GPS-RTK技術在地形圖測量中的實際應用探討

唐古旭

摘 要：GPS-RTK技術數據傳輸方便，測繪精度高，是當前一項非常中的測繪技術。本文基于GPS-RTK技術原理與優勢，對GPS-RTK 技術在地形圖測量中的具體應用展開詳細分析論述，希望能為相關工作帶來些許幫助。

關鍵詞：GPS-RTK技術;地形圖測量;精度

1 GPS-RTK技術原理與優點簡析

1.1 測量原理

GPS-RTK 技術屬于一種實時動態定位技術。該技術以流動站、基準站為基礎進行數據傳輸與分析，最終獲得所需數據。GPS-RTK由三大部分構成：基站、流動站、通訊系統。其中基站又由GPS天線、GPS接收機以及控制器、電源、無線電通訊發射設備等構成。流動站由電源、無線電通訊接收設備、控制器與GPS天線、GPS接收機組成。具體構成如下圖所示。GPS-RTK技術在測量過程中有三種應用方式，這三種應用方式分別是基于相對定位、絕對定位以及差分定位三項基本理論組成。其中相對定位原理在地形圖測量中應用的較為廣泛。在應用GPS-RTK技術進行地形圖測量時，先將流動站、基準站中相關發送、接收裝置進行連接配置，基準站中的GPS接收機通過載波相位完成衛星檢測，獲得相關數據并將其傳輸至流動站，流動站設備接收到數據信息后建立起三維坐標，解算出位置以及其他信息[1]。

1.2 技術優勢

一是GPS-RTK技術的測量效率高。在應用該項技術進行地形圖測量時，工作人員于設定位置安放好基準站，之后攜帶流動站到達測繪點，測繪人員短暫的停留，并且利用電子手簿錄入信息編碼，這樣就能夠完成一個點的測繪工作，效率非常好。在應用GPS-RTK 技術進行測量時，不必考慮兩點通視的問題，只需流動站、基準站之間連接良好，就能進行測繪作業。二是GPS-RTK 技術的測繪精度高，該項技術能滿足實時動態測量，因此所測數據與實際情況的貼合度是較高的，應用該項技術，可有效滿足地形圖測繪對于數據準確性的要求。并且隨著科學技術的發展，GPS-RTK 技術的解算精度已經達到厘米級別，且在測量過程中不會受到水平障礙的影響，測量精度非常高。三是減少了人工投入，簡化了測量程序。在應用該項技術進行地形圖測量作業時，很多數據都不需要人工解算，利用計算機、大數據等先進技術手段就能完成數據的傳輸與解算任務。信息技術的應用不僅提高了數據處理速度，而且減少了人工誤差，確保了數據精度。在完成實地測量后，使用專業的接口軟件與電子手簿相連接，就能將電子手簿中存放的數據輸出，輸出過程簡單且效率快[2]。

2 GPS-RTK技術在地形圖測量中的實際應用

2.1 放線測量

在地形圖測量作業中，放線測量是一項基礎性工作。GPS-RTK 技術在放線測量中的應用如下：首先根據測繪任務明確測量位置，測繪人員在測繪位置設定流動站，連接流動站的接收機、測桿以及天線，根據測量類型配置電臺，使流動站與基準站處于無線連接狀態。根據現場實際情況在電子手簿中輸入天線高度、觀測坐標、觀測時間等信息，之后通過數據傳輸、解算等一系列工作就能獲得所需信息。

2.2 定界測量

在地形圖測繪作業中，界限、地界等是被廣泛提及的概念，要想保證地形圖測繪的精度，確保地形圖質量，就必須解決定界問題。在傳統技術手段下，定界測量是一項比較復雜的工作，在測量時工作人員需要查詢大量歷史資料，布設多個測控點并進行大量的分析工作。測量速度較慢，且最終測量結果的質量有時也難以保障。但GPS-RTK 技術的發展與應用在很大程度上解決了這一問題，使得地界測量難度降低，精度與效率顯著提高。在應用GPS-RTK 技術進行邊界測量時，將手薄與專業繪圖軟件進行連接，就可實現數字化繪圖[3]。

2.3 平面控制測量

應用RTK技術開展平面控制測量作業時，應注意以下幾點：對于精度等級為一級的測量區域，觀測次數不能小于4次，RTK平面控制點相鄰點間平均邊長應控制在500m;點位中誤差要小于5m;與基準站的距離不能超過5km， 起算點等級為四級及以上等級。對于精度等級為二級的測量區域，觀測次數應大于3次;RTK平面控制點相鄰點間平均邊長應控制在300m;點位中誤差要小于5m;與基準站的距離不能超過5km，起算點等級為一級及以上等級。對于精度等級為三級的測量區域，觀測次數應大于2次;RTK平面控制點相鄰點間平均邊長應控制在200m;點位中誤差要小于5m;與基準站的距離不能超過5km，起算點等級為二級及以上等級。

2.4 高程控制測量

在應用GPS-RTK技術進行高程信息的測量時，因嚴格控制收斂精度，一般情況下高程的收斂精度要小于3cm。測量過程中，先通過流動站對大地高進行測量，獲得相應數據后對其進行減法處理得到具體數值。在對相關數據進行解算時，利用數學擬合法獲得流動站高程異常情況，然后根據相關規范要求確定模型精度，保證最終測量質量。

2.5 碎部測量

相較于傳統測量技術，GPS-RTK技術在碎部測量中更具優勢。如其對天氣等外部影響因素有較強的抵御力，最終的測量精度有保證。但值得注意的是，該項技術在碎部測量中也會受到地形的限制，如高山密林、沖溝等復雜地形會加大觀測難度，導致測量結果不準或是難以開展測量作業。因此在具體測量作業中，相關工作人員可根據測區實際情況合理布設測控點，并采用最佳的工作方式開展測量作業。如當測區地形地勢相對平坦，就可適當精簡測量過程。根據測量任務確定地物位置后在其周邊設置流動站，然后于設備中輸入地物屬性編碼并進行保存，這樣就能將相關的地物對應起來。如果測區內地形相對平坦開闊但是存有獨立樹林、建筑，那么就可采用分類測量的思路。測量時先對地物進行分類，之后再結合相應措施順利完成測量作業。

3 結語

綜上所述，GPS-RTK技術操作簡便、精度高、效率快，在地形圖測量中發揮著重要作用，合理應用GPS-RTK技術不僅可提升地形圖測繪精度而且也能降低地形圖測繪成本。但GPS-RTK技術并不是一項完全成熟的技術，再具體測量作業中也會受到地形等因素限制而導致精度較低。因此在當前背景下還應進一步加大對該項技術的研究與優化，讓其更好地服務于我國測繪工作。

參考文獻

[1]霍立軍，宮再賢.GPS-RTK及CORS技術在地形圖測量中的應用[J].產業與科技論壇，2014，13（09）：85-86.

[2]顧建冬，顧世峰.GPSRTK技術在水下地形圖測量中的應用分析[J].黑龍江科技信息，2014（12）：72.

[3]許瑞峰.GPS/RTK技術、免棱鏡全站儀在地形圖測量中的應用[C].江蘇省科學技術協會、上海市科學技術協會、浙江省科學技術協會、連云港市委、連云港市人民政府.第九屆長三角科技論壇（測繪分論壇）論文集.江蘇省科學技術協會、上海市科學技術協會、浙江省科學技術協會、連云港市委、連云港市人民政府：江蘇省測繪學會，2012：21-22.