GPS RTK在地籍测绘中的应用

黄昌文

摘要：地籍测绘中GPS RTK技术的应用范围也越加广泛。除了可以进行城市土地地籍测绘外，还可以进行公路GIS和监测大桥变形、地形测量等工作，并根据人们的需要对各种不同比例尺度的地形图进行测绘。文章通过介绍GPS PTK测绘技术及基本原理，对GPS PTK的测量精度和方法进行分析，探讨GPS RTK在地籍测绘中的应用。

关键词:GPS RTK技术；地籍测绘；测量精度；应用

中图分类号：P228文献标识码： A

GPS RTK技术是一种新的GPS测量方法，是能够实时得到厘米级定位精度的测量方法，采用载波相位实时差分方法，被广泛应用于城市规划、土地测量、石油勘探等领域。本文就其在地籍测绘中的应用进行简要分析。

1 GPS RTK测绘技术简介

RTK技术在应用中的最大问题是基准站校正数据的有效作用距离。GPS误差的空间相关性随着基准站和流动站之间距离的增加而失去线性，因此，在较长距离情况下，经过差分处理后的数据仍然存在一定的观测误差，进而导致测量精度不高问题。为了获得较高的测量精度，GPS RTK技术要求基准站接收机实时将观测数据和已知数据传输给流动站，流动站不仅接收来自基准站的数据，还自行采集GPS数据。随着技术的发展，RTK技术已从传统的1+1发展到广域差分系统WAD GPS，有的城市甚至已经建立起CORS系统，扩大RTK技术的测量范围，。

2 GPS RTK测绘技术相关原理

RTK技术就是将GPS接收机架设在固定的基准站中，进行卫星连续观测，观测的数据经无线电传输给流动站，流动站再对观测数据进行相对定位原理计算，计算出三维坐标和精度。这种定位测量方法能有效消除公共误差，如：信号传播误差、接收机误差，有助于提高RTK技术在地籍测绘中观测结果的精度。

一般来说，RTK地籍测绘有两个基站组成，一个单个基准站，一个单个或多个流动站，也被称为用户观测站。基准站一般位于测区的中间位置，进行卫星连续观测，它要求视野开阔，周围没有高楼、大树等物体，视线不受阻挡，同时，基准站距高压线的距离不应超过50m，附近不得有干扰信号接收的物体。假设观测之前就已经去顶WGS-84坐标和当地坐标的转换参数，那么只需要将基准站架设在已知点上观测即可。流动站架设在待测点，与基准站同时接收同一信号，消灭时间差，实现实时的观测定位，获得实时三维坐标和精确的测绘信息。

3 GPS RTK测绘技术的精度和测绘方法

RTK技术应用差分法降低了载波相位测绘更正后残余误差带来的影响，使测绘精度达到厘米级，已有许多工程测绘验证了这一成果。譬如：皖电东送工程中，利用高精度RTK技术，厘米级的采集精度、实时数据交互、高稳定的性能在电力勘查设计、施工、测量放样等方面发挥作用，为设计、施工和决策人员提供精确的数据资料，为电力系统的信息化建设提供可靠资料。

平面精度：当数据链信号接收的半径超过16km时，测绘结果只能在5km范围内保持厘米级精度，测绘结果误差大。高程精度：当卫星颗数为6颗时，标准差会受到重大影响，进而影响到测量精度。因此，在应用RTK技术时，基线解算精度、基准站点位精度、坐标系转换精度等是影响测绘精度的主要因素。在地籍测绘中，为避免障碍物对信号接收带来不良影响，一般将流动站的GPS接收机天线安装在对中杆上，根据实际地形状况开展地籍测绘工作。采集碎部点信息时，需先观测现场的地形草图，记录观测点。对障碍区域外的测量中，应先设置图根点，记录在测量草图中。

实际测量工作中，架设好基准站以及接收机后，只需要一个人背着移动站根据事先确定的需要测量的碎部点，每个碎部点停留2s，输入相应的特征性编码，利用电子手簿记录数据，满足精度要求后运用专业绘图软件制图，获得精确的测量数据，提高工作效率。

4 地籍测绘中对GPS RTK的运用

国家相关法律规定，地籍测绘精度要求高，必须在实际测绘工作中减少干扰因素，提高测绘精度。合理采用GPS RTK技术，提高地籍测绘精度。

4.1 RTK技术在地籍控制测量中的应用

控制测量是地籍测绘的关键性步骤之一，其成败事关地籍测绘成果，而国家也对控制测量有非常严格的规程和规定。城镇地籍控制测量多是在国家GPS的D级网上布设E级网，GPS点的布设、观测等技术均需遵照《全球定位系统测量规范》（GB/TI8314-2001）以及其他规范执行。城镇的地籍平面控制点精度为四等网中最弱相邻点的相对点位中误差不得超过3cm，四等网以下的误差不得超过5cm。最常见的控制测量网的布设方案为同步图形扩展式，也就是将多台接收机放在不同的观测点进行同步观测，完成后再将接收机搬至下一观测站进行控制测量。这种布网方式非常简单，扩展速度快，图形强度要求高。周开元等对GPS在中小城市首级控制中的布网方案进行研究，发现在布网程序上：分级布网与统计全面布网在点位误差、边长相对中误差两个方面的变化不明显，这也说明控制网测量的累积误差不大，而且同级布网的外业测量少，成本低，是较为理想的布网方式。

在控制测量精度控制上，将传统的静态定位与动态定位结合起来，以单基准站为基础进行相对定位解算。多基线解算在单基线解算基础上增加基线之间的相关性，这两种方法均适用于短基线的观测。当观测时间较短时，系统性误差对测量数据影响较大。而区域性、全国性、地方性GPS基准站的建立促使研究人员开始利用GPS基准网进行高精度测量，取得一定成绩。

4.2 RTK技术在地籍细部测量中的应用

细部测量的主要内容是每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。在地籍平面控制测量基础上进行细部测量，城镇外围界址点间距误差不得超过10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点以及村庄内部界址点间距误差不得超过15cm。RTK技术测量精度能达到厘米级，完全能满足上述精度要求，因此，在地籍细部测量中，在合适位置架设基准站、接收机、流动站，采用差分法计算测量数据，采用解析交会法、极坐坐标法等进行地籍勘丈，加快细部测量速度。

例如：在土地勘测定界中，运用RTK技术完全能满足测量精度要求，流动站同时接收卫星信息和基准站发送的改正信息，经过快速解码处理，自动给出具有厘米级精度的定位数据，能有效避免解析法和关系距离法放样等方法的复杂性，简化土地勘测定界的程序，尤其是在公路、铁路、河道、输电线路等工程建设中，运用RTK技术能取得良好效果。

4.3 应用局限性

第一，精度和稳定性问题。RTK技术的精度和稳定性不及全站仪，应选用精度和稳定高的RTK机种，在布设控制网时多布置一些多余的控制点，使其成为校验测量结果精确性的校验点。

第二，受卫星影响大。卫星观测容易出现假值，进而影响测量结果，必须及时下载当地的星历表，有目的的在信号强的时间段观测。

第三，数据传输的干扰。RTK技术数据传输容易受高山湖泊、高层建筑物、大树等的影响，应尽量将基准站布设在测区的最高点，尽量减少由电磁波等带来的干扰。

结束语

RTK技术在地籍测绘中的应用已被证明是可行的，只要合理使用，仔细考虑给方面因素，就能快速得出高精度的地籍测绘数据，有利于国土资源管理水平的提高。

参考文献：

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