn)精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)，測量效率高。

3.GPS RTK在城鎮(zhèn)地籍測量中的不足

3.1 受衛(wèi)星影響

在RTK測量中，GPS衛(wèi)星的運(yùn)行狀況影響著測量的精度，在我國某些地區(qū)的城鎮(zhèn)地基測量工作中，受衛(wèi)星影響，GPS信號不能有效傳輸，RTK測量很難得到固定解。在目前隨著我國北斗衛(wèi)星不斷增加，和現(xiàn)在三星的RTK出現(xiàn)，使得GPS衛(wèi)星影響因素逐漸減弱。

3.2 受電離層影響

根據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)，在廣東粵西地區(qū)在下午RTK測量受電離層干擾較大，延長了站點(diǎn)的初始化，在有些情況下站點(diǎn)不能夠完成初始化，尤其是在中午一至三點(diǎn)的時(shí)候，RTK測量難以得到長期固定解不利于測量。

3.3 信號傳輸易受影響

在RTK數(shù)據(jù)信號傳輸時(shí)，容易受到多種因素影響，如建筑物阻隔，山體、水源等反射，城鎮(zhèn)電磁干擾等；信號傳輸還會(huì)受到對空通視不足影響；在某些山區(qū)地區(qū)的城鎮(zhèn)還會(huì)在高程轉(zhuǎn)換時(shí)遇到困難，導(dǎo)致精準(zhǔn)度下降。除此之外，當(dāng)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的距離超出時(shí)，信號傳輸也會(huì)受到影響，導(dǎo)致誤差加大。

4.GPS RTK在城鎮(zhèn)地籍測量中的實(shí)踐應(yīng)用方法

GPS RTK應(yīng)用在城鎮(zhèn)地籍控制測量和部份地形測量中時(shí)相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，本次研究以GPS RTK技術(shù)在某城鎮(zhèn)地籍測量工作中的應(yīng)用為例，來分析RTK技術(shù)在實(shí)際測量工作中的實(shí)踐應(yīng)用方法以及所需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。該測繪區(qū)域位于整個(gè)城市北部，屬于工業(yè)區(qū)域居民生活區(qū)，城市建筑物密集，交通線路復(fù)雜，無線電信號復(fù)雜，在交通線兩旁普遍栽植桐低矮茂盛的喬木。本次城鎮(zhèn)地籍測量遍布整個(gè)城區(qū)，該城區(qū)用地種類眾多，權(quán)屬關(guān)系較為復(fù)雜，宗地?cái)?shù)量眾多，權(quán)屬界址點(diǎn)數(shù)相對較大。本次測量區(qū)域約60km2，采用GPS RTK測量技術(shù)能夠快速精準(zhǔn)的完成測量工作。在實(shí)際測量工作之前進(jìn)行實(shí)地勘察，對技術(shù)手段進(jìn)行了多次的實(shí)踐檢測與調(diào)整。

4.1 選定基準(zhǔn)站

在使用RTK技術(shù)進(jìn)行城鎮(zhèn)地籍測量時(shí)，基準(zhǔn)站的選定以及布設(shè)是GPS RTK測量工作的關(guān)鍵點(diǎn)。本次測量在進(jìn)行基準(zhǔn)站的布設(shè)時(shí)，一般選擇較高的樓頂進(jìn)行布設(shè)，遠(yuǎn)離電視塔與多種城市信號天線，地形較平緩，與各流動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)傳輸受影響較小，周圍無GPS信號反射。使用靈銳S86一體化GPS RTK測量系統(tǒng)，在5km半徑范圍內(nèi)布置流動(dòng)站能夠清晰接受基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，選定該城區(qū)7點(diǎn)C級GPS三位控制網(wǎng)點(diǎn)造成本次測量基準(zhǔn)框架，利用7個(gè)控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)系與1980年西安坐標(biāo)系成果得出其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

4.2 流動(dòng)站設(shè)置

在進(jìn)行流動(dòng)站的設(shè)置時(shí)，使用運(yùn)輸箱來放置處測桿之外的部件，本次測試系統(tǒng)的流動(dòng)站設(shè)置在基準(zhǔn)點(diǎn)5km之內(nèi)，能夠穩(wěn)定清晰的接收來自基準(zhǔn)點(diǎn)的載波相位，在布設(shè)時(shí)離GPS信號干擾強(qiáng)烈的地區(qū)，在進(jìn)行流動(dòng)站的初始化時(shí)保證其能夠穩(wěn)定接收至少4顆以上的衛(wèi)星信號。

4.3 GPS RTK精度試驗(yàn)

本次試驗(yàn)選取1個(gè)GPS RTK測量基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)，布設(shè)基準(zhǔn)站，流動(dòng)站在基準(zhǔn)站5km半徑范圍內(nèi)，對該城鎮(zhèn)的一、二級控制點(diǎn)總共22個(gè)進(jìn)行測量，得出控制點(diǎn)的坐標(biāo)，并采用其他幾種測量技術(shù)進(jìn)行測量，將其測量結(jié)果與RTK測量結(jié)果相比較。

4.4 GPS RTK定位精準(zhǔn)度評價(jià)

根據(jù)測量，RTK測量結(jié)果與其他測量技術(shù)得出的結(jié)果差在厘米級，最大為3.5cm，最小為1.3cm，平均差為2.3cm。評價(jià)得出GPS RTK測量結(jié)果點(diǎn)數(shù)精準(zhǔn)度達(dá)到厘米級，給單位不存在誤差累積，能夠滿足對于城鎮(zhèn)地籍測量中權(quán)屬界址點(diǎn)的測量精度要求。

4.5 GPS RTK測量誤差控制

GPS RTK測量出現(xiàn)誤差的主要原因有GPS系統(tǒng)誤差、RTK設(shè)備誤差、測量環(huán)境影響、測量人員的專業(yè)水平不足、測量方法有誤等，在測量時(shí)要采取措施避免誤差，在誤差已經(jīng)出現(xiàn)的情況下，要從這五個(gè)方面分析。GPS系統(tǒng)誤差主要是衛(wèi)星運(yùn)行的錯(cuò)誤導(dǎo)致，對城鎮(zhèn)地籍測量工作來說影響可以忽略不計(jì)；RTK設(shè)備誤差常常是由于天線問題，只要校正天線即可，而在其他設(shè)備誤差情況中，需要結(jié)合實(shí)際做好設(shè)備維修與更換。在出現(xiàn)自然環(huán)境影響而導(dǎo)致的誤差時(shí)，可以在測量時(shí)結(jié)合實(shí)際，通過加設(shè)雙頻RTK同步差分，嚴(yán)格控制天線高度角；對受電磁干擾與信號反射而出現(xiàn)的誤差則采用移動(dòng)流動(dòng)站，遠(yuǎn)離干擾區(qū)域。由測量人員以及測量方法而導(dǎo)致的誤差需要結(jié)合實(shí)際培養(yǎng)專業(yè)的人才，并改進(jìn)測量方法，從而減小誤差，降低誤差影響。

4.6 GPS RTK測量質(zhì)量的提升

在當(dāng)前GPS RTK測量質(zhì)量的提升主要應(yīng)用的方法為已知點(diǎn)檢核比較法與重測比對法。已知點(diǎn)檢核比較法應(yīng)用最為廣泛，主要是通過比較來檢核RTK測量控制點(diǎn)的坐標(biāo)來找出首次相符合的數(shù)據(jù)與測量數(shù)據(jù)的誤差，再進(jìn)行糾正；重測比對法是進(jìn)行二次數(shù)據(jù)測量與比對。除此之外還能夠使用電臺(tái)變頻實(shí)時(shí)提升GPS RTK的測量質(zhì)量。

5.結(jié)束語

在城鎮(zhèn)化飛速發(fā)展的今天，城鎮(zhèn)地籍管理工作極為重要，是當(dāng)前土地開發(fā)利用的基礎(chǔ)。隨著GPS RTK技術(shù)的發(fā)展，城鎮(zhèn)地基測量工作也將其帶入，大大提升了測量的精度與速度由于GPS RTK技術(shù)擁有傳統(tǒng)測量技術(shù)不能相比的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在城鎮(zhèn)地基測量工作中，而在實(shí)際測量中，要進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，避免其不足。GPS RTK技術(shù)有效推動(dòng)了城鎮(zhèn)地籍管理的水平，促進(jìn)了我國城鎮(zhèn)土地開發(fā)與利用的效率。