ＧＰＳ－ＲＴＫ技术在地形地籍测量中的应用

李　洁　高　晋

摘要：随着测绘技术的迅猛发展,地形地籍测量的方法和技术也在不断地进步和更新。结合GPS——RTK技术在城镇地形地籍测量工作中的应用,本文概括了RTK技术的相关理论,并阐述了RTK在具体应用中的特点。

关键词：GPS——RTK技术；地行地籍测量

1概述

GPS-RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统，本文就利用这项新技术在地形和地籍测量中的应用情况做一介绍。地形测图是为城市以及为各种工程提供不同比例尺的地形图，以满足城镇规划和各种经济建设的需要。地籍测量是精确测定土地权属界址点的位置，同时测绘供土地管理部门使用的大比例尺的地籍平面图，并量算土地面积。

GPS新技术的出现，可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标。特别是应用RTK新技术，甚至可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次测绘成电子地图，然后通过计算机和绘图仪、打印机输出各种比例尺的图件。应用RTK技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（如伪距或相位观测值）及已知数据（如基准站点坐标）实时传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗卫星后，可以实时地求解出厘米级的流动站动态位置。这比GPS静态、快速静态定位需要事后进行处理来说，其定位效率会大大提高。故RTK技术一出现，其在测量中的应用立刻受到人们的重视和青睐。

2RTK测量技术原理

RTK(RealTimeKinematic)测量技术又称载波相位差分技术,是以WGS-84坐标为基础的全球通用的一种动态测量技术,实时处理基准站、流动站两个测站载波相位观测值的差分方法。它又可分为修正法 和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给流动站,改正流动站所接收到的载波相位,进而解求坐标,也称准RTK;差分法是将基准站采集到的载波相位发送给流动站,进行求差解算坐标,即真正的RTK。

RTK的关键技术在于数据处理技术和数据传输技术,RTK定位要求基准站接收机观测到的载波相位观测值及基准站坐标等通过数据通信链实时传送给流动站接收机,流动站不仅仅通过数据链接收来自基准站各项数据,而且还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,求得高精度的定位结果。

城镇地籍测量是在1954年北京坐标系或本地坐标系上进行的,因此,要快速完成测量工作,就必须实时进行坐标转换。坐标转换可采用至少三个以上同时拥有WGS-84地心坐标和1954年北京坐标或本地坐标的已知点,按Bursa模型解求七个转换参数。其数学模型为:

式中Xo,Yo,Zo是两个坐标系统的平移参数,Ex,Ey,Ez是两个坐标系统的旋转参数,δμ 是两个坐标系统的尺度比。在不考虑七参数中尺度比和旋转参数时,可以现场求定三个平移参数,即令δμ =1，Ex,Ey,Ez均为0即可。其简化公式为:

即仅求出3个平移参数。仍可以满足一定精度要求的转换参数。

3RTK技术应用

RTK技术用于各种控制测常规控制测量如三角测量、导线测量，要求点间通视，费工费时，而且精度不均匀，外业中不知道测量成果的精度。GPS静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度地进行各种控制测量，但是需要时候进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，内业处理后发现精度不合要求必须返工测量。而用RTK技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度。这样可以大大提高作业效率。应用RTK技术进行实时定位可以达到厘米级的精度，因此，除了高精度的控制测量仍采用GPS静态相对定位技术之外，RTK技术即可用于地形测图中的控制测量，地籍测量中的控制测量和界址点点位的测量。

地形测图一般是首先根据控制点加密图根控制点，然后在图根控制点上用经纬仪测图法或平板仪测图法测绘地形图。近几年发展到用全站仪和电子手簿采用地物编码的方法，利用测图软件测绘地形图。但都要求测站点与被测的周围地物地貌等碎部点之间通视，而且至少要求2-3人操作。

4RTK技术在地籍测量中的应用

地籍和测量中应用RTK技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图，同上述测绘地形图一样，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入GPS系统，可及时地精确地获得地籍图。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析法或图解法进行细部测量。

在建设用地勘测定界测量中，RTK技术可实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围、计算用地面积。利用RTK技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样，建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由PS软件中的面积计算功能直接计算并进行检核。避免了常规的解析法放样的复杂性，简化了建设用地勘测定界的工作程序。

在土地利用动态检测中，也可利用RTK技术。传统的动态野外检测采用简易补测或平板仪补测法。如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量，对于变通范围较大的地区采用平板仪补测。这种方法速度慢、效率低。而应用RTK新技术进行动态监测，则可提高检测的速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。

5应用体会

GPS正在越来越多的测量工作中得到应用，其在地籍测量中的应用就是一例，RTK技术与其它测量仪器和测量方法相比，具有不能比拟的优势。RTK方式出现后不要马上开始测量，要等GPS稳定约20分钟左右才能开始测量，否则将有较大的误差，代入记录数据后，如正常工作以后则其记录方式不受影响。电台信号不能太远，根据我们几年的作业经验，RTK的范围以不超过10KM为原则，否则解算速度、精度等都大受影响。利用RTK进行地籍测量，不受天气、地形、通视等条件的限制，工作效率比传统方法提高3- 4倍。利用RTK技术比传统方法大大节省人力。

6结论与建议

GPSRTK测量技术应用于地籍测量,无论从定位精度还是作业效率看,都是可行的,而且也拓宽了GPS测量技术的应用领域。

GPSRTK应用于地籍测量有其他仪器不能比拟的优点：作业速度快、效率高。在通常条件下,利用RTK测量几秒钟即可获得一个点的三维坐标。定位精度高。RTK测量各点间的精度基本上是独立的,减少了测量误差传播和积累,这不同于导线测量和GPS网测量成果中点的精度。操作简便,容易使用。随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,体积越来越小,重量越来越轻。能全天候、全天时地作业。RTK技术可实时地测定界址点位置并能达到要求的厘米级精度,从而确定土地使用界限范围,计算宗地权属面积。在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带,也可在界址点附近作出两个控制点,再用全站仪等传统测量工具进行细部测量,以弥补GPSRTK测量的不足。

在计算转换参数时,要注意:已知点最好选在测区四周及中心,均匀分布,能有效的控制测区。尽量减少转换参数误差对测量结果的影响。为了提高精度,最好选5个以上的点利用最小二乘法求解转换参数。为了校验转换参数的精度和正确性,还可以选用几个点不参与计算,而带入公式起校验作用,经过校验满足要求的转换参数认为是可靠的。

结束语

GPSRTK测量技术的应用使得地籍测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合, 极大地推进了数字化地籍测量技术的发展,使城镇地籍管理和地籍测量手段实现自动化或半自动化,有力地促进城镇地籍信息系统的建设和城镇地籍管理水平的提高。相信随着数据传输能力的增强、数据的稳健性、抗干扰性水平和软件水平的提高,RTK技术将在地籍测量和其他领域得到更广阔的应用。

参考文献

[1]徐绍铨,张华海,杨志强等.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1998.

[2]全球定位系统城市测量技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[3]詹长根,唐祥云,刘丽等.地籍测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2001.

作者简介：李洁，女，助理讲师，本科，现从事工程测量方面的教育教学工作。