不动产测量中GPS技术应用研究

余荣春　陈锦丰

摘 要：房产图控制测量是城市房产图基础测量的工作之一。传统的方法一般采用导线测量，随着全球卫星定位技术（GPS）的飞速发展，它以高效率、高精度等优点，迅速在城市控制测量中已被广泛采用。本文以实时动态技术在城市房产图控制测量中的应用为研究对象，详细分析了RTK城市房产图控制测量的步骤，流程和方法。

关键词：实时动态技术 城市控制测量 GPS 工程案例

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

1 前言

房产图控制测量是城市房产图测量的基础性工作。传统的方法一般采用导线测量，随着全球卫星定位技术（GPS）的飞速发展，它以高效率、高精度等优点，迅速在城市控制测量中已被广泛采用。目前GPS实时动态定位技术（RTK测量模式），更是以实时、快速、操作简单而越来越受到城市测绘单位的青睐。

我们采用Topcon Riper双频GPS接收机，运用RTK模式完成了多个控制测量项目，取得了良好的效果。本文主要结合工程实践，就RTK技术在城市控制测量中的运用谈点体会。

2 GPS房产平面控制网的布设

房产平面控制网一般在国家或城市一、二、三、四等控制网下，加密一、二、三级房产控制点。当测区内没有高级控制网或原有控制网精度不符合房产测量精度要求时，需新布设相应等级的控制网或对原有的老网进行全面改造。

在原有控制网基础上加密的GPS网，尽量和本区域的高等级控制点重合，以便较好地把新网同老网匹配好，避免控制点误差的传递。对于全面布设的GPS网，宜采用三角形网、环形网或它们的混合网，以保证网的精度和可靠性。并考虑联测一定数量的高等级控制点，使GPS定位成果能转换到国家或地方坐标系中。此外，在受环境影响，选点困难的地方，可考虑用GPS和常规大地测量方法相结合，布设控制网，既能满足精度要求，又能保证作业效率。

3 GPS房产平面控制测量作业模式

目前房产平面控制测量主要采用经典静态相对定位、准动态相对定位、动态相对定位和实时动态测量等方法，实际工作中，可根据作业特点、要求以及设备条件来选用。

3.1 动态定位

动态定位主要应用于精密测定运动目标的轨迹、测定道路中心线、剖面测量等。其要建立1个基准点安置接收机连续跟踪卫星；流动接收机先在出发点上静态观测数分钟，然后从出发点开始连续运动，按指定的时间间隔自动测定运动载体的实时位置。测得流动站相对于基准点的瞬时点位精度1～2cm。该方法要求同步观测5颗卫星，其中至少4颗卫星要连续跟踪；流动点与基准点相距不超过20km。

3.2 实时动态测量

GPS实时动态测量（Real-Time Kinematic）简称RTK，是实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法。具体作业方法是设置GPS基准站一台，并将一些必要的数据，如坐标系转换参数、预设精度指标、基准站坐标等输人GPS手簿，一台或多台GPS流动站在若干个待测点上设站；基准站与流动站同时接收卫星信号；同时基准站通过电台将其观测值和设站信息一起传送给流动站；流动站将接收到的来自基准站的数据及GPS观测数据，组成差分观测值进行实时处理。

RTK控制测量时，首先用已知控制点建立投影的局部归化参数，仪器将直接记录坐标和高程，测量解算出两坐标系之间的转换参数，为了提高待测点的观测精度，将天线设置在对点器上，观测时间大于20秒，采用不同的时间段进行两次观测取平均值。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，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。

4工程案例1

4.1 工程概况

测区位于泉州市某开发区，控制网布设面积约8km2，设计点位27座，起算点采用位于测区南侧、东侧约0.8 km的J市四等平面控制点各一座，测区北侧、西侧边缘四等平面控制点各一座。

4.2 RTK GPS测量

为了保证测量成果的精度及可靠性，我们在测区北侧及东侧的起算点分别设置基准站，分别采集起算点空间坐标解算坐标系转换参数；并分别测量待测点平面坐标，然后取两次测量的平均值作为最终成果；两次测量结果的坐标差值统计见表1。

根据上述两次测量坐差值的统计，可算得两次测量平均值的点位中误差为±1.25cm。

4.3 RTK成果的外部检验

（1） 相邻点间边长检测

检测采用TOPCONG TS602全站仪，以两次测量平均值作为实测边长值，共检测通视边17条；实测边长与RTK测量成果坐标反算所得边长的差值统计。可算得相邻点间边长中误差为11.08cm。

（2）采用导线测量方式的坐标检验

在测区南测选择待测点6座，按一级导线测量方式观测，起算点为以上述J市四等平控制点为起算的按GPS静态方式观测的城市一级控制点；其测量结果与上述RTK测量成果的坐标差值统计。估算RTK测量成果的点位中误差为±1.22cm。

5 工程案例二

我单位2010年6月在泉州市G区约24km2区域布设城市平面控制点43座，采用该区域内分布较均匀的原有GPS四等平面控制点5座为起算点，同样采用上述双基准站方式观测，其中一次利用原GPS网测量时得到的WGS-84坐标建立坐标转换关系。

根据两次测量坐标差统计，X坐标两次测量最大差值为2.8cm，Y 坐标两次测量最大差值为3.3cm，两次测量平均值的点位中误差为±1.48cm。

本工程中，我们同样采用TOPCONG TS602全站仪进行边长检测，共检测边长11条。根据边长差值统计，估算得相邻点间边长中误差为±1.13cm。

根据对上述工程数据的分析，可知采用本文所述的双基准站观测方式，取两次测量平均值的作为最终成果，RTK测量模式完全可替代全站仪导线测量应用于城市一、二级控制测量。

6 建议

（1）RTK 测量与静态GPS测量相同，首先得到的是WGS-84坐标，必须通过一定的坐标转换关系才能得到用户坐标系坐标，转换参数的求取精度对测量成果有很大影响，因此在实际应用中首先应注意起算点精度，特别应注意采用一定的方法检核起算点的相对精度；同时，转换参数有一定的区域性，它仅适用于起算点所圈定的一定区域，外推精度随距离增加降低明显，因此在实际工作中应尽量选择能覆盖整个测区且分布均匀的起算点。（2）若已知起算点为静态GPS控制网成果，可利用已有WGS-84坐标及用户坐标建立坐标转换关系，这样可节省采集起算点WGS-84坐标的时间、提高工作效率；但在利用原有成果时应注意所采用的WGS-84坐标应是在同一网平差中得到的，因为它是由单点定位的WGS-84坐标推算得到的，只代表某个特定的坐标对应关系。（3）基准站应选择位置较高的点位，这样可明显扩大流动站作业范围，但根据笔者对多个工程成果的统计分析，基准站与流动站间的距离对测量成有一定的影响，当流动站与基准站间的距离达到5-6 km时，两次测得的坐标差值及相邻点间距离与全站仪边长测量的成果差值超过5cm的明显增多；笔者建议在采用RTK技术进行控制测量时，为保证成果的精度及可靠性，流动站的作业半径应控制在5km以内。（4）根据上述第一、第三点，在采用RTK方式进行较大区域控制测量时可将测区划分成若干个工作区；各工作区的划分应有一定的交叉，观测时应进行相互检核；也可以采用两次工作区划分不同的方式进行观测。（5）在城市控制测量中，点位一般可埋设在建成的城市道路，选点时应充分考虑使用的方便及安全，但同时应尽量避开高压线、高大建筑、电台发射塔等；因此RTK方式不适合应用于建筑密集的老城区，而在新建开发区一般均能取得较好的效果，本文列举的两个工程实例均是在这样的测区完成的；另外，基准站更应避开高压线、微波站、变电所等。

7 结语

利用RTK技术进行城市控制测量操作灵活、简单，同时减少了大量的观测数据后处理工作，大大提高了工作效率，彻底改变了城市控制测量的作业模式；但在实际工作中应充分认识这一技术的特点及其与传统测量模式的区别，设法提高测量成果的可靠性。

参考文献

[1] 李斌. 深度探讨应用GPS技术的测量方法[J]. 科技资讯， 2010， （04） .

[2] 唐力明，李成钢，张建国，石晓春，魏平新. GPS/CORS精密区域地表位移动态监测技术研究[J]. 科技创新导报， 2010， （05） .