GPS—RTK技术在地形测量中的应用探讨

雷小鹏

摘 要：随着信息科学技术的日益进步，GPS测量技术在某些工程中大有取代传统测量的趋势，在我们生产生活中的应用越来越广泛。近年间由于仪器设备技术的提高，大多仪器可以同时接收除GPS卫星之外的俄罗斯Glonass以及我国北斗导航系统，使得原来难获固定解的隐蔽位置可以使用RTK实施测量工作。使其在地形测量中极大提高了测量的准确率和效率。本文对GPS-RTK技术在地形测量中的应用进行了研究和探讨，以此为地形测量工作提供参考。

关键词：GPS-RTK；地形测量；应用

引 言

GPS-RTK技术在现代地形测量中的应用十分广泛[1]。在地形测量工作中充分运用GPS-RTK的优势，可以快速完成地形的信息采集和图形测绘等，例如高程属性、位置属性等，由于其在实测过程中添加代码方便，所以在后期绘制地形图中极大的提高了工作效率。本文对GPS-RTK技术在地形测量中的应用进行了研究和探讨。

1 GPS-RTK技术概述

GPS-RTK技术是以载波相位观测量为依据的实时差分测量技术。作为GPS中的重要技术之一，RTK可以说是测量技术发展过程中一个重要标志。其主要由基准站，流动站、数据链组成。基准站上安置的接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备（也称数据链），实时地发送给流动站；在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算并显示用户站的三维坐标及其精度，其定位精度可达1～2cm。这就是GPS-RTK技术的定位过程。

2 GPS-RTK在地形测绘中的应用

地形测量工作中控制点的测量一般使用静态的方法，因可靠性等技术原因，目前工程施工时一般在静态控制测量阶段只有美国GPS卫星数据参与解算，而在RTK碎部测量过程中，在仪器可以满足的条件下建议加入俄罗斯的Glonass以及我国的北斗导航系统，这样会使得在原来树林、墙角等隐秘位置可获得RTK固定解。使得测量效率得到大大的提高。

在实际应用时GPS-RTK只需要将基准站点设置在需要测量的区域，不用在所有测量区域布设基准控制点，然后完成地形坐标、代码属性录入等测量工作，结束野外测绘后便可在室内轻松的使用绘图软件完成数字地形图编辑绘制工作。GPS-RTK在地形测绘应用中的具体过程如下：

（1）测量前准备。工作人员首先应该全面、详细地了解测量区域的情况，通过现场勘查收集需要的测量资料等，然后根据需要制定初步的基准点布控方案，检验各种仪器设备是否正常，如电池、仪器内存容量等。

（2）架设基准站。选择基准点应该注意周围交通是否便利，一般选择设备安装和操作较为便利的地方，并且方便日后保存。选择基准点时如果遇到大片植物区，在确实无法避开的情况下应该清除这些植物。同时基准点应该避开面积较大的水域或者高大的建筑。在基准点的一定范围内必须没有高压输电线路，并且避开无线电发射装置或设备。设置基准点之间的距离时，应该综合GPS覆盖面积以及电台的发射功率等因素，在测量区域内尽量选择海拔较高的地方，以此提高GPS数据通讯的有效性，也可以减少基准点的数量。确定基准点后，工作人员可以根据测量区域对基准点的需求进行埋石操作。在进行基准站外业测量时应该严格按照仪器规范操作，测量出数据后根据实际需要选择相应的软件，然后通过软件对数据进行处理，不同基准站的坐标也需要同时进行计算，以此得出准确的坐标信息。在测量工作中工作人员应该掌握基准站点坐标的准确值以及仪器的高度，然后将这些信息输入基准站中，通过分析确定发射差分的确切值。测量过程中应该保障选择波特率的准确性，避免设置基准站时出现偏差。完成以上工作后需在工作区域附近用流动站采集3～4个已知控制点坐标值，利用RTK手簿解算出当地坐标转换参数，求出残差，查看是否满足测图要求，确保残差合格方可进行碎部点的采集。

（3）碎部测量和RTK数据下载。在基准站架设完成后，地形测量外业测绘最少只需要一名工作人员便可完成，在需要测量的地貌特征點或者地物上，该工作人员只需要轻点仪器，便可将测量点的地貌特征录入仪器中，计算机中就可以得到相应的数据。在实际应用过程中，传统的测量方法必须有很高的点通视状况，这也增加了测图的操作难度，而GPS-RTK技术在地形测量中的应用让这一问题得以解决。运用该技术不仅提高了测量精度和均匀度，也简化了测绘程序。碎步测量可以通过在地物特征点上放置流动装置开展，一般测量碎步的时间控制为5s以内，采点密度应该满足相关规范。外业测量时根据作业现场绘制出必要的草图，或者在手簿中添加代码等方式对必要的地物点进行标注，避免日后遗忘。完成后各项外业数据采集后应该及时转化为内业数据，RTK坐标数据应该与展点数据保持一致。

（4）地形图的绘制。完成上述操作后便可绘制地形图，工作人员根据测量数据和业外作业草图使用相关绘图软件绘制出相应的数字地形图，并根据相关规范对图形进行符号化处理和美化处理，便基本完成了地形测量工作的绘制过程。

3 结 语

在加入俄罗斯Glonass以及我国北斗导航系统的多星RTK技术在地形测绘中的应用满足了大多数的地形测绘需求，也极大提高了测量的准确率和效率。在实际测绘过程中工作人员也需要注意相关问题，尤其是隐蔽区域难获固定解时需注意PDOP值，确保所获解为固定解，并查看PDOP值是否满足测图的精度要求，以此有效保障地形测量数据采集的可靠性。通过该项技术不仅可以减少人力和物力，也让传统测量工作中的通视问题得以避免，在地形变化较大的山区使用这项技术优势更为显著，不仅极大提高了工作效率，也增加了地形测量方法的多样性。

参考文献

[1]安凯胜.GPS RTK技术在地形测量中的应用[J].淮海工学院学报（自然科学版），2011（21）.

[2]王艳荣，薛丽芳，高明娟.GPS RTK与全站仪在地形图测绘中的联合应用[J].山东煤炭科技，2010（06）.

[3]支卫斌，郭恒茂.RTK技术在数字化全要素地籍地形测量中的应用[J].职业时空，2010（07）.