論GPS RTK在地籍測繪中的應用

王宇鋼+郭斯嘉

摘要：隨著科學技術的不斷發展，GPS技術已經變成目前應用最廣發展最快的技術之一，GPS技術被廣泛應用于各種領域的測量工作。本文對GPS-RTK測繪技術的工作原理、測量方法和在地籍測繪中應用做了簡單介紹，并分析了在應用過程中需要注意的問題。

關鍵詞：GPSRTK技術；地籍測繪；技術應用

隨著科學技術的發展，GPS技術的出現為測量工作領域帶來了新的變革，在土地測繪方面具體表現為GPS-RTK技術的出現，這種技術取代了常規地籍測繪技術，為國土資源信息化的普及提供了有力的技術保障。RTK技術具有分布靈活、測量準確、計算迅速等特點，可以滿足地籍測繪高速和精準的要求。

1、簡述GPS-RTK技術

GPS是全球定位系統的簡稱，RTK是指載波相位差分技術，GPS-RTK技術就是將兩者結合起來，實時提供流動站的精準坐標，精度達到厘米級別。

1.1基本工作原理。GPS差分包括位置差分、偽距差分和載波相位差分三種，它們的工作方法都是發送改正數到流動站，通過流動站的計算分析得到準確的定位結果。但是由于前兩種差分方法的定位誤差會隨著基準站和流動站之間空間距離的增加而降低，所以RTK技術選用載波相位差分法。RTK技術的工作原理是基準站對GPS衛星進行觀測采集數據，然后將得到的觀測值和坐標信息通過分別安置在基準站和流動站的接收機進行數據傳輸，流動站在接收到基準站的傳輸數據和信號后，經過實時差分和平差處理后，根據基準站的坐標，得到本站坐標。這種原理實現的基礎是有足夠數量的衛星和良好的幾何分布位置。基準站要設在已知點上方便進行不間斷的觀測，而且視野必須十分開闊，沒有造成信號干擾的裝置；流動站則要放置在待觀測點上。

1.2測量精度及測量方法。GPS-RTK測繪技術有兩種方式，分別為“無投影，無轉換”法和“鍵入參數”法。“無投影，無轉換”法是通過基準站和流動站接受WGS-84坐標，然后根據相應的數學模型將觀測到的已知點WGS-84坐標和地方坐標進行轉換。這種方法由于會利用到不同的數學模型進行坐標轉換，所以必須測量一定數量的點，來提供不同的坐標，但是這種方法不需要將基準站固定放在已知點上；“鍵入參數”法是將通過靜態觀測得到的WGS-84坐標和地方坐標以參數形式鍵入到手薄中進行轉換，或者直接輸入平差求得的轉換參數。這種方法需要注意的是基準站必須放置在已知點位置上，通過幾次已知點觀測來核驗結果。由于在地籍測繪過程中，各種障礙物對信號接收帶來的影響不可避免，這種情況下GPS-RTK技術就顯示出了它的優越性，在兩種技術綜合運用的結果下可以保證測繪過程中的精確程度。測量前要對實際地形進行考察，將障礙區標注出來，綜合實地考察結果得到完整的地形圖，在進行測量時，只要有一個人背著儀器就可以完成測繪數據收集工作，在需要測量的地點停留兩秒收集數據后將數據以特征性編碼的形式記錄在電子手簿中，這樣一來，將測量好的地形數據用專業軟件出圖即可，這樣既保證了精度要求還提高了測繪效率。

2、GPS-RTK技術在地籍測繪中的應用

地籍測繪是由為了記錄某塊土地界限處地點坐標及相關附屬物位置、面積利用狀況等信息而專門建立的圖紙和數據信息組成的表冊。地籍測繪為我國國土資源信息化管理提供了數據支持，地籍測繪的內容主要有地籍控制測量和地籍碎部測量兩部分，遵循從整體到局部，先控制后碎部的原則。

2.1 RTK技術在地籍控制測量中的應用。地籍控制測量是在原有測量基礎上加密后直接滿足地籍測繪要求，通常利用導線網、圖根三角測量和GPS相對定位網來進行測量。但是傳統的這三種方式費時費力，要求嚴格，精度也達不到現在的要求，所以為了改進這種方式，人們開始采取GPS靜態定位測量，避免了各點之間通視造成的誤差，但是這種方法有一個很大的缺陷就是數據處理必須在測量之后才能進行，如果數據不合格，必須在整個測量結束，分析才可知道，限制了實時測量和數據精度確定的可能性，出現問題就會導致測量重新開始，造成了工作的重復和浪費。如果可以使用RTK技術，就可以解決不能實時觀測，不能確定觀測精度的問題，這樣一來大大提高了工作效率，只要遵照規范要求控制相位點的誤差不超過0.05m即可，所以RTK技術在地籍圖根控制測量中應用十分廣泛。

2.2 RTK技術在地籍碎部測量中應用。碎部點是指那些表達了地形地貌特征的特殊點，地籍測繪時我們需要把碎部點描繪到圖紙上。這些特征地貌的測繪是地籍測繪的核心，碎部點的測繪將整個地塊的界線、位置形狀等都詳細的標注在地形測繪圖中。在進行地籍碎部測量時，RTK技術應用于視野開闊GPS信號接受良好的地段，對于那些地形不平整，房屋建筑密集的地方，用全站儀進行測量，而那些隱蔽的部分就采用人員測量的方法，利用測距儀和皮尺等輔助工具以達到測繪目的。在進行碎部測量時，對于土地分界線處的測量只要相關操作人員帶著測量儀器，在指定測量點輸入位置數據代碼即可，將碎部點信息以代碼形式記錄于電子手簿中，這種測繪方法操作簡單，精度高而且大大提高了測量過程中的工作效率，只要最終結果滿足規范要求的限值即可。

2.3在測繪過程中需要注意的問題。盡管RTK技術應用于地籍測繪過程中可以在保證測繪精度的同時也提高了工作效率，但是在使用的過程中必須要注意一些問題，比如：第一，RTK基準點必須放置在測量區內視野開闊、海拔較高的位置，這樣可以保證接收信號的時候不會被周圍的障礙物所影響，也有利于信號的發送；第二，基準站在設立時要注意避開一些具有強電磁波干擾性的物件，譬如高壓輸電線、電視發射塔、微波塔等大功率無線電發射器，以確保基準站信號接收發送工作的正常進行；第三，為了避免因距離誤差增大造成的流動站和基準站之間距離的增大，RTK測量作業的半徑不應超過10km；第四，由于測量的精度受到了坐標轉換參數的直接影響，所以在測量過程中要盡量選取高等級控制點，而且這些轉換控制點要均勻分布在整個測量區內，在測量工作全過程中要進行核驗工作，以保證測量數據的準確度。

小結：隨著GPS技術的不斷發展，為了進行更高精度的測繪工作與之相應的測量技術也在不斷進步，以GPS-RTK技術為代表我們可以發現因其高精度高效率的作業過程，這項技術已經越來越多的應用于實踐工作中，但是我們在使用這門技術的同時也要注意它存在的局限性，合理利用才能讓GPS-RTK技術發揮更大的作用。endprint