ＧＰＳ－ＲＴＫ技術在地形地籍測量中的應用

李　潔　高　晉

摘要：隨著測繪技術的迅猛發展,地形地籍測量的方法和技術也在不斷地進步和更新。結合GPS——RTK技術在城鎮地形地籍測量工作中的應用,本文概括了RTK技術的相關理論,并闡述了RTK在具體應用中的特點。

關鍵詞：GPS——RTK技術；地行地籍測量

1概述

GPS-RTK測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統，本文就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹。地形測圖是為城市以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮規劃和各種經濟建設的需要。地籍測量是精確測定土地權屬界址點的位置，同時測繪供土地管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖，并量算土地面積。

GPS新技術的出現，可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標。特別是應用RTK新技術，甚至可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖，然后通過計算機和繪圖儀、打印機輸出各種比例尺的圖件。應用RTK技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據（如偽距或相位觀測值）及已知數據（如基準站點坐標）實時傳輸給流動站GPS接收機，流動站快速求解整周模糊度，在觀測到四顆衛星后，可以實時地求解出厘米級的流動站動態位置。這比GPS靜態、快速靜態定位需要事后進行處理來說，其定位效率會大大提高。故RTK技術一出現，其在測量中的應用立刻受到人們的重視和青睞。

2RTK測量技術原理

RTK(RealTimeKinematic)測量技術又稱載波相位差分技術,是以WGS-84坐標為基礎的全球通用的一種動態測量技術,實時處理基準站、流動站兩個測站載波相位觀測值的差分方法。它又可分為修正法 和差分法。修正法是將基準站的載波相位修正值發送給流動站,改正流動站所接收到的載波相位,進而解求坐標,也稱準RTK;差分法是將基準站采集到的載波相位發送給流動站,進行求差解算坐標,即真正的RTK。

RTK的關鍵技術在于數據處理技術和數據傳輸技術,RTK定位要求基準站接收機觀測到的載波相位觀測值及基準站坐標等通過數據通信鏈實時傳送給流動站接收機,流動站不僅僅通過數據鏈接收來自基準站各項數據,而且還要采集GPS觀測數據,并在系統內組成差分觀測值進行實時處理,求得高精度的定位結果。

城鎮地籍測量是在1954年北京坐標系或本地坐標系上進行的,因此,要快速完成測量工作,就必須實時進行坐標轉換。坐標轉換可采用至少三個以上同時擁有WGS-84地心坐標和1954年北京坐標或本地坐標的已知點,按Bursa模型解求七個轉換參數。其數學模型為:

式中Xo,Yo,Zo是兩個坐標系統的平移參數,Ex,Ey,Ez是兩個坐標系統的旋轉參數,δμ 是兩個坐標系統的尺度比。在不考慮七參數中尺度比和旋轉參數時,可以現場求定三個平移參數,即令δμ =1，Ex,Ey,Ez均為0即可。其簡化公式為:

即僅求出3個平移參數。仍可以滿足一定精度要求的轉換參數。

3RTK技術應用

RTK技術用于各種控制測常規控制測量如三角測量、導線測量，要求點間通視，費工費時，而且精度不均勻，外業中不知道測量成果的精度。GPS靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視能夠高精度地進行各種控制測量，但是需要時候進行數據處理，不能實時定位并知道定位精度，內業處理后發現精度不合要求必須返工測量。而用RTK技術進行控制測量既能實時知道定位結果，又能實時知道定位精度。這樣可以大大提高作業效率。應用RTK技術進行實時定位可以達到厘米級的精度，因此，除了高精度的控制測量仍采用GPS靜態相對定位技術之外，RTK技術即可用于地形測圖中的控制測量，地籍測量中的控制測量和界址點點位的測量。

地形測圖一般是首先根據控制點加密圖根控制點，然后在圖根控制點上用經緯儀測圖法或平板儀測圖法測繪地形圖。近幾年發展到用全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法，利用測圖軟件測繪地形圖。但都要求測站點與被測的周圍地物地貌等碎部點之間通視，而且至少要求2-3人操作。

4RTK技術在地籍測量中的應用

地籍和測量中應用RTK技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖，同上述測繪地形圖一樣，能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS獲得的數據處理后直接錄入GPS系統，可及時地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶，應使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具，采用解析法或圖解法進行細部測量。

在建設用地勘測定界測量中，RTK技術可實時地測定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計算用地面積。利用RTK技術進行勘測定界放樣是坐標的直接放樣，建設用地勘測定界中的面積量算，實際上由PS軟件中的面積計算功能直接計算并進行檢核。避免了常規的解析法放樣的復雜性，簡化了建設用地勘測定界的工作程序。

在土地利用動態檢測中，也可利用RTK技術。傳統的動態野外檢測采用簡易補測或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量，對于變通范圍較大的地區采用平板儀補測。這種方法速度慢、效率低。而應用RTK新技術進行動態監測，則可提高檢測的速度和精度，省時省工，真正實現實時動態監測，保證了土地利用狀況調查的現實性。

5應用體會

GPS正在越來越多的測量工作中得到應用，其在地籍測量中的應用就是一例，RTK技術與其它測量儀器和測量方法相比，具有不能比擬的優勢。RTK方式出現后不要馬上開始測量，要等GPS穩定約20分鐘左右才能開始測量，否則將有較大的誤差，代入記錄數據后，如正常工作以后則其記錄方式不受影響。電臺信號不能太遠，根據我們幾年的作業經驗，RTK的范圍以不超過10KM為原則，否則解算速度、精度等都大受影響。利用RTK進行地籍測量，不受天氣、地形、通視等條件的限制，工作效率比傳統方法提高3- 4倍。利用RTK技術比傳統方法大大節省人力。

6結論與建議

GPSRTK測量技術應用于地籍測量,無論從定位精度還是作業效率看,都是可行的,而且也拓寬了GPS測量技術的應用領域。

GPSRTK應用于地籍測量有其他儀器不能比擬的優點：作業速度快、效率高。在通常條件下,利用RTK測量幾秒鐘即可獲得一個點的三維坐標。定位精度高。RTK測量各點間的精度基本上是獨立的,減少了測量誤差傳播和積累,這不同于導線測量和GPS網測量成果中點的精度。操作簡便,容易使用。隨著GPS接收機不斷改進,自動化程度越來越高,體積越來越小,重量越來越輕。能全天候、全天時地作業。RTK技術可實時地測定界址點位置并能達到要求的厘米級精度,從而確定土地使用界限范圍,計算宗地權屬面積。在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶,也可在界址點附近作出兩個控制點,再用全站儀等傳統測量工具進行細部測量,以彌補GPSRTK測量的不足。

在計算轉換參數時,要注意:已知點最好選在測區四周及中心,均勻分布,能有效的控制測區。盡量減少轉換參數誤差對測量結果的影響。為了提高精度,最好選5個以上的點利用最小二乘法求解轉換參數。為了校驗轉換參數的精度和正確性,還可以選用幾個點不參與計算,而帶入公式起校驗作用,經過校驗滿足要求的轉換參數認為是可靠的。

結束語

GPSRTK測量技術的應用使得地籍測繪的精度、作業效率和實時性達到最佳的融合, 極大地推進了數字化地籍測量技術的發展,使城鎮地籍管理和地籍測量手段實現自動化或半自動化,有力地促進城鎮地籍信息系統的建設和城鎮地籍管理水平的提高。相信隨著數據傳輸能力的增強、數據的穩健性、抗干擾性水平和軟件水平的提高,RTK技術將在地籍測量和其他領域得到更廣闊的應用。

參考文獻

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[3]詹長根,唐祥云,劉麗等.地籍測量學[M].武漢:武漢大學出版社,2001.

作者簡介：李潔，女，助理講師，本科，現從事工程測量方面的教育教學工作。