GPS－RTK技術在城市地籍測量中的應用

李瑞剛

(云南省航測遙感信息院，云南 昆明 650034)

隨著測繪科學技術以及計算機技術的快速發展，傳統的測繪方法及技術開始逐步被不斷發展更新的一些新儀器設備、新技術方法所取代。這些新儀器設備和技術方法的出現不斷的引發測繪技術的革命，使測量的精度和效益得到很大程度的提高。GPS－RTK技術 (RealTimeKinematic，實時動態定位)，也叫做載波相位動態實時差分技術，該方法基于載波相位所獲得的觀測值，對兩個測站載波相位觀測量的差分進行實時處理，從而實時地獲得測站點在指定坐標系中的三維定位，并且在一定范圍內其測量精度可達到厘米級，從而極大地提高了測量外業的作業效率和精度，是GPS測量技術發展中的一個新突破［1］。GPS－RTK技術是基于GPS技術發展起來的，是GPS在測繪科學中應用的一個重大里程碑，由于其具有操作快捷、精度和自動化程度高、實時性強，并且不累積定位誤差等諸多優點，因而被廣泛應用于地形測圖、控制測量以及工程放樣等多種工程領域和城市地籍測量之中。

1.GPS－RTK技術在城市地籍測量中的應用

1.1 控制測量

城市地籍控制測量往往采用三角網和導線網的方法來進行，要求相鄰控制點之間要能夠通視，因此其技術規范對導線的長度和圖形均具有一定程度的要求［2］。由于我們在進行外業測設的過程之中是無法實時了解和明確導線的精度的，因此當完成測設并進行內業的平差處理后，如果發生測量精度與規范要求不相符合的情況，則只能進行返工重測，而GPS－RTK技術的使用極好地解決了傳統控制測量過程中可能發生的這些情況。RTK在進行控制測量時，點與點之間不需要達到完全通視，并且也不需要進行導線平差，同時對控制點之間的圖形和邊長等均也沒有限制。此外，采用GPS－RTK技術能夠實時獲得和提供定位的坐標數據、精度，并將坐標及點位精度及時更新并實時顯示在測量控制器上，如果點位精度達到要求，用戶就可以將坐標的均值、精度及圖形屬性等數據資料存貯到電子手簿中。一般情況下，一個控制點的測量能夠在幾分鐘，甚至是幾秒鐘內就可以完成，從而極大地提高了作業效率。需要注意的是，在應用GPS－RTK技術進行布設控制網前，必須通過GPS－RTK的點校正功能計算出測區的WGS－84坐標與80或54坐標之間的轉換參數，從而有效避免投影變形，最終獲得更精確的控制點坐標成果。

1.2 地籍碎部測量

用全站儀進行碎步測量時，每個點的測量均需要輸入該點的地物編碼，再利用成圖軟件進行成圖，要求測站點和被測的碎部點之間一定要能夠通視，并且要2～3人同時進行作業。而采用GPS－RTK技術進行碎部測量時，不要求通視，在架設好基準站后僅需一人即可完成作業，從而大大提高了測圖的工作效率。用GPS－RTK技術進行城市地籍碎部測量的具體方法如下:首先，測量員對儀器進行初始化 (獲得固定解);其次，在要進行測量的地形地貌碎部點上，將測桿對中，當氣泡居中后，開始進行測量，只需幾秒鐘就可以獲得該點的坐標，當精度達到要求時，即可輸入該點的特征編碼進行可保存;最后，當把測區內的所有地形地物點位測定完成之后，利用專業數據傳輸和處理軟件輸出所獲得的全部的測量點。

1.3 放樣

所謂放樣就是通過采用一定的儀器和方法，在實際地點把人為設計好的點位標定出來［3］。采用經緯儀交會放樣、全站儀的邊角放樣和距離交會等傳統的放樣技術進行放樣點位時，常常需要根據測量的結果移動目標，使其到達設計好的點位。因此，傳統的放樣與測圖一樣，要求通視情況良好，同時需要跑尺者和觀測者兩個作業人員，工作效率不高。而當采用GPSRTK技術進行放樣時，通過內業用專門的軟件編輯好需放樣的點 (或線)坐標，然后傳輸到GPS的手簿中，就可以在野外進行操作，具體操作時依據提示選擇好放樣點之后，GPSRTK就會實時解算獲得天線所在位置的坐標，并將其與待放樣的坐標進行比較，從而得出二者之間的坐標差;然后通過GPS手簿的界面文字和圖形導航到點。因此，可以認為這種作業方法能夠實現快速找到放樣點。

2.GPS－RTK技術的優勢及局限性

2.1 優勢

1)作業效率高、速度快。利用GPS－RTK進行地籍測量在短時間內即可得到一個點的三維坐標。

2)定位精度高。RTK技術進行測量時各點間的精度往往是獨立的，從而大大減少了測量誤差的傳播和積累。

3)操作簡便，容易使用。隨著測繪技術的發展和GPS接收機不斷改進，RTK自動化的程度越來越高，體積和重量越來越小。

4)能夠實現全天候和全天時地作業。

2.2 局限性

1)衛星信號問題

在某一確定的時間段內，GPS全球定位系統的衛星信號不可能完全覆蓋全球所有國家，因此可能產生假值。此外，RTK在進行初始化時至少需要5顆衛星，因而當測量地點位于城市高樓密布區或者那些衛星信號接收不好的地方之時，則可能發生無法初始化和得不出固定解的情況。

2)數據鏈傳輸問題

在進行城市地籍測量中，由于受到高樓大廈的遮擋以及其他多種高頻信號源的干擾，可能導致在傳輸過程中數據鏈的傳輸質量發生嚴重衰減，導致流動站可能無法接收到基準站所發射的信息，從而致使RTK不能進行正常作業。

3)有效距離問題

由于上述電臺功率和數據鏈傳輸質量方面的原因，可能對RTK作業的有效距離產生一定的限制，即限制流動站和基準站之間的距離。此外，當流動站和基準站的之間的距離超過一定值時，測量結果的誤差可能超限，因此一般情況下，RTK的實際作業有效距離遠遠小于其所標稱的距離。依據多年的實際作業經驗，筆者認為基準站和流動站之間的距離控制在6km以內為佳。

［1］令狐義強.GPS－RTK技術在城市地籍測量中的應用［J］.測繪與空間地理信息，2011，03:108－109+115.

［2］岳龍.GPSRTK技術在地籍測量中的應用研究［J］.測繪與空間地理信息，2014，03:158－159+163.