GPS—RTK在地籍测量中用于图根控制的研究

莫华南

摘要：GPS-RTK应用于图根控制测量优势很大，本文基于相关工作经验，研究探讨了RTK用于地籍测量中图根控制测量的方法及精度，有一定借鉴价值。

关键词：RTK；图根控制测量；应用

Abstract: GPS-RTK used in figure root control measure, a huge advantage, this paper, based on the related work experience, research discusses RTK used for cadastral Chinese root control accuracy and measurement method, have certain reference value.

Keywords: RTK; Figure root control measurement; application

中图分类号： O353.5 文献标识码：A 文章编号：

GPS-RTK（以下简称RTK）技术是建立在全球定位系统(GPS)基础上、基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度，优势明显。传统的图根控制测量采用导线（网）法施测，不仅要求相邻点间通视，且精度分布不均匀，在较大的区域布设时，往往造成精度不高。而采用常规的GPS静态、快速静态测量，因数据处理滞后，无法实时解算出定位结果，必须事后进行解算才能获得厘米级的精度，因此，相较而言，RTK的独特优势给图根控制测量带来了极大方便。本文结合实践经验，简要探讨RTK技术在图根控制测量中的应用，以供参考。

1 RTK的工作原理

RTK定位测量通常是由一个基准站及一个或多个流动站组成，接收机间建立实时数据通讯。开始工作时，先将一台GPS接收机安装在已知点(基准站)上，对GPS卫星进行观测并将诸如基准站的高程、坐标、水准面拟合参数、坐标转换参数预设精度指标等必要的数据输入控制手簿。将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去。另一台接收机置于流动站，流动站在观测GPS卫星并采集载波相位观测量的同时，也通过流动站电台接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量。流动站的GPS接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量及流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置，并随时将实测精度与预设精度指标比较，一旦实测精度达到预设精度时，实施记录，测量结束。

2 RTK技术在图根控制测量中的应用

2.1 图根控制的技术要求

图根控制点简称图根点，即直接供测图使用的控制点。测定图根点位置的工作，即为图根控制测量。城镇测量一般以四等（或E级）网作为首级控制网。在测图中，要求首级图根点相对于起算控制点的点位误差，在图上应小于±1mm，相对于地面点的点位误差则小于±0.1Nmm(N为测图比例尺分母)。而图根点对于起算控制点的相对误差，又受起算控制点误差及图根点误差的共同影响，为使起算控制点的误差影响可忽略不计，应使相邻起算控制点的点位误差小于(1/3) 0.1Nmm。由此可得出不同比例尺测图对相邻起算控制点的精度要求。据《城市测量规范》要求，图根控制网中图根点高程中误差不得大于测图基本等高距的l/10，1/500的等高距为0.5m，l/1000的等高距为0.5m或lm，随着比例尺的减少，等高距可相应的加大。

2.2 RTK图根控制测量作业流程

2.2.1收集测区控制点资料，含控制点的等级、坐标及中央子午线，坐标系是属常规控制网还是GPS控制网，控制点的地形和位置是否适合作动态GPS的参考站。

2.2.2测区布置及参数设置。在实施放样测量前，应对整个测区进行合理布置，一般将测区分成若干个块，且使每个块的控制点较为均匀的分布，同时还应设置相应的系统参数，如定义要求的配置集、数据保存位置、坐标系统、天线类型、限差、卫星高度角等。

2.2.3 基准站的选定及设置。RTK定位的数据处理过程是基准站和流动站之间的单基线处理过程，定位结果在一定程度上决定于基准站及流动站的观测数据质量好坏及无线电的信号传播质量好坏，因此基准站位置的有利选择非常重要。准站点尽量处在测区的中央位置，该处应地势较高，四周开阔，周围没有无线电干扰源。同时，RTK测量中，流动站随着基准站距离增大，初始化时间增长，精度将会降低，所以流动站与基准站之间距离不能太大，要求达到厘米级精度时，基准站和流动站距离不能超过15 km，达到亚厘米级精度时距离不能超过10km；依照《工程测量规范》规定，采用GPS-RTK方法测定图根点作业半径不宜超过5 km。基准站的设置含建立项目和坐标系统管理、基准站电台频率选择、RTK工作方式选择，基准站坐标输入、基准站工作启动等，以上设置完成后，可以启动RTK基准站，开始测量并通过电台传送数据。

2.2.4 流动站设置。包括以下几大部分内容，即建立项目和坐标系统管理、流动站电台频率选择、有关坐标的输入、RTK工作方式选择、流动站工作启动等。以上设置完成后，即可启动RTK流动站，开始测量作业。

2.2.5 测量前的质量检查。为避免出现作业盲点，确保RTK的实测精度及可靠性，必须进行已知点的检核。研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%，RTK比靜态GPS还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。因此，相较于GPS静态测量，RTK测量更易出错，必须进行质量控制。对于质量检查，可采用以下两种方法：1）已知点检核比较法——用RTK测出已知控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。2）重测比较法——每次初始化成功后，先重测1～2个已测过的RTK点或高精度控制点，经过确认确保无错误后再进行RTK测量。其中，已知点检核比较法较为可靠，但由于控制点的数量是有限的，因此没有控制点的地方则需要用重测比较法来检验测量成果。经过如上已知点的检核后，符合要求后开始作业。

2.2.6 内业数据处理。数据传输就是在接收机与计算机之间进行数据交换。RTK测量数据处理相对于GPS静态测量较为简单，如用TGO软件处理接收机导入的测量数据，直接可以将坐标值以文件的形式输出和打印，得到控制点成果。

3 应用实例分析

3.1 工程慨况。广西某市经济开发区拟进行城镇地籍测量（比例尺1：500），区内面积约25k㎡，测区东西长约4km，测区南北长约6km，宗地约18000宗，测区呈带状，平均高程约为海拨50m，地势较平缓开阔。任务要求工期为4个月，包含控制测量、地籍测量、地籍调查3项工作。因项目工期紧张，为保证质量及工期，经研究拟采用RTK技术开展Ⅱ级控制测量和图根控制测量工作。

3.2 技术分析。若采用传统首级控制测量加Ⅰ、Ⅱ级导线控制测量法，再进行图根控制测量，控制测量工期约需40天（按10人，2个控制组计），显然时间不能满足本测区要求，投入人力和成本也大。通过甲方要求及技术设计分析，首级控制E级控制和Ⅰ级控制采用GPS静态定位，控制整个测区，计划布设E级控制点9个和Ⅰ级控制点100个，以便于控制网的加密及数字化测图，而Ⅱ级控制和图根控制测量，计划布设2800点，采用RTK技术完成；预计E级控制和Ⅰ级控制测量工期为5天，Ⅱ级控制和图根控制测量工期为7天，控制测量工期约12天（按10人，2个控制组计），与传统控制测量方法相比工期缩短约28天，同等人员条件下效率提高3倍以上，可以达到提高工效为后续工作提供充足时间的目的。

RTK仪器测量固定误差一般为lOmm+1 10-6，根据控制测量规范要求，Ⅱ级控制测量和图根控制测量的点位误差为≤±5cm，从理沦上分析，利用RTK测量完全能满足Ⅱ级控制测量和图根控制测量的要求。RTK做控制测量的速度快且能实时了解定位精度，完全可满足地形图测绘中的图根控制测量及一般工程的控制测量要求。

3.3 测量方法及精度分析。首级控制和Ⅰ级控制测量使用南方测绘公司双频GPS仪器测量，测区内共布测E级GPS点9个，Ⅰ级控制点100个，按边连式布网，采用静态方法观测，E级GPS点观测时间为120分钟，Ⅰ级控制点观测时间为90分钟，仪器配置8台套，人员共10人，完成时间为5天（含控制点选埋）。Ⅱ级控制和图根控制测量使用南方测绘公司GPS-RTK仪器，采用1+5工作模式；通过6天，共完成2813个Ⅱ级和图根控制点。

项目验收时，检查了3个E级GPS控制点，12个Ⅰ级控制点，36个Ⅱ级控制和图根控制点，结果全为优。经检测的E级GPS控制和Ⅰ级控制点 最大为9mm， 最大为10mm，高程误差最大为1.8cm，Ⅱ级控制和图根控制点 最大为12mm， 最大为13mm，高程误差最大为2.0cm，均满足了《工程测量规范》及甲方要求。

参考文献：

【1】魏二虎，黄劲松，等. GPS测量操作与数据处理【M】.武汉大学出版社，2004.

【2】中华人民共和国国家标准.工程测量规范(GB 50026—2007)【S】.

【3】陈自略.浅淡RTK技术在图根控制测量中的使用【J】.科技与生活，2011（11）：169.