摘 要：為滿足城鄉(xiāng)發(fā)展需求，提高農(nóng)房測量的精確性。本文將某農(nóng)村地區(qū)作為研究對象，對GPS-RTK技術的應用原理進行分析討論，提出GPS-RTK技術的具體實現(xiàn)路徑，闡述GPS-RTK小區(qū)域農(nóng)房測量精度誤差處理方法。最終發(fā)現(xiàn)GPS-RTK技術具有精度高和穩(wěn)定性好的優(yōu)勢，能大幅度減少人力、物力資源，保證測量任務按時完成，希望通過研究，為后續(xù)類似問題提供參考。

關鍵詞：GPS-RTK技術；小區(qū)域農(nóng)房測量；精度研究

中圖分類號：P 23 " " 文獻標志碼：A

對空間規(guī)劃來說，農(nóng)房測量具有重要意義，需要參考精確數(shù)據(jù)信息，因此，在技術運用方面，應保證科學、合理。GPS-RTK技術是一種自動化程度較高的現(xiàn)代化技術，能縮小誤差，降低測量難度。但是目前我國部分區(qū)域在對小區(qū)域農(nóng)房進行測量的過程中，會因多路徑效應、衛(wèi)星接收質(zhì)量等因素出現(xiàn)精準度問題，削弱技術運用價值。由此可見，對GPS-RTK技術在小區(qū)域農(nóng)房測量中的精度問題進行研究非常必要。

1 GPS-RTK小區(qū)域農(nóng)房測量精度誤差處理研究

1.1 小區(qū)域農(nóng)房測量精度誤差分析

衛(wèi)星是一種動態(tài)載體，在GPS-RTK技術測量的過程中，信號為動態(tài)瞬時產(chǎn)生，若衛(wèi)星數(shù)量和其他參數(shù)較好，則系統(tǒng)初始化時間更短，精準度更強；反之會削弱精準度，甚至難以達到求解要求。與此同時，在信號傳遞的過程中需要經(jīng)過對流層等多種環(huán)境，極易受到外部環(huán)境的干擾而中斷，此過程要求技術人員借助誤差模型進行修正和技術優(yōu)化，盡量優(yōu)化初始化時間，提高系統(tǒng)質(zhì)量。此外，在系統(tǒng)測量的過程中，信號是以無線電的形式進行傳遞，極易受到電磁波或其他物體影響，削弱數(shù)據(jù)可靠性[1]。

1.2 轉(zhuǎn)換參數(shù)影響誤差處理

在應用GPS-RTK技術的過程中，主要影響精度產(chǎn)生誤差的因素包括轉(zhuǎn)換參數(shù)、衛(wèi)星信號、數(shù)據(jù)通信以及系統(tǒng)自身問題。為有效提高精度，技術人員需要做好以下內(nèi)容：對轉(zhuǎn)換參數(shù)影響誤差來說，如果已知在同一區(qū)域選擇了不同級別的公共點，但是轉(zhuǎn)換參數(shù)有所差異，就需要對參數(shù)控制范圍進行檢定[2]。具體流程如圖1所示。

2 小農(nóng)房測量GPS-RTK精度檢測研究

2.1 小農(nóng)房區(qū)域測量GPS-RTK運用案例分析

案例一：某區(qū)域為明確城鄉(xiāng)一體化低級管理信息系統(tǒng)，進一步提高土地管理工作質(zhì)量，對小農(nóng)房進行了測量工作，在具體工作中，技術人員嚴格按照國土資源局確定的測繪范圍，根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部等五部委制訂的《農(nóng)村地籍和房屋調(diào)查技術方案》進行數(shù)據(jù)勘測和數(shù)據(jù)庫建設等工作。在具體工作中，充分運用GPS-RTK、全站儀技術手段和設備對信息進行收集等工作，并基于數(shù)字化測繪對地形進行測量等，從而精準掌握小農(nóng)房區(qū)域的位置、界線、數(shù)量和質(zhì)量等基本信息。建立以宗地為基本單元，城鎮(zhèn)地籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫相匹配的城鄉(xiāng)一體化地籍管理信息系統(tǒng)。

2.1.1 確認方案

在使用GPS-RTK技術的過程中，技術人員人為可忽略控制點，按照基準控制點的設置強化界址點和地標物的坐標設定，并借助CASS和多媒體軟件進行野外測繪工作。目前，測區(qū)小農(nóng)房面積約占當?shù)鼐用窬幼】偯娣e的2/3且部分地形復雜，涉及水域等體系。因此應該綜合分析，用GPS-RTK對地形進行分析，如果GPS信號較差，就借助全站儀配合工作。

2.1.2 測量內(nèi)容

先測量房屋建筑面積，按照變現(xiàn)數(shù)據(jù)計算。其中應注意計算單層面積，若存在不封閉陽臺則按照1/2算。在陽臺面積測算方面，需要采用不同的樣態(tài)方式測算，例如對封閉陽臺來說，應該按照水平投影面積計算。在寧村房屋挑廊測算方面，也是根據(jù)水平投影面積，如果半封閉就需要按照面積的一半測算。走廊等區(qū)域通常按照柱的外圍水平投影面積計算，如果沒有柱，就按照面積的一半計算。門廊面積測算作為與房屋相連的重要結(jié)構，如果有獨立立柱，就按照外圍投影面積計算。

2.1.3 系統(tǒng)處理

在CC軟件中增設控制點，加以調(diào)整后完成自動化建模。運用自動紋理映射等功能建立小農(nóng)房區(qū)實景三維模型。與傳統(tǒng)的地物采集形式相比，借助GPS-RTK技術可有效解決結(jié)構不完整等問題，強化三維模型精準度，在測量的過程中應確保墻體平整，保證邊線和角點的精準度和技術運用的科學性。

2.2 小農(nóng)房區(qū)域測量GPS-RTK運用案例分析

2.2.1 項目要求

案例二：本文選取的研究對象為某地方城市的工業(yè)區(qū)建筑物。此區(qū)域地勢相對平坦，地面要素主要包括廠房、道路和房屋等。精度指標為1∶500的地形圖，項目成果包括測區(qū)實景三維模型一套和測區(qū)正射影像圖一套。需要準備好RTK無人機、五鏡頭和數(shù)據(jù)處理軟件等儀器設備，并配備飛行技術人員、外業(yè)測量人員和內(nèi)業(yè)編輯人員。通過在無人機上搭載五鏡頭，對農(nóng)村一體化確權項目進行航測。由于本次測繪項目較為特殊，甲方只要求測量房屋的占地，須根據(jù)“宗”進行計算，因此測區(qū)范圍相對較廣，單個任務測區(qū)較小，因此本文只以其中一塊作為研究對象。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集

在完成準備工作后，需要對測區(qū)進行勘探，了解測區(qū)交通狀況，控制點分布和地形地貌，掌握測區(qū)內(nèi)建筑最大高度，以便規(guī)劃航線，制定飛行方案。確定航線的設計參數(shù)，包括2D飛行模式，飛行高度為90m，飛行速度為8m，每秒航向重疊率為75%，預計飛行時間為30min。要布設像控點，共計10個控制點，應均勻分布于測區(qū)。同時，為滿足平面精度需求，還要布設大量檢查點。通常在地面起伏不大的區(qū)域選取控制點，盡可能規(guī)避房角點或存在高程起伏的焦點，避免因人員操作失誤，導致數(shù)據(jù)不符。同時，在作業(yè)過程中還要使用RTK連接cors（一款數(shù)據(jù)分析軟件）通過平滑踩點功能，測量像控點點位坐標值，要求每組像控點采集3個測回。每個測回采集10個點，計算平均值，在測回完成后重啟接收機，拍照記錄每組像控點，保證照片能全面呈現(xiàn)測控點的地形特征。要確認航飛狀況，在現(xiàn)場作業(yè)的過程中，充分按照地面站App提示進行全面檢查，保證界面左上角出現(xiàn)起飛準備完畢后，才可實施升空作業(yè)。并利用遙控器屏幕監(jiān)控飛機工作狀態(tài)，關注電池電量，調(diào)整飛機飛行姿態(tài)，確認航高和速度等指標。對相關數(shù)據(jù)和航攝影像進行整理檢查，在確認信息無遺漏且影像清晰后，完成數(shù)據(jù)處理工作。

2.2.3 數(shù)據(jù)預處理與生產(chǎn)

當對數(shù)據(jù)進行預處理時，要完成空三加密，導入程序軟件，加入控制點，調(diào)整控制點位置，保證其與空三網(wǎng)聯(lián)合評查優(yōu)化到合格數(shù)值，以此實現(xiàn)自動化建模作業(yè)。

要進行數(shù)據(jù)生產(chǎn)，對高精度實景三維模型來說，應通過隔網(wǎng)切塊、自動紋理映射等流程，生產(chǎn)高精度模型成果，常規(guī)的三維測度方式是根據(jù)三維模型地物采集，若房屋模型結(jié)構不完整，則很容易影響幾何精度，導致后續(xù)測圖成果無法滿足精度要求。因此，需要保證房屋結(jié)構完整和墻面平整，為后期的測圖軟件數(shù)據(jù)采集提供支持，保證房屋清晰且房屋焦點準確，利用布設檢查點校準模型的精度，直至精度合格后可完成后續(xù)作業(yè)。

根據(jù)研究，采用RTK+五鏡頭的作業(yè)方式，能對測區(qū)影像數(shù)據(jù)進行全方位捕捉，縮短航飛時間，產(chǎn)生高質(zhì)量模型成果，并在一定程度上降低外業(yè)控制點，提高作業(yè)效率。

2.3 GPS-RTK技術在小農(nóng)房區(qū)域運用結(jié)果精度檢測分析

2.3.1 RTK定位和地籍信息精度檢測

RTK測量（如圖2所示）在運用過程中主要涉及精度是指設備儀器在出廠時的精度，若想要全面掌握精度的具體情況，則需要通過檢測掌握具體數(shù)據(jù)。目前這種測量技術已經(jīng)廣泛運用在工程測量中，尤其是對小區(qū)域農(nóng)房測量來說，在技術運用的過程中可有效保證工程進度。

在對小農(nóng)房進行檢定的過程中，技術人員需要先設定目標區(qū)域坐標點的三維真值，假設其為（X，Y，Z）且每個坐標對應的GPS觀測值為（Xj，Yj，Zj），此環(huán)境下，RTK系統(tǒng)的測量值為（Xr，Yr，Zr），此過程中靜態(tài)觀測與系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的誤差就為?Xj=Xj-X，Y與Z的誤差以此類推。如果此時誤差間的差為dX、dY、dH，則相應數(shù)值分別為Xj-Xr、Yj-Yr、Zj-Zr。此時根據(jù)誤差傳播計算要求，可得出誤差傳播數(shù)據(jù)，之后可按照權倒數(shù)傳播定律計算誤差信息，在得出以上基本信息后，可以得出RTK中X坐標以及Y坐標的誤差，最終掌握RTK測量點H坐標誤差情況。

在對RTK精度可靠性進行檢定的過程中，需要與已知數(shù)據(jù)進行比對，即GPS坐標信息，通過坐標采集等形式推理不同點位的精度信息，之后按照以上數(shù)據(jù)公式可以得到RTK測量精度信息，掌握測量的實際狀況，為后續(xù)工作奠定基礎。

2.3.2 RTK平面精度檢測

坐標檢驗試驗分析是為了幫助技術人員掌握坐標參數(shù)的精準度情況。在試驗的過程中，工作人員將基準站安裝在GPS網(wǎng)點上，采用RTK觀測值與已知數(shù)據(jù)對比的方式完成較差研究。

結(jié)合數(shù)據(jù)信息可知，RTK測量數(shù)據(jù)信息與已知GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)間的差距主要為毫米級別，最大數(shù)值為14cm，最小為無差別。在對差值嚴重地區(qū)進行分析的過程中，技術人員發(fā)現(xiàn)當?shù)卮嬖诮ㄖ镎趽醯那闆r，因此導致數(shù)據(jù)波動，為保證數(shù)據(jù)信息的價值，技術人員結(jié)合數(shù)據(jù)信息，認為在RTK測量過程中，能夠滿足2cm內(nèi)的數(shù)據(jù)精度要求，符合小區(qū)域農(nóng)房測量的精準度標準[3]。

2.3.3 RTK高程精度分析

在運用RTK技術的過程中，會涉及高程測量內(nèi)容，為進一步掌握高程精度情況，本文將對GPS-RTK精度進行分析，根據(jù)靜態(tài)控制網(wǎng)各點考察檢測掌握數(shù)據(jù)信息，并按照相關文件要求，對數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合標準要求，誤差在±15mm屬于高差單位權中誤差標準值[4]。

結(jié)合數(shù)據(jù)分析顯示，高程數(shù)據(jù)主要為3cm內(nèi)，部分條件較高的區(qū)域甚至可以達到毫米級別需求，說明RTK通?？梢詽M足小區(qū)域房屋測量需求，若周圍建筑物較為密集，則需要注意數(shù)據(jù)誤差。高精度檢測系統(tǒng)運作流程如圖3所示。

3 小區(qū)域農(nóng)房測定GPS-RTK最優(yōu)轉(zhuǎn)換參數(shù)確認與檢驗

在RTK測定的過程中，由于轉(zhuǎn)換點有所差異，因此在最終數(shù)據(jù)精準度方面也會受其影響產(chǎn)生誤差。出現(xiàn)此問題的原因有很多，除了人為影響外，在技術運用的過程中獲取最佳的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)是提高精度的主要工作內(nèi)容[5]。

對小區(qū)域農(nóng)房測定工作來說，在RTK測量的過程中主要是以四參數(shù)轉(zhuǎn)換為主，并借助擬合的形式掌握區(qū)域高程信息狀況。因此本文將對此進行分析。結(jié)合現(xiàn)有情況來看，當轉(zhuǎn)換公共點較多時，必然存在殘差數(shù)據(jù)，一旦殘差較為嚴重，就說明精準度存在問題，需要及時對已知點進行更換。除此之外，為保證測量的質(zhì)量，要求平面殘差應該滿足標準，即在1cm內(nèi)。因此工作人員對14個公共點進行分析和參數(shù)求解，采用殘差分析的方式掌握精準度情況。其中X0=7685.356，平移Y0數(shù)值為1786.900，尺度K=1。結(jié)合數(shù)據(jù)來看，在求解的過程中，X、Y殘差較大，甚至可以達到3.7cm，最小數(shù)值也已經(jīng)達到0.62cm，對GPS-RTK技術運用來說已經(jīng)超出標準，因此需要及時更換，并再次求解，最終在更換完成后達到較好的殘差要求[6]。

結(jié)合以上分析，可得出以下結(jié)論信息：在對小區(qū)域農(nóng)房進行測定的過程中，求解的精準度并不會因為轉(zhuǎn)換點的數(shù)量增加而發(fā)生明顯改變；在已知求解點坐標的環(huán)境下，采用逐一測算后去除殘差較大點的形式，可找出最終的最優(yōu)解；在剔除參數(shù)的過程中，需要判斷科學性，避免出現(xiàn)粗差影響最終數(shù)據(jù)的精準度[7]。

4 GPS-RTK運用效果分析

為進一步滿足檢驗需求，提高對GPS-RTK精準度的了解，技術人員應提高GPS-RTK使用質(zhì)量：運用全站儀了解數(shù)據(jù)信息，并借助系統(tǒng)數(shù)據(jù)完成信息比對，進一步掌握實際數(shù)據(jù)內(nèi)容。在具體工作中，技術人員應該先計算較差和中誤差，其中較差的計算過程如公式（1）所示。

?2（d2）=?X2+?Y2 " " " （1）

式中：?X、?Y為此區(qū)域運用GPS-RTK系統(tǒng)測量與全站儀測量間數(shù)據(jù)的較差。

中誤差測算如公式（2）所示。

（2）

式中：m1為中誤差測算數(shù)值；[dd]為d2的總和。

根據(jù)GPS-RTK信息，對精度進行檢查。在精度檢查的過程中，技術人員分別在以上兩個區(qū)域挑選30個測量點作為目標區(qū)域，對其進行測定。在具體工作中，要求技術人員對最大誤差數(shù)據(jù)和中誤差信息進行分析，需要注意的是需要按照規(guī)定要求對此過程的數(shù)據(jù)進行取值。結(jié)合已有數(shù)據(jù)，最大誤差約為0.0692m，粗差約為0.0734m。結(jié)合誤差數(shù)據(jù)對比，誤差范圍整體在粗差區(qū)域內(nèi)，說明使用GPS-RTK技術能滿足小區(qū)域農(nóng)房測定的精準度要求，可達到可靠性與真實性標準[8]。

5 結(jié)論

綜上所述，本文對GPS-RTK技術在小區(qū)域農(nóng)房測量中的精度問題進行了細致化分析，結(jié)合目前研究，在GPS-RTK技術運用背景下，小區(qū)域農(nóng)房測量的數(shù)據(jù)準確度大幅度提高，可有效減少返工等情況，有助于保證工作進度。因此在后續(xù)的工作中，要求技術人員應該不斷強化自身專業(yè)能力，做好數(shù)據(jù)測定，減少對后續(xù)工作的影響，為空間規(guī)劃奠定基礎。

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