GPS－RTK技术在地形测绘中的应用分析

■刘 放，张文斌 ■江西省煤田地质局测绘大队，江西 南昌 330001

1 GPS－RTK概述

GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称，他是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。通过太空中24颗GPS卫星可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。其中最少需要其中3颗卫星，就能迅速确定您在地球上的位置。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务

RTK(Real Time Kinematic)技术简单来讲就是使用差分原理，也可以说是使用地面基站为接收和解算差分发送差分信息的原理，根据差分基准站发送的信息方式可将差分定位分为三类，即:位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。

以往采取GPS技术进行测量时需要应用多台机器进行信号接收，在信号接收完毕后再对相关数据进行处理，结合数据处理结果方可得到控制点坐标。上述方式过于由于需要应用大量仪器，因此耗费成本较高，并且测量周期较长。然而在RTK技术不断完善的情况下为测绘提供了良好的技术支持，使得相关工作发生了变革。RTK技术依托于基站，将RTK基站固定于某处，通过连续发射无线电信号，那么其他的接收机便可收到信号并将信号整合为一条基线。也就是说利用GPS接收机可进行动态性观测。这种测量方式极大提升了测量精度及测量速度，仅通过基站与接收机便可完成测量工作，大幅度降低了应用成本。

2 GPS－RTK测绘实例

2.1 测区概括

本测区位于重庆东南部武陵山脉腹地的黔江区北部，境内大部分地区以低中山为主，山地面积约占土地总面积的85%。境内山峦起伏，溪河纵横，岭谷相间，地势东北高，西南部低，最高峰灰千梁子主峰海拔1938.5米，最低点为黑溪河谷马斯口，海拔320米，相对高差达1618.5米，一般为500—1000米，层浅—中切割中、低山地形。本次测区测量任务2.5平方公里，测绘1∶500地形图65幅，测区大部为山地，地形复杂，植被覆盖层较厚，遍布杂草与灌木丛，通视条件很差。

2.2 利用GPS－RTK技术进行地形图测绘

利用GPS－RTK技术进行地形图测绘主要包括外业数据采集及内业数据处理两大部分。

在地势平坦开阔的地区，完全可以用RTK作业模式测量碎部点，其测量速度比全站仪迅速。介于本测区通视条件不佳，我们采用GPS－RTK测量+全站仪碎部点测量法进行测量。先利用GPS－RTK测量图根控制点，再用全站仪对隐蔽地物信号接收不好的角点进行补测。在用GPS－RTK测量技术进行图根控制点测量时采用“1个基准站+多个流动站”的作业模式进行基准站设备的天线、参数设置等基本操作，随后进行流动站的作业生产。操作时实时注意仪器状态，做好点位信息记录、数据采集等工作。完成上述工作后即可将全站仪布设在控制点上进行碎部点数据采集工作。每一个测量小组配置专门的观测人员、绘图人员及扶尺人员。根据测区实际情况，本项目采用位于测区外围布设的三个GPS点JOO1、J002、J003作为己知控制点。在己知点J001上架设基准站，利用流动站测取每个控制点的WGS84坐标系统平面坐标及大地高，然后通过己知点JOO1，J002，J003解算得到转换参数，以此解算测区加密控制点X01、X02、X03…X17的成果坐标。

内业数据处理则主要包括GPS控制测量数据处理、编辑整理和数字化成图等。GPS数据处理可以采用系统自带软件，将带粗差的观测值直接剔除出去，通过参数转换就可以获取控制点坐标，费时较短。而数字化成图则是一项烦琐而细致的工作，需要作业人员足够的耐心。本次测量项目中为了方便作业，我们直接安排测图人员来负责成图。每台仪器配备两名专职人员进行绘图工作，轮流对外业数据进行采集、草图绘制以及内业数字化成图，以避免交叉冲突。

2.3 精度检测

在作业时，我们分别采取静态检测方法与动态检测方法对测量结果进行精度检测，两种方法累计检测51个点，统计总的作业精度为:平面精度士0.07m;高程精度士0.lm，满足工程精度要求。

3 结论

与传统测量技术相比，GPS－RTK测量技术有诸多优点，例如他基本上不受通视条件、地形、气候、季节等因素的限制，而且操作方便，测量速度快，精度高，还能提供三维坐标，不像传统测量会累积传递误差等等。但在我们实际测绘过程中也发现其不足之处，最显著的特点便是他对卫星信号的依赖性，一旦失去卫星信号，他便无法正常工作，在峡谷深处、森林密集区、地下测量领域如矿井测量便显得英雄无用武之地。另外RTK数据链传输易受到如高山、大面积水面及各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响外业精度和作业半径，等等这些不足之处还函待我们解决。

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［2］高志强，王洪祥.测绘工程中GPS RTK技术的应用实例［J］.测绘与空间地理信息，2006(03).

［3］李英冰，徐绍铨.利用RTK进行数字化测图的经验总结［J］.全球定位系统，2005(05).

［4］李明庚，吴向阳.GPS RTK测量作业方式的探讨［J］.现代测绘，2005(05).