GNSS-RTK技術在地形測量應用研究

羅杰

（新疆水利水電勘測設計研究院測繪工程院新疆昌吉831100）

GNSS-RTK技術在地形測量應用研究

羅杰

（新疆水利水電勘測設計研究院測繪工程院新疆昌吉831100）

地形測圖是為城市、礦區以及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。應用技術進行實時定位可以達到厘米級及以上的精度，技術可用于地形測圖中的碎部點的采集工作，還可以完成地籍圖、界址點和宗地圖的繪制工作。

地形測量碎部點界址點

1　GNSS-RTK技術進行地形測量的優點

1.1高效率作業

一般地形地勢中，質量高的RTK設站僅一次即可完成4 km半徑測區的測量，大大降低了傳統測量的控制點數量同測量儀器的搬站次數，不僅作業速度快，節省外業費用的同時，還提高勞動效率。

1.2定位的精度高，數據可靠安全，無誤差積累

只要能滿足RTK基本的工作條件，則一定范圍內(一般為4 km)，都能實現RTK的平面和高程精度厘米級。

1.3降低作業條件的要求

采用RTK技術兩點間不必要求光學通視，能實現“電磁波通視”即可，因此，與傳統測量比較而言，通視條件、氣候、能見度、季節等的因素對RTK技術的限制和影響較小，對于傳統測量，由地形復雜、地物障礙等造成的那些難通視的地區，只要滿足了RTK技術基本的工作條件，它同樣能輕松快速地進行高精度的定位作業。

2　準備儀器設備

接收設備須包括天線、天線電纜、雙頻接收機、數據采集器、數據鏈套件(調制電臺、解調器或移動通信設備)等；具備發送標準差分數據功能的參考站才能接收設備；具備接收并能處理標準差分數據功能的流動站方可接受設備；接收設備須具備操作方便、故障率低、性能穩定、可靠性高的特點；接收機的標稱精度公式為

Q=a+bD

式中，a為固定誤差，mm；b為比例誤差系數，mm／km；D為流動站與基準站之間的距離，km。

RTK測量最好選用優于下列測量精度(RMS)指標的雙頻接收機；

a.平面精度：10 mm+2×10-6D。

b.高程精度：20 mm+2×10-6D。

例如，華測X90測地型GNSS接收機的實時動態RTK的精度當中平面精度為10mm+1×10-6

D，高程精度為20 mm+1×10-6D

3　 GNSS-RTK碎部點測量作業要求

RTK碎部點測量時若測區面積過大，轉換參數采用分區求解的方式時，相鄰分區須不少于兩個重合點。RTK碎部點測量平面坐標的轉換殘差不大于圖上±0.1 mm；測量的高程擬合殘差不大于1／10等高距；測量流動站觀測時的中桿的對中整平可采用固定高度，觀測歷元數須大于5個。若連續采集的一組地形碎部點的數據超過50個時，應當重新初始化，外加檢核一個重合點。如果檢核點位的坐標較差不大于圖上0．30 mm時，才可繼續進行測量。RTK地形測量的外業采集數據須及時導出數據記錄器，并備份數據，同時整理數據記錄器的內存。RTK地形測量的外業觀測記錄采用的是儀器自帶測量手簿和內存卡，錄項目和成果輸出包含下列內容：a.參考點的點名(號)、殘差及參數的轉換。b.參考站和流動站的觀測時間及天線高。c.流動站平面和高程的收斂精度；流動站的平面和高程成果數據、2000國家大地坐標。導出的成果數據用計算機中相應成圖。

4　作業流程

首先是架設基準站，在確保各個部件正確連接后，開機并且求取工區參數。因GNSS平面使用了WGS-84坐標系統，高程使用橢球高，但實際工作時，一般的坐標系統是1954北京坐標系或者1980西安坐標系，高程也要求水準高程，因此需求取平面和高程兩部分的參數。之后流動站要去檢核其他控制點，滿足相應精度要求之后，作業即可開始。一般情況下是一人一組，測量員抵達所有碎部點立桿并且記錄數據，一般而言取幾秒來作為記錄單元，記錄數據的時候測量人員須立點準確，盡量使對中桿穩住。可畫草圖，也可運用編號法來記錄點位的屬性信息，從而為內業整圖提供參考。數據點采集時，可根據現場的地形實地測量設定，若是特殊的地物點，可按距離設定進行采集，距離可人為設定；當均勻運動進行測量，可按時間設定采集，時間間隔同樣可以人為設定。有的GNSS接收機還具備隱蔽點測量的功能，無需耗時等待固定恩解，節約時間，提升效率。外業測量時的存儲文件屬于專用數據庫文件，不能直接用來成圖軟件的調用，“測點成果輸出”的功能能把原數據的文件轉換成用戶需要的格式，轉換后的同所用軟件的格式一致，再結合外業草圖，可快速完成內業成圖數字化的工作。

5　 RTK測量精度提高的對策

5.1選擇基準站

基準站應設于測區中部，地域要求開闊，無樹木等的遮擋，離高壓線、無線電信號發射塔距離遠，避開廣闊水域等易引起RTK產生不穩定或者精度降低情況的因素。

5.2轉換參數

因GNSS-RTK獲得的為WGS-84坐標，實際工作時一般則要求國家平面坐標或者是地方坐標，所以需要坐標轉換。一般來說使用三參數或者七參數方法進行轉換。所利用的求轉換參數的控制點的數量應當足夠，一般而言，至少三個有三個平面控制點，四個以上的高程控制點。控制點應當以能夠完全覆蓋測區為原則，最好能夠均勻分布。此外，不僅所選點的位置和數量與轉換參數的精度有關，而且所選點坐標精度同它也密切相關，因此選擇控制點的時候應該篩選測區內的已知點。

5.3圖根控制點采用RTK測量的要求

RTK進行圖根控制的測量時，應使用三腳架來提高精度。應當選取適合全站儀測量的地方作為圖根控制點，兩點要通視。任何一個控制點應觀測兩次并取其平均值為結果，兩次值的較差最好不超過3 cm。

5.4觀測中的時間要求

觀測時間應當選取點位PD()P值較小的時間段(小于6，查看可通過衛星預報信息)，在良好時段中進行RTK測量，速度快而且精度高。

6　結束語

簡單闡述了GNSS-RTK測量的優點，分析了GNSS-RTK測量的設備和精度要求，介紹了GNSS-RTK測量的具體作業流程，總結出GNSS-RTK測量精度的提高對策。GNSS-RTK測量技術在測量應用中讓作業精度和效率都有了很大的提高。這種高效便捷的測量手段將在地形測量中發揮更大的作用。

[1]中國國家標準全球定位系統（GPS）測量規范[M]北京：中國標準出版社，2009.

[2]周建鄭GPS測量定位原理與技術鄭州：黃河水利出版社，2005.

TU198+.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-245-1