浅析R T K技术在土地开发整理测量中的应用

王兴朋

（临沭县国土资源局，山东 临沭 276700）

0 前言

在土地开发整理中,测绘技术也具有基础性的作用。对于土地开发整理的项目管理,测绘技术的应用也可以在一定程度上缓解其压力。土地开发整理测绘工作贯穿于土地开发整理的全过程，但又不同于平常所指的地形、地籍、工程测量等专业测绘，比这些测绘工作更细致、更具体、更特色，同时更讲究方法。实时动态 (real time kinematic——RTK)测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术相结合，而构成的组合系统。是GPS测量技术发展中的一个新的突破。

1 土地开发整理及RTK技术基本原理

土地开发整理是以增加有效耕地面积并提高耕地质量为中心,通过对未利用土地、废弃地、中低产田、闲置地等实行田、水、路、林、村及乡镇企业的综合整治开发,改善农业生产条件、居住环境和生态环境。近年来,土地开发整理作为促进土地资源合理利用、实现耕地总量动态平衡的重要手段,在实现土地资源的节约集约利用、保障经济建设用地、改善生态环境、增加农民收入、促进社会进步等方面发挥了重要作用。测绘技术应用贯穿于土地开发整理工程的各个时期,土地开发整理工程的前期要对整个整理区域内的地形地貌测绘、最终形成一张地形图,为规划设计提供准确的底图,保证规划决策的准确性。同时为土地登记、土地统计提供准确的权属界线和各种地类界线的平面位置和面积。在中间施工过程中,需要提供准确的水准网与导线网,提供施工依据。土地开发整理工程后期,在土地利用现状调查成果的基础上,对现场进行补充调查和补测,进行详细的地籍调查和地籍测绘,进行面积权属等变更,让土地所有者、土地使用者签字确认。

RTK它是通过一台基准站和至少两台同时工作的移动站组成的测量系统,基准站和移动站之间使用无线数据链进行连接。移动站以基准站的已知数据获得改正参数,基准站和移动站同时接收卫星信号得到测量数据,基准站同时又把测量修正参数通过无线数据链传送给移动站,使移动站测量数据得到改正而获得所需要的测量成果,这样移动站就可以实时、方便、快捷的进行各种测量工作。RTK数据处理实际上是基准站和流动站之间的单基线处理过程。根据基准站与流动站的工作原理，作业人员携带流动站系统在测区可快速准确地进行定位测量、放样和地形测量等工作。

2 RTK技术的优点

与常规测量仪器相比主要有以下优点：

（1）作业效率高。这是RTK技术的最大优点，在一般地形，将RTK设在较高的开阔位置，一次可施测半径约为4km的范围，大大减少了常规测量仪器的搬站次数和对控制点数量的要求。在一般的电磁波环境中几秒钟即可测得一点坐标。

（2）作业条件要求低，自动化程度高。RTK技术不要求两点间通视，只要求有电磁波信号，所以它受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，作业自动化程度高。实时动态测量(RTK)一般至少要接收5颗卫星才能进行，为得到厘米级的测量精度，测量前必须进行初始化，双频RTK大大缩短了初始化时间，而且可以在运动中初始化。

（3）自动化、智能化程度高。操作简便，容易使用，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置，就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算执、其他测量仪器通据。如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

（4）成果质量有保证。RTK作业自动化、集成化程度高，测量功能强大。RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站采用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能使辅助测量工作极大减少，减少人为误差，保证了作业精度。RTK测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全部由测电子技术，计算机技术控制，自动记录、自动数据处理、自动误差计算。在中线放样的同时完成中桩抄平工作。

3 土地开发整理测量的作业流程

3．1 内业准备

在实施RTK 外业测量前,应事先收集测区的小比例尺地形图,必要时进行野外踏勘,根据土地开发整理测量的特点完成内业的准备工作。主要包括以下几方面的内容：

（1） 根据工程项目,设定工程名称；

（2） 若已知坐标转换参数,则输人手簿；

（3） 若无坐标转换参数,应整理测区的已知控制点资料,控制点应尽可能均匀分布在测区周围,使得所测点均在已知点的包围之内,尽可能避免从一端向另一端无限制的外推。控制点所处的位置和周围的条件应符合GPS作业的要求；

（4） 实施工程放样时,内业输人每个放样点的设计坐标,以便野外实时、准确放样。

3．2 求定测区转换参数

土地开发整理测量是在地方独立坐标系上进行的,这就存在WGS-84坐标和地方独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标,这使得坐标转换工作非常重要。根据总体规划和工程需要,求定测区转换参数可按如下步骤进行：首先在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点，获得各点的WGS-84坐标和地方坐标系下的坐标,利用同一点的两种坐标求出转换参数。

3．3 基准站的选定原则

数据传输系统由基准站发射电台和流动站接收电台组成,它们是实时动态测量的关键设备。稳定可靠的数据链是动态初始化的前提。保持高质量的数据传输,可以减少整周模糊度的解算时间,大大提高主作效率,所以基准站的安置是顺利实施RTK作业的关键之一,基准站安置应满足下列条件：

（1） 基准站可设立在有精确坐标的已知点上,也可设在未知点上；

（2） 基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方,城市测量首选测区高大建筑物上；

（3） 为防止数据链的丢失和多路径效应,基准站周围应无GPS信号反射物,200m范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源；

（4） 考虑到南北极附近是卫星的空洞区,电台的天线应架设在GPS接收机的北方。

3．4 RTK 施测步骤

土地开发整理测量时,基准站安置在选定的控制点上,打开接收机输人点号、天线高、WGS-84的已知坐标；设置完毕检查接收的GPS卫星数5颗。检查电台发射指示灯是否正常,基准站设置完成。流动站选择与基准站电台相匹配的电台频率,检查电台接收指示灯是否正常,检查接收卫星颗数4颗,流动站可开始测量任务。先联测1个至2个已知控制点,评定测量精度,满足设计要求后开始测量任务。实时动态RTK数据处理相对简单,外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统,直接下载到计算机内。经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。

4 RTK测量误差和精度分析

RTK测量最终精度首先受控制点的精度影响，其次受RTK测量本身的精度影响，rtk本身测量精度受多种因素影响，RTK测量本身误差包括同测站有关的误差和同距离有关的误差。与测站有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素影响等，该部分误差可通过各种校正方法和有效措施予以削弱。同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差，该部分误差将随移动站至基准站的距离增大而加大。故RTK测量时应对作业半径加以限制。与传统的经纬仪视距、全站仪光电测距相比，使用RTK技术能显著地提高地质勘测工程精度。

5 总结

RTK实时动态测量技术是继GPS全球定位技术之后,测量领域又一次技术革命。它改变了传统的测量模式,能够实时提供厘米级定位精度,在不通视的条件下远距离传输三维坐标。应用于土地开发整理测量中,RTK能够快速准确的布设导线网,弥补由于农村土地的不规范开发造成的低等级导线点的毁坏,减轻测绘人员时间压力。随着RTK技术的日趋成熟,必将更好地服务于土地开发整理测量。