GPSRTK在地籍测绘中的应用

GPSRTK在地籍测绘中的应用

李海鸥

阜宁县万源测绘有限公司江苏省盐城市224400

摘要：文章通过介绍GPSRTK测绘技术及基本原理，对GPSRTK的测量精度和方法进行分析，探讨了GPSRTK在地籍测绘中的应用。

关键词：全球定位系统（GPS）、地籍测绘应用、测绘的技术、地形图

一、简述GPS-RTK技术

1.1基本工作原理

GPS差分包括位置差分、伪距差分和载波相位差分三种，它们的工作方法都是发送改正数到流动站，通过流动站的计算分析得到准确的定位结果。但是由于前两种差分方法的定位误差会随着基准站和流动站之间空间距离的增加而降低，所以RTK技术选用载波相位差分法。RTK技术的工作原理是基准站对GPS卫星进行观测采集数据，然后将得到的观测值和坐标信息通过分别安置在基准站和流动站的接收机进行数据传输，流动站在接收到基准站的传输数据和信号后，经过实时差分和平差处理后，根据基准站的坐标，得到本站坐标。这种原理实现的基础是有足够数量的卫星和良好的几何分布位置。基准站要设在已知点上方便进行不间断的观测，而且视野必须十分开阔，没有造成信号干扰的装置；流动站则要放置在待观测点上。

1.2测量精度及测量方法

GPS-RTK测绘技术有两种方式，分别为“无投影，无转换”法和“键入参数”法。“无投影，无转换”法是通过基准站和流动站接受WGS-84坐标，然后根据相应的数学模型将观测到的已知点WGS-84坐标和地方坐标进行转换。这种方法由于可利用到不同的数学模型进行坐标转换，所以必须测量一定数量的点，来提供不同的坐标，但是这种方法不需要将基准站固定放在已知点上；“键入参数”法是将通过静态观测得到的WGS-84坐标和地方坐标以参数形式键入到手薄中进行转换，或者直接输入平差求得的转换参数。这种方法需要注意的是基准站必须放置在已知点位置上，通过几次已知点观测来核验结果。由于在地籍测绘过程中，各种障碍物对信号接收带来的影响不可避免，这种情况下GPS-RTK技术就显示出了它的优越性，在两种技术综合运用的结果下可以保证测绘过程中的精确程度。测量前要对实际地形进行考察，将障碍区标注出来，综合实地考察结果得到完整的地形图，在进行测量时，只要有一个人背着仪器就可以完成测绘数据收集工作，在需要测量的地点停留两秒收集数据后将数据以特征性编码的形式记录在电子手簿中，这样一来，将测量好的地形数据用专业软件出图即可，这样既保证了精度要求还提高了测绘效率。

二、地籍测绘中对GPSRTK的运用

2.1RTK技术在地籍控制测量中的应用

控制测量是地籍测绘的关键性步骤之一，其成败事关地籍测绘成果，而国家也对控制测量有非常严格的规程和规定。城镇地籍控制测量多是在国家GPS的D级网上布设E级网，GPS点的布设、观测等技术均需遵照《全球定位系统测量规范》（GB/TI8314-2001）以及其他规范执行。城镇的地籍平面控制点精度为四等网中最弱相邻点的相对点位中误差不得超过3cm，四等网以下的误差不得超过5cm。最常见的控制测量网的布设方案为同步图形扩展式，也就是将多台接收机放在不同的观测点进行同步观测，完成后再将接收机搬至下一观测站进行控制测量。这种布网方式非常简单，扩展速度快，图形强度要求高。周开元等对GPS在中小城市首级控制中的布网方案进行研究，发现在布网程序上：分级布网与统计全面布网在点位误差、边长相对中误差两个方面的变化不明显，这也说明控制网测量的累积误差不大，而且同级布网的外业测量少，成本低，是较为理想的布网方式。

在控制测量精度控制上，将传统的静态定位与动态定位结合起来，以单基准站为基础进行相对定位解算。多基线解算在单基线解算基础上增加基线之间的相关性，这两种方法均适用于短基线的观测。当观测时间较短时，系统性误差对测量数据影响较大。而区域性、全国性、地方性GPS基准站的建立促使研究人员开始利用GPS基准网进行高精度测量，取得一定成绩。

2.2RTK技术在地籍细部测量中的应用

细部测量的主要内容是每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。在地籍平面控制测量基础上进行细部测量，城镇外围界址点间距误差不得超过10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点以及村庄内部界址点间距误差不得超过15cm。RTK技术测量精度能达到厘米级，完全能满足上述精度要求，因此，在地籍细部测量中，在合适位置架设基准站、接收机、流动站，采用差分法计算测量数据，采用解析交会法、极坐坐标法等进行地籍勘丈，加快细部测量速度。

例如：在土地勘测定界中，运用RTK技术完全能满足测量精度要求，流动站同时接收卫星信息和基准站发送的改正信息，经过快速解码处理，自动给出具有厘米级精度的定位数据，能有效避免解析法和关系距离法放样等方法的复杂性，简化土地勘测定界的程序，尤其是在公路、铁路、河道、输电线路等工程建设中，运用RTK技术能取得良好效果。

2.3应用局限性

(1)精度和稳定性问题。RTK技术的精度和稳定性不及全站仪，应选用精度和稳定高的RTK机种，在布设控制网时多布置一些多余的控制点，使其成为校验测量结果精确性的校验点。

(2)受卫星影响大。卫星观测容易出现假值，进而影响测量结果，必须及时下载当地的星历表，有目的的在信号强的时间段观测。

(3)数据传输的干扰。RTK技术数据传输容易受高山湖泊、高层建筑物、大树等的影响，应尽量将基准站布设在测区的最高点，尽量减少由电磁波等带来的干扰。

三、GPS-RTK的优化

3.1地籍测绘中GPS网的优化设计

在将GPS技术应用到地籍的观测工作时，虽然其布网的方式比较灵活多变，在速度和精度上都具有相当的优势，但在地籍控制网的设计中还是会有些问题存在。由于其自身在观测向量对于潭视的条件限制不受影响，这样的条件就为GPS控制网的优化设计带来相应的便利。在进行测绘工作时GPS控制网产生的误差主要由粗差、模型误差、系统误差等情况的出现而导致。在GPS控制网模型误差的负面影响评判工作的识别和危害的的控制中主要依赖于GPS控制网的精度、可靠性来实现。由此可见在开展GPS控制网的优化设计时就需要将控制网的仪器标称精度、规程精度、控制网额可靠性等考虑在内，常用的控制网优化方式可以利用机助模拟方法对观测量进行增减工作来开展，或者是对GPS控制网的图形结构的增减来进行优化。

3.2地籍测绘中GPS控制网点的密度、精度优化

在地籍的测量工作中，其主要是对所需要测绘的范围开展全区的测量工作，在整个测绘工作中被测绘数据的计算和图件绘制当做基础程序来开展。而在地籍测绘工作中，进行GPS控制网点的密度和精度优化设计是为能够和相关的土地权属提供可靠的依据，便能够为界址点的分属工作提供准确的定位。在地籍测量工作中，GPS控制网在加密网和基本网的分类上可以根据相关的测绘范围来进行。加密网点的密度排布大小通常为5``级导线、小三角网;而基本网在地籍的测绘工作中主要是被征用来进行测绘范围较大的地区，控制网点的排布密度通常根据城市三、四等边长的规格来开展。在城市的规划建设中，如果只针对于中小城市的而言，城市的建设往往是站在近期需要和长远的基础上进行，因此在控制网点的选择上可以应用5``级导线或者是小三角网或者是四等网。在城镇地区的地籍测绘工作中界址点的密度相对较大，因此为满足控制网点所具有的定点位置的精度程度，其密度就应该被增大到测定界址点的数值上，如果条件需要，还可以在GPS控制网的下面再增设一根一级的图根导线进行加密工作，由此就可以从图根点直接进行界址点的测定工作。

结束语

RTK技术在地籍测绘中的应用已被证明是可行的，只要合理使用，仔细考虑给方面因素，就能快速得出高精度的地籍测绘数据，有利于国土资源管理水平的提高。

参考文献：

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