袁永東

【摘要】地形測(cè)量對(duì)測(cè)量技術(shù)有極高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，高精度的測(cè)量技術(shù)對(duì)技術(shù)手段方法的應(yīng)用也有著很高的要求，在實(shí)際的地形測(cè)量過程中，無論是地圖控制過程還是數(shù)據(jù)處理過程，只有將技術(shù)手段方法正確應(yīng)用到其中，才能為高精度的測(cè)量技術(shù)提供強(qiáng)有力的保障。就目前而言，GPS RTK數(shù)字測(cè)量技術(shù)相比于其他相關(guān)技術(shù)，高精度的測(cè)量占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，它在地形測(cè)量中的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，并在不斷普及推廣。本文對(duì)GPS RTK技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量上的應(yīng)用進(jìn)行了深入分析與研究，希望能夠?qū)Φ匦螠y(cè)量有所幫助。

【關(guān)鍵詞】GPS RTK;數(shù)字化;地形測(cè)量;應(yīng)用

伴隨著社會(huì)的進(jìn)步，時(shí)代的發(fā)展，GPS定位技術(shù)也在不斷的更新與發(fā)展，目前已經(jīng)達(dá)到RTK的階段。RTK的擴(kuò)展名其實(shí)就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，在實(shí)際應(yīng)用中為了方便，較常見的一般都是它的縮略用語RTK，它是目前地形測(cè)量中一種新興的測(cè)量方法，現(xiàn)階段正處于不斷推廣普及應(yīng)用，并在長(zhǎng)期實(shí)踐中不斷改進(jìn)與發(fā)展。就當(dāng)下而言，由基礎(chǔ)控制網(wǎng)絡(luò)壟斷是中國(guó)地區(qū)地形測(cè)量最為常見、最為普遍的測(cè)量方法，長(zhǎng)期的時(shí)間應(yīng)用使它暴露出諸多弊端，其中最為明顯的有兩點(diǎn)，一個(gè)是它在繪圖時(shí)精確度不高，一個(gè)是它在控制動(dòng)態(tài)變化方面并沒有表現(xiàn)出很強(qiáng)的功效。同時(shí)，原始方法還需要大比例的人力和物力資源。將GPS RTK與這一原始方法相比較，極大的改善了地形測(cè)量現(xiàn)狀，地形測(cè)量成果優(yōu)化取得明顯成效。

1、GPS RTK技術(shù)的基本原理

RTK，即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，將GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)兩者緊密結(jié)合在一起，因此，GPS RTK技術(shù)的本質(zhì)就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，該技術(shù)以載波相位觀測(cè)為基礎(chǔ)。對(duì)于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，其核心理念就是參考站向流動(dòng)站進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送操作，傳送媒介主要是借助數(shù)據(jù)鏈路，傳送的內(nèi)容主要有以下三點(diǎn)，分別是載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值和基準(zhǔn)站坐標(biāo)。數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是GPS RTK技術(shù)的關(guān)鍵。影響數(shù)據(jù)處理的主要因素包括以下兩點(diǎn)，分別是參考站和流動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的精確度、數(shù)據(jù)鏈路的信號(hào)質(zhì)量。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中的多次現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，在數(shù)據(jù)鏈路上觀測(cè)數(shù)據(jù)的精確度和信號(hào)質(zhì)量在很大程度上受參考站位置選擇的影響，而流動(dòng)站的位置選擇依據(jù)除了工作任務(wù)之外別無其它，由此可見，參考站的位置選擇對(duì)于地形測(cè)量成效具有重要意義，GPS RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用一定要注重參考站有利位置的選擇。

2、在地形測(cè)量碎步數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的地形測(cè)量項(xiàng)目，借助GPS RTK系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集工作就以下幾個(gè)特性，分別是減小了天氣因素的影響，具有高精度的測(cè)繪技術(shù)，對(duì)于控制點(diǎn)之間的可達(dá)性沒有必要考慮等等。當(dāng)然在具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的條件下，肯定也會(huì)有或多或少的弊端，比如對(duì)于住宅區(qū)和森林的觀測(cè)無法實(shí)現(xiàn)，對(duì)于復(fù)雜地形如溝壑的觀察容易遇到困難。

2.1對(duì)開放區(qū)域獨(dú)立特征和先進(jìn)特征的觀察

GPS RTK系統(tǒng)在地形測(cè)量中的應(yīng)用可以對(duì)開放區(qū)域獨(dú)立特征和線性特征進(jìn)行直接觀察，其中獨(dú)立特征主要包括墳?zāi)埂⒊鏊?、高層點(diǎn)等相關(guān)因素，線性特征主要包括所有類型的道路、水稻等，可達(dá)到1-3厘米的高精度。具體來講就是被流動(dòng)站進(jìn)行相關(guān)放置工作，其放置點(diǎn)以各種地面物體的位置點(diǎn)為基準(zhǔn)。完成儀器狀態(tài)的固定工作之后，對(duì)所有類型地物的相應(yīng)屬性代碼進(jìn)行輸入和保存，在內(nèi)業(yè)整理過程中，以屬性編碼為依據(jù)，將對(duì)各類地物的表示通過程序顯示出來。

2.2對(duì)地物分類實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益最大化

在地形測(cè)量過程中，住宅、養(yǎng)殖場(chǎng)、廢棄的工廠極有可能存在于測(cè)量的空曠地區(qū)，這些獨(dú)立或小型的建筑物和林地，對(duì)于項(xiàng)目效益具有重要影響作用，要想實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益最大化，對(duì)這些地物進(jìn)行分類操作是必不可少的，對(duì)于不同類型的地物，要相應(yīng)的采取針對(duì)性的處理措施。GPSRTK系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中有以下幾種常見的處理方法，分別是，第1種是針對(duì)低層建筑物的處理，適當(dāng)對(duì)中桿高度進(jìn)行增加，延伸GPS RTK系統(tǒng)的衛(wèi)星接收天線，使其能夠到達(dá)屋頂;第2種是針對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高層建筑，借助GPS RTK系統(tǒng)進(jìn)行輔助點(diǎn)的相關(guān)觀測(cè)操作。有a、b、c、d4個(gè)觀測(cè)角度，對(duì)各自延伸線上的輔助點(diǎn)進(jìn)行觀察，并繪制草圖，對(duì)要測(cè)量的點(diǎn)進(jìn)行記錄，記錄內(nèi)容主要包括輔助點(diǎn)的編號(hào)和連接順序;第3種是針對(duì)位于森林附近一定范圍之內(nèi)的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高層建筑，GPS RTK系統(tǒng)的應(yīng)用就是，在恰當(dāng)?shù)奈恢脤⑵渥鳛閳D根控制點(diǎn)，隨后再借助全站儀開展附加測(cè)量等相關(guān)工作。

2.3對(duì)高壓電極、低壓電極和通信級(jí)進(jìn)行精確定位

經(jīng)調(diào)查表明，地形調(diào)查項(xiàng)目的分布主要是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，比如城市、礦山等。通常情況下這些地區(qū)會(huì)有相對(duì)發(fā)達(dá)的通信和電力系統(tǒng)，像傳輸塔、高壓電桿、低壓電桿和通信電纜這些東西都較為常見。因此，GPS RTK系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收集一定要注意對(duì)高壓電極、低壓電極和通信級(jí)的精確定位，每個(gè)電極的厚度和高度都是一定的。GPS衛(wèi)星接收天線在幾點(diǎn)位置附近時(shí)，極有可能會(huì)對(duì)部分衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生阻擋，位于電桿上的電力線和通信線路，因自身屬性都存在電磁干擾，對(duì)數(shù)據(jù)的采集工作就會(huì)變得比較困難。一旦GPS RTK系統(tǒng)對(duì)其他數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的同時(shí)，借助前站，以對(duì)各種類型的電線桿和通訊棒進(jìn)行測(cè)試操作，工作負(fù)荷將會(huì)大幅度增長(zhǎng)，增長(zhǎng)關(guān)系大致為指數(shù)型關(guān)系。結(jié)合GPS RTK技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)思想，如果是在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各種極點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集時(shí)，位于流動(dòng)站的GPS衛(wèi)星接收天線，將會(huì)對(duì)極點(diǎn)位置進(jìn)行關(guān)閉操作，并在大概2-4秒內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。如果保存時(shí)間過于短暫，就無法實(shí)現(xiàn)對(duì)來自數(shù)據(jù)鏈路的基站信息的充分利用，如果保存時(shí)間過長(zhǎng)，在電磁干擾下的通信線路會(huì)造成系統(tǒng)的失鎖。

結(jié)語：

綜上所述，我們可以了解到，GPS RTK作為一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，與傳統(tǒng)靜態(tài)觀測(cè)技術(shù)相比，無論是從精確度還是測(cè)量速度或者其他各個(gè)方面，都占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。作為一種實(shí)時(shí)觀測(cè)的地形測(cè)量技術(shù)，他在處理復(fù)雜環(huán)境時(shí)，具有極高的精確度和測(cè)量速度，對(duì)于野外開闊地區(qū)的調(diào)查工作，它的測(cè)量十分迅速，光導(dǎo)體的輔助作用幫助測(cè)量技術(shù)進(jìn)一步加快了項(xiàng)目測(cè)量進(jìn)度，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度。相對(duì)于植被密集的偏遠(yuǎn)山區(qū)，RTK技術(shù)比傳統(tǒng)常用的測(cè)量方法更具優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)在反應(yīng)速度和定位精確度上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，為數(shù)字化地形測(cè)量開拓了新的局面，該技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用發(fā)展前景良好，數(shù)字化地形測(cè)量面貌即將煥然一新。

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