論GPSRTK技術在國土測量中的應用

谷郁偉

摘 要：GPS-RTK技術是一種新型的GPS測量方法，具有測量精度高、外業作業效率高等優點，該文主要就GPS-RTK技術的定義以及主要的優點進行了簡要的概述，重點分析了該技術在國土測量過程中的具體應用問題。

關鍵詞：GPS-RTK技術 國土測量 工作原理 優點 應用

中圖分類號：P228.42 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0069-02

我國國土面積廣闊，地勢比較復雜，傳統的地質勘探技術與設備難以滿足勘測精度要求，為國土測量工作帶來了較大的困難，隨著科學技術的迅速發展，地質勘測技術水平也有了明顯的提高，GPS-RTK技術是一種具有較高勘測精度的新的勘測方法，現階段已經廣泛應用于國土測量、地籍測量、礦山測量等工作之中。

1 GPS-RTK技術概述

1.1 GPS-RTK技術的工作原理

GPS-RTK技術也就是衛星導航實時動態差分定位技術，GPS-RTK系統主要由數據傳輸系統、GPS接收機以及軟件系統3個部分組成。具體的應用過程中至少需要有兩臺GPS接收機，一臺作為基準站，一臺作為流動站，兩臺要同時開始工作。兩個測站的載波相位觀測量主要利用載波相位查分技術進行處理，工作過程中，首先利用三腳架將GPS接收機固定在參考站的一點上，通過基準站系統能夠采集可用衛星的原始數據，數據采集完成之后，串行端接口會將數據信息發送到無線發射電臺上，發射電臺會對原始數據進行包裝后傳輸出去，流動站電臺會接收到基準站電臺發出的各種GPS原始數據信息，同時流動站的GPS接收機也會將當前位置本機的原始數據收集起來。流動站接收機的原始數據與基準站接收機的原始數據同時匯集在流動站接收機中，統一處理之后，能夠計算出兩個接收機之間的基線向量。然后利用該基線向量以及已知的基準站位置能夠計算出流動站的精確坐標，勘測人員利用流動站系統能夠對測區進行準確的定位測量、地形測量及其他的地質測量工作。

1.2 GPS-RTK技術的優點

GPS-RTK技術具有測量作業效率高、測量精度高、具有實時性等優點，GPS-RTK設備的放樣精度能夠達到厘米級別，與傳統導線測量相比，GPS-RTK技術的作業效率是導線測量的2～4倍，作業效率明顯提高。GPS-RTK技術能夠實時進行野外觀測，數據可以現場校核，這是傳統的測量手段難以實現的。GPS-RTK技術中，移動站與基站之間不需要通視，觀測的距離自然就會更遠，可以進行全天24 h作業。

2 GPS-RTK技術在國土測量中的應用

2.1 測量點及測量方法

利用GPS-RTK技術開展國土測量工作時，地質勘測人員首先需要詳細地收集待測量區域的相關數據信息，安置好平面控制點以及高層控制點的位置，根據精度大小將這些控制點劃分為不同的級別，各控制點間不同等級點要能夠通視。具體的測量工作中，以動態測量、網絡RTK以及單基準站測量為主，避免出現通信不佳、不良現象。測量過程中要正確選擇高層系統級坐標系，做好參數系統的轉換，測量過程中要詳細檢查所有的測量儀器，保證全部的設備都能夠正常運轉，基準站位置必須要符合相關的規定，確保數據傳輸的效率。

2.2 GPS-RTK技術在國土測量中的應用

地籍測量是國土測量工作中的主要業務之一，下文結合某市地籍測量實際案例，就GPS-RTK技術在國土測量中的具體應用問題進行簡要的探討分析。

某市第二次土地調查項目中，測區面積較大，地籍測量區內建筑布局及建筑結構比較復雜，測量過程中通視條件較差。地籍測量人員利用GPS-RTK技術完成了地籍測量以及圖跟控制才測量任務，借助雙頻GPS-RTK接收機裝置完成地籍測量過程中L1及L2信號的接收及處理，最終提升定位的有效性以及地籍測量的精度。

地籍測量的重要任務是全測區的控制測量，它是數據采集以及地籍圖件測繪的基礎，地籍控制網點的精度、密度與測量土地權屬范圍特征點密切相關。如果測區比較大，三四等點難以滿足地籍控制測量的實際需求時，需要建立測區GPS控制網。由于該市面積較大，因此，測量人員在國土資源局提供的三四等GPS控制點基礎之上，在測區內布設了E級GPS控制點，確保點與點之間能夠滿足1～2個以上方向通視的條件。

實際的測量作業過程中，測量單位共投入4臺雙頻GPS-RTK接收機，一共設置一個基準站，3個流動站，以該市的四等GPS控制網點以及E級控制網點為基準點，加密圖跟導線。作業過程中，4人為一組，分別記錄基準站以及流動點的數據，為了保證流動站觀測結果的準確性，流動站工作人員在同一個點位要獨立測量3次，且3次觀測結果的偏差要小于3 cm，然后取平均值即為該點的最終測量成果。其他一致控制點重復該動作，就可以完成圖根控制測量任務。

根據該市第二次土地調查技術方案要求，界址點的平面精度需要控制在±5 cm，城鎮街坊外圍界址點及街坊內明顯界址點的間距允許誤差要控制在±10 cm左右，村莊內部界址點以及城鎮街坊內部隱蔽界址點的間距允許誤差要控制在±15 cm左右，采用GPS-RTK技術能夠滿足這一要求。

基準站位置的選擇會影響到流動站的測量速度以及數據的測量精度，基準站選擇時要保證基準站與測區的視野開闊，GPS天線平面15°傾角以上沒有大片的障礙物，確保衛星信號能夠正常接收，且基準站周圍100 m范圍內沒有高壓線、微波塔、雷達等大的電磁波輻射源。基準站架設高度與RTK電臺的信號發射距離有關，距離比較遠，基準站要盡量設置在開闊、地勢較高的地方。

流動站選擇時，要確保其能夠同時接收5顆衛星的信號，避免選擇在密集樓群、樹林等位置，在市區，流動站與基準站的位置需要控制在4 km以下，如果是郊區，需要控制在7 km以下，因為流動站與基準站位置太大，初始化時間延長，測量精度較低。

3 結語

利用GPS-RTK技術進行國土測量時，不會受到地形、天氣、通視條件等因素的限制，測量過程中操作十分方便，測量精度較高，誤差分布比較均勻，不用擔心誤差積累的問題，目前已經廣泛應用到各種地質勘測工作之中。但這種測量方法并不是完美的，其中依然存在著一些不足之處，比如：GPS接收機必須要與衛星信號對天通視，因此，在一些林木密集、高大建筑物較多的區域需要配合全站儀才能夠完成國土測量的工作。

參考文獻

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