网络RTK在海岛(礁)测绘中的应用

李国武

(福建省测绘院，福建福州350003)

网络RTK在海岛(礁)测绘中的应用

李国武

(福建省测绘院，福建福州350003)

试验研究网络RTK在海岛(礁)测绘中的应用，利用福建省已建立的FJCORS对福建沿海一个海岛(礁)进行了像控点的布设和施测，同时利用静态GPS观测和高程控制测量对RTK成果进行检测，并完成了地形图测制工作。

网络;RTK;海岛(礁);测绘;应用

一、前 言

据资料，我国海域中，面积500 m2以上的岛屿达7372个。根据有关国际法，我国主张的管辖海域面积可达300万km2，接近陆地领土面积的三分之一，是世界上海岛最多的国家之一。现在全世界大规模开发利用海洋资源、扩大海洋产业、发展海洋经济，我国也提出了实施海洋开发的战略部署。因此，摸清海岛状况，做好全国海岛测绘工作，对于维护国家安全和主权、海域管理、海洋资源开发、加快海洋经济的发展都具有十分重大的意义。

据有关部门统计，在我国拥有的众多岛屿中，只有部分海岛有概略坐标并进行过测绘，且资料较陈旧、现势性差，高程系统和坐标系统也不一样。还有部分岛屿至今未有测绘资料。究其原因主要是技术难度大和海岛测绘工程大，经费困难。而网络RTK技术的出现，则给海洋大地控制网的建立提供了精确、快捷的技术手段。

二、网络RTK简介

1.网络RTK技术

网络RTK是在常规RTK、计算机技术和通信网络技术的基础上发展起来的一种实时动态定位新技术。

网络RTK技术的基本原理是在一个较大的区域内稀疏地、较均匀地布设多个基准站，以构成一个基准站网，同时借鉴广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS中的基本原理和方法来设法消除或削弱各种系统误差的影响，以获得高精度的定位结果。

网络RTK的作业模式是利用基准站将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅接收基准站的数据，还要采集GPS观测数据，组成差分观测值进行实时处理，给出厘米级精度的定位成果。

2.网络RTK系统的具体应用——CORS

连续运行参考站系统(CORS)可以定义为由一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络，并可实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位，伪距)、各种改正数、状态信息，以及其他有关GPS服务项目的系统。

CORS是网络RTK系统的基础设施。与常规RTK技术相比，CORS实现了工作范围更广、全天候服务、野外单机作业、作业成本更低、定位的初始化速度更快且精度更高等众多优点。

三、试验案例

据资料，福建省现辖管区内共有海岛1546个。本文以宁德市霞浦县长春镇外城村“草屿”海岛(礁)为例。试验研究网络RTK技术在海岛(礁)测绘中的应用，并利用福建省已建立的FJCORS对“草屿”进行了像控点的布设和施测，同时利用静态GPS观测和高程控制测量对RTK成果进行检测，且测制了地形图。

1.试验概述

分析现有高等级控制点、航摄资料及图件资料，将试验区选择在霞浦县长春镇外城村草屿。草屿距陆地最近约600 m，最远约2000 m，岛上无居民，主要植被为灌木，岛周围大部分为悬崖，岛上无码头，没有轮渡。距最近的FJCORS站点三沙CORS站点达40 km，周边有1个A级GPS点A034，3个福建省C级GPS点090P、107P、110P，这里将它们作为控制起算点及检核点，其中110P(三等水准、1985国家高程基准)作为四等水准高程的联测起算点。

2.外业实测

(1)像控点布设

项目测区面积约0.03 km2，为小岛礁。采用环岛布设4个像控点，控制整个海岛。

(2)网络RTK测量

观测前查询FJCORS系统运行状态、进行星历预报及电离层、对流层活跃度分析，以确定最佳观测时间，并进行坐标转换参数的设置。利用FJCORS连续运行参考站，使用Trimble R8型RTK进行观测，每个像控点观测两次以上(一次平滑10次)，两次较差不大于5 cm，取平均值作为最后坐标。

(3)静态GPS观测

试验区布设一个GPS控制网，采用边连式，全网多布设复测边，检验GPS测定的精度及可靠性。使用4台套Trimble R8型接收机进行静态GPS同步观测4个像控点。根据所采集的数据，采用Trimble GPS接收机的后处理程序解算基线并进行无约束平差。当各项指标满足要求后，利用4个GPS网点(A034、090P、107P、110P)进行约束平差，110P点作为检查点，计算各控制点的三维坐标。

(4)高程控制测量

高程控制采用四等水准测量，是在GPS网点110P基础上，以闭合水准路线的形式，联测了4个像控点，并进行整网平差。外业观测采用 Leica TC702型全站仪。各项操作及观测限差均按规定执行。外业记录采用PDA为载体进行记录，内业处理各测站记录数据。利用清华山维公司提供的NASEW 95平差系统按严密平差(纯迭代法)进行平差计算。

3.3 种技术测定成果比较

以上3种技术方法的测量成果汇总如下，利用网络RTK技术测定(等级：城市一级(m)，仪器：Trimble R8)的4个像控点(P001、P002、P003、P004)成果见表1。

表1 网络RTK技术测定成果表

利用静态GPS技术测定(等级：城市一级(m)，仪器：Trimble R8)的4个像控点(P001、P002、P003、 P004)成果见表2。

表2 静态GPS技术测定成果表

利用高程控制技术测定(等级：四等水准(m)，仪器：Leica TC7029—654671)的4个像控点(P001、P002、P003、P004)成果及平面(1980西安坐标系高斯投影较差)和高程较差见表3。

综上可知，利用3种方法测定所得成果的平面、高程较差范围是0.025 m＜ΔX＜0.050 m，－0.068 m＜ΔY＜－0.010 m，－0.046 m＜Δh＜0.074 0 m，均能较好地符合限差要求。

表3 高程控制技术测定成果以及平面和高程较差表 m

4.内业测制线划图

(1)测制资料和技术要求

试验区的影像数据是传统相机航摄的黑白航片，立体像对为f00141_f00142，焦距f=152.42 mm。平面坐标系为1980西安坐标系，高程基准为1985国家高程基准。线划图定向精度和数据精度均依据国家基本比例尺1∶10 000地形图成图技术要求执行，地形类别是丘陵地。

(2)测制方法

根据RTK外业实测的像控成果，内业采用武汉航天远景公司MapMatrix多源空间信息综合处理平台进行测制线划图。MapMatrix系统支持多种传感器类型的数据综合处理，具有全/半自动影像内定向、相对定向和绝对定向功能。

将试验区的航摄资料进行影像扫描和影像处理后，利用MapMatrix进行立体模型恢复和影像匹配，建立数字地面模型，并进行地物地貌测绘，采用Geoway软件编辑，最后利用笔者所在单位自行开发的Runmap软件生成数字线划图。

四、结束语

通过试验，基于FJCORS系统使用Trimble RTK对“草屿”海岛(礁)完成了像控点的外业实测，同时进行了GPS静态观测和高程控制测量，各项限差和精度指标均符合要求。试验证明，网络RTK可以应用于海岛(礁)的测绘，可以完成海岛(礁)中小比例尺地形图的测制工作。

致谢：该项目是2009年度海岛(礁)测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室资助项目，在两年的试验过程中，由于都是利用工余时间完成的，项目的顺利实施得到了该实验室副主任郭金运博士的亲自指导，也得到了福建省测绘院领导和同事们的大力帮助与支持，在此表示衷心的感谢。

［1］ 沈文周.海域划界技术方法［M］.北京：海洋出版社，2003.

［2］ 章琼.GPS网络RTK技术及其应用现状分析［J］.吉林水利，2009(4)：36-39.

［3］ 林先秀.利用网络RTK控制成果进行海岛礁测图的精度分析［J］.测绘与空间地理信息，2012，35(2)：84-86.

［4］ 高磊.CORS在机载LiDAR航测中的应用研究［D］.昆明：昆明理工大学，2009.

［5］ 唐卫明.网络RTK技术研究和软件实现［D］.武汉：武汉大学，2006.

Application of Network RTK in the Mapping of the Island(Reef)

LI Guowu

0494-0911(2012)09-0035-03

P228.4

B

2012-03-02;

2012-05-23

海岛(礁)测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室资助项目(2009B03)

李国武(1971—)，男，福建莆田人，高级工程师，主要从事航空摄影测量管理工作。