地形測圖中GPS-RTK技術的應用分析

周 晶

（廣東省有色金屬地質局九三三隊，廣東 肇慶 525040）

由于我國地域遼闊，地勢起伏大，為傳統測量帶來一定難度，面對地形復雜的地理環境，不僅無法保證測量的精度，還有可能威脅到測量技術人員的生命安全，因此GPS-RTK技術在測量行業中應運而生。地形的映射是一個復雜的、系統的和艱巨的測繪工作，這需要仔細的土地資源信息的記錄，包括山水的趨勢，土地利用的分布，等等，同時，它是必要的，以確保其測量和控制的準確性在厘米的誤差。隨著GPS系統的進一步穩定和RTK測量技術的發展，我國的地形圖測繪將達到一個新的水平[1]。

本文以某市一個礦區的地形圖測繪為例，對GPS-RTK技術在地形測圖中的應用進行分析。某礦區測區面積約為1.7平方公里，且地形較為復雜，對于采用全站儀進行測量作業，作業工序比較復雜，而且精度不均勻，而采用GPSRTK測量技術不僅可以大大降低作業難度，還能提高工作效率，并配合使用全站儀使得在最大程度上提高地形測量的精準度。通過分析地形特點，最終采用以RTK技術為主，全站儀為輔的測量方式進行測量[2]。

1 GPS-RTK在地形測圖的技術原理

GPS-RTK作為一種實時動態相對定位技術，它主要是以載波相位觀測值為根據的實時差分GPS技術，在地形測量中應用十分廣泛。根據GPS-RTK系統原理，在作業過程中，至少需要兩臺GPS接收機同時工作，將一臺GPS接收機設為基準站，架設在一個已知控制點或者未知的固定點上，另一臺GPS接收機作為流動站，通過基準站系統采集可用的衛星原始數據。主要通過參考站獲取相關的數據信息鏈，傳輸到附近的RTK接收機，通過接收機內部的數據處理軟件進行處理和實時相對定位，同時結合基準站坐標信息，最終求得RTK接收機的絕對三維坐標。

2 GPS-RTK技術的特點

相比傳統的測量技術，GPS-RTK技術具有以下幾方面特點：①不受季節和通視條件的限制。傳統的測量技術在實際應用中需要考慮季節和時間的變化。同時，對于一些能見度較差的區域，會降低測量精度，降低作業效率。GPSRTK技術不受季節和觀測條件的影響，可以有效地測量面積，保證測量結果的準確性。②定位精確度高。與傳統的測量技術相比，gps-rtk技術的定位精度更高。它不僅可以有效地對一些復雜區域進行定位和測量，還可以消除障礙物對其的影響，從而實現快速準確的定位，而且數據不會產生誤差積累，從而提高了定位精確度。③作業效率高。GPSRTK設站一次即可測完4km半徑的測區，可大大減少傳統測量所需的控制點數和儀器搬站次數，同時RTK技術的操作十分簡便，數據傳輸、處理的能力較強，可由一人操作，作業速度快，勞動強度低，提高了作業效率。

3 GPS-RTK技術在地形測量中的應用

（1）準備工作。作業開展前，作業人員應對測區進行現場勘探，通過原有的測量資料制定作業方案、選擇儀器并做好儀器常規性檢查。

（2）基準站的選址。參考站的布置是RTK作業成功實施的關鍵之一。應選擇在較高的地面上，無遮擋視線，無線電具有良好的覆蓋面積，最好選擇在調查區內對高層建筑進行測量；為了防止數據鏈丟失和多徑效應，在參考站200m范圍內不能設置GPS信號反射器，無高壓輸變電線路、電視臺、無線電發射臺等干擾源，還應避開大面積水域。

（3）GPS-RTK地形測量數據采集和處理。根據已有的E級GPS控制點采用動態GPS-RTK進行圖根測量，利用已有紙質資料布設控制點，建立一個完整的控制網。選點時應注意以下幾點：①控制點應盡量布設在四周開闊的區域，視場內障礙物的高度角不宜超過15o。②遠離大功率無線電發射源(如電視臺、電臺、微波站等)，其距離不得小于400m，遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不得小于200m。③附近不應有強烈反射衛星信號的物件（如大型建筑物、水面等）。④控制點應有利于其它測量手段擴展和聯測。⑤控制點點位一般盡量選在鋪裝路面的道路上、或不易移動的固定基石上，地面基礎穩定，易于點的保存和使用。

表1 控制點檢查結果表

對控制點進行獨立觀測并取其平均值，平面坐標校核差為±2.6cm，高程校核差為±2.7cm，滿足規范要求。坐標較差值如表1所示。

將基準站定位在所選控制點上，連接各鏈路線，打開接收機輸入點，天線高度，已知坐標；檢查接收到的GPS衛星數量5顆；檢查車站指示燈是否正常；將移動臺設置為選擇與基站相匹配的無線電頻率。作業開始前需要對已知控制點進行校正，校正完畢后再去測區附近另一個已知控制點進行檢核，如果檢測結果在誤差允許范圍內方可開展工作，否則需找出問題重新校正，直至滿足要求再進行測量。校正工作完成后通過流動站在測量點的移動來完成相關數據的采集；作業人員可通過測量沿途拍照或手繪草圖，以避免在數據處理中可能發生的錯誤。作業完成后，則需返回已知控制點重新檢核，確保數據采集的準確性。實時動態RTK數據處理相對簡單，外業測量采集的實測坐標通過手薄的數據傳輸系統，通過南方Cass軟件進行圖形編輯。

4 結語

隨著科學技術的進步和技術水平的提高，gps-rtk測圖技術將日益成熟，并將廣泛應用于地形測繪工作中，提高了野外測量的質量和效率。在未來的發展中，GPS-RTK測繪技術的進一步應用，顯示真正的GPS-RTK測繪技術的優勢，需要從事測繪工作人員提高他們的操作技能，提高GPS-RTK測量的控制技術和設備，并在現場根據實際測量，要求，不斷調整測繪的方法，然后在一種最有效的方式，高質量地完成測繪任務，從而促進我國地形測繪工作的健康有序發展。