基于GPS RTK技术的城镇地籍测量

张强

（湖南省煤田地质局第一勘探队 湖南耒阳 421800）

基于GPS RTK技术的城镇地籍测量

张强

（湖南省煤田地质局第一勘探队 湖南耒阳 421800）

城镇地籍测量是一项比较复杂的系统工作，要去测量结果的高精度和高效率，常规的全站仪、经纬仪等测量方法不仅耗时耗力，而且效益也不高，因此GPS RTK应运而生，因其具有高校和简单的特点被广泛的运用在城镇地籍测量工作中。本文主要阐述了GPS RTK技术的工作原理和优势，被阐述了GPS RTK技术在城镇地籍测量工作中的运用。

GPS RTK；城镇；地籍测量；基准站

引言

随着测量技术的不断发展，越来越多的先进技术被运用到城镇地籍测量工作中。GPS RTK技术与常规的GPS测量方法比较发现，静态、动态或者快速静态等测量方法都必须在事后进行解算才能获得厘米级的精度，但是RTK能够在野外实时得到厘米级的定位精度，极大地提高了各种控制测量外业作业效率。基于此，GPS RTK技术被广泛的运用在城镇地籍测量工作中。

1 GPS RTK技术工作原理

RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统。高精度的GPS测量必须采用载波相位观测，RTK定位技术就是基于载波相位观测的实时动态定位技术，它能够实时快速地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测的星历数据传送给流动站。流动站通过数据链接收来自基准站的数据，同时采集GPS观测数据，并在系统内进行实时处理，给出厘米级定位结果，历时不到1s。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。载整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持5颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。如图1为作业模式的数据链示意图。

图1 GPS RTK作业模式的数据链示意图

2 案例分析

2.1 测区概况

某地区总面积21km2，有18887人，民族有汉族、彝族等。镇域地势北高南低，以低山丘陵地貌为主，海拔245～1380m。测区全年气候主要特征为：属亚热带季风气候，日照充足，温和多雨，无霜期长，四季分明。冬季北风，夏季南风。常年雨热同季，雨量集中在春末夏初，伏旱少，秋旱多，一般夏季酷热持续时间不长，冬季严寒冰冻少见。测区水陆交通便利。

2.2 图根控制测量

地籍平面图根控制可采用动态（RTK或网络RTK）全球定位系统或导线测量方法测定。图根控制测量是为了满足地籍细部测量和日常地籍管理的需要，在基本控制（首级网和加密控制网）点的基础上进行加密，其控制成果直接供测图及测量界址点使用。地籍图根控制点的精度和密度应满足界址点坐标测量的精度要求，特别对于城镇建筑物密集、错综复杂、条件差的地区，应根据地籍细部测量的实际要求，适当增加图根控制点的密度。

2.3 测量方法及技术要求

测区地理位置平坦开阔，卫星信号强，因此，图根点采取GPS～RTK定位技术，GPS RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，他能够实时实地获得测站点在指定坐标系中的三维坐标定位结果，其精度达到厘米级[（1-2）cm±2×10-6D]，完全满足界址点相对于邻近图根点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界限的距离中误差不超过10cm的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题。在布设中每个图根点至少与附近两个图根点通视，以便图根点校核和界址点测量。

采用GPS RTK（含网络RTK）方法布设图根点时。应保证每一个图根点至少与一个相邻图根点通视。且相邻两点之间的边长不小于100m。为保证GPS RTK（含网络RTK）测量精度，应进行检核。其检核方法有：①每个图根点均应有两次独立的观测结果，两次测量结果的平面坐标较差不得大于±3cm、高程的较差不得大于±5cm，在限差内取平均值作为图根点的平面坐标和高程；②测绘地籍图和测量界址点坐标时，采用全站仪对相邻图根点边长进行检查，其检测边长的水平距离的相对误差不大于1/3000。

当信号无法满足精度要求时，可在开阔的地方布点，然后采用全站仪引测或者布设图根导线点。

2.4 RTK图根控制测量

RTK测量卫星的状态应符合表1规定。

表1 RTK测量卫星状态的基本要求

RTK图根点高程的测定，通过流动站测得大地高减去流动站的高程异常获得。RTK图根控制测量的主要技术要求见表2。

表2 RTK图根控制测量的主要技术要求

RTK图根点测量平面坐标转换残差不应大于图上±0.07mm。RTK图根点测量高程拟合残差应不大于1/12基本等高距。RTK图根点测量平面测量两次点位较差不应大于图上0.1mm，高程测量两次测量高程较差不应大于1/10基本等高距，各次结果取中数作为最后成果。

3 基于GPS RTK技术的城镇地籍测量的体会

3.1 GPS RTK技术优势

3.1.1 作业效率高

在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完10km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率。

3.1.2 定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累

只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为10km），RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。

3.1.3 降低了作业条件要求

RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足“电磁波通视”，所以和传统的测量技术进行比较，RTK技术不需要受到气候、季节、通视条件、能见度等因素的影响，在一些地形复杂的地区，只需要满足RTK技术的基本工作条件，都能够比较顺利的完成定位作业。

3.1.4 操作简便，容易使用，数据处理能力强

只需要在设站过程中通过简单的设置，就能够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机。

3.2 运用GPS RTK技术进行城镇地籍测量应该注意的问题

（1）运用GPS RTK技术进行城镇地籍测量要保证进行合理的基准站的设置，并且应该尽量的保证基准站的上空开阔，并且要求基准站周围大约200m范围内都不能够存在强电磁波干扰源，比如高压输电线或者是大功率的无线电发射设施。

（2）在GPS RTK测量工作之前，需要使用随机软件做好卫星星历的预报工作，应该选择卫星数量比较多并且PDOP值比较小的时段进行GPS RTK测量作业。

（3）如果测区属于隐蔽地带并且影响GPS卫星信号接收，那么需要借助使用全站仪、测距仪或者经纬仪等，采用五颗或者以上数量的卫星，也会因为接收卫星信号不好导致难以得到固定解。解析法或者图解法进行细部测量，否则，即使能够接收到卫星信号那么也难以得到固定解。

4 结语

综上所述，在城镇地籍测量工作中运用GPS RTK技术不仅能够提高测量结果的精度，还能够提高作业效率，所以该技术被广泛的运用在地籍测量工作中。在实际工作中，相关技术人员应该根据实际情况，严格按照技术要求对测量作业进行调整和规范，从而保证得到最好的地籍测量效果。

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P271

A

1004-7344（2016）14-0159-02

2016-4-28

张强（1985-），男，助理工程师，本科，主要从事国土地籍测量工作。