RTK技术在高标准基本农田中的测绘应用

孙彩娥,高绍杰

（安徽省地质矿产勘查局 332 地质队, 安徽黄山 234000）

0 引言

随着我国不动产登记工作的推进，经济社会对测绘工作需求不断提高。GPS-RTK动态定位技术以其高精度、高效率、低成本等特点，已在测绘领域广泛应用。

为实现土地资源的合理利用和耕地总量动态平衡，守住耕地红线，保障粮食安全，我国开展高标准基本农田建设。高标准基本农田建设的基础就是测绘，测绘技术贯穿高标准基本农田建设的整个过程，以测绘结果为主要参考依据，确保规划决策的准确性，详细记录各个地界线的位置和相对的面积，作为高标准基本农田建设的参考依据。因此，提高测绘工作精度和效率，在高标准基本农田建设工作中显得十分重要。

以2015年黄山市歙县霞坑镇高标准基本农田建设项目测绘为实例，分析GPS-RTK技术在该项目中的应用情况，为其他领域测绘提供经验。

1 GPS-RTK的工作原理、特点与误差来源

1.1 GPS-RTK的工作原理

GPS-RTK技术的主要作用是获取流动站点在指定坐标系下的三维坐标，这得益于GPS-RTK技术能够以载波相位观测量为参考模型实施实时差分动态定位技术，且GPS-RTK技术具有相对较高的精度，最小可达cm级精度。RTK系统是实现GPS-RTK技术的关键部分，主要有负责将Ⅰ基准站的观测值信息和测站坐标信息通过数据链传送给流动站；流动站负责将收到来自基准站的信息和采集到的GPS观测数据进行统一实时处理，并且流动站具有处理速度快的特点，对于这些信息的处理时间前后不到1S。周模糊求度搜索求解时，对于流动站没有特别要求，流动站既可以静止也可以运动。在整周未知数解固定时，下一个步骤是对每个历元进行实时处理，这个处理过程对卫星分布有一定要求，需要保持4颗以上卫星的相位观测值及必要的卫星几何图形，为了保证流动站给出数据的准确度，要保证卫星截止高度角没有遮挡物，如有遮挡物的存在，将在一定程度上给观测结果带来误差。

RTK关键技术是数据处理和数据传输，数据处理技术：对于运动中快速求解整周模糊度的算法，需要着重考虑GPS信号失锁状态下快速重新初始化，现在的OTF算法，已经能够较好的解决这一问题，并能够在1分钟内完成郑州模糊度的快速求解。数据传输技术：数据传输主要是实现准基站观测数据和已知数据传输到流动站，目前的无线电传输已经能够较好的实现这一数据传输，但是这些数据量较大，要求较高的波特率，这需要在无线电传输在未来不断完善，以更好的实现数据传输。

1.2 GPS-RTK的定位

RTK定位是一个较为复杂的过程，实现RTK定位需要经过两个步骤：首先，流动站接受来自基准站的观测数据及坐标信息，这里的坐标信息是WGS84坐标系统现的实时坐标；其次，求解WGS84坐标系统与制定施工坐标系统进行参数转换，这是得到的坐标信息才是我们所需要的三维坐标。

2.3 GPS-RTK的误差来源

RTK的主要误差来源：①G PS 卫星 ；②仪器设备；③ 测量方法；④测量环境；⑤使用者专业水平；

这里主要介绍了来自GPS卫星信号的误差。GPS信号的传播误差主要有两种：电离层与对流层的延时误差和基准站与流动测站环境引起的多路径误差。流动站与准基站之间的距离是具有一定要求的，既不能太远也不能太近，当两者距离太远时，会加大两者上空的电离条件；反之会增大在卫星方面的资金投入，差分处理技术可以在一定程度上降低电离层带来的影响。据有关数据显示，当流动站与基准站之间距离增大时，测量误差也会随之增大。在某些特殊时期，GPS-RTK的误差会急剧增大，例如：当出现太阳耀斑时，会极大地增加流动站与基准站由于距离带来的误差，呆滞GPS接收机初始化速度大大降低，甚至在初始化解算时出现错误，严重影响GPS-RTK技术的准确性。

2 GPS-RTK技术在高标准基本农田项目中的应用

2.1 工程概况

工程项目位于歙县东南部，市面繁荣、商铺成绩，更有“书画之乡”的美称，是一个著名的旅游胜地。老徽杭公路穿镇而过，霞瀛公路可直通绩溪的“胡氏宗祠”（里方村方向），总工作量约5km2，工作点分散，地貌类型以水田平原为主，少量梯田。

2.2 GPS-RTK的应用

2.2.1 准备工作

进场，食宿地尽量离测区近一点。调试仪器，建立控制网文件，实地踏勘离测区较近且能包围测区的4个D、E级控制点并采集至文件中，输入中央子午线117度坐标，进行参数转换，再采集附近两个控制点进行对比，满足精度要求即完成控制网文件建立。

2.2.2 流动站设置流程

在本次测量中，我们优先采用了黄山市连续运行卫星定位服务系统（HSCORS），RTK使用中海达V8双频GPS接收机。具体步骤为：打开已建控制网文件，手薄连接接收机蓝牙，待固定解后，采集附近几个控制点坐标与原有成果进行比对，合格后进行碎步点采集。

2.2.3 碎步点采集

测图比例尺1∶2000，严格按照《地形图测量规范》采集碎步点。关键点的测量不可少，如水系设施、田间小路。流动站高2m，采点时间设置为1s。为满足高标准基本农田建设项目的后期设计需要，在测绘中需重点对沟渠宽度、深度，田块的平整度进行测量，测量点位需要能反映出沟渠的宽度、深度等信息，田块中高程点位要分布均匀，以方便制图时准确反映地形地貌 。

高程趋势的变化点，如坡顶、边坎边，坎上坎下均需测量，为以后的设计及概（预）算提供准确的数据。对于各种土坎要细分，注明坎顶、坎脚线的位置和标高，特别对于缓坡坎，注明坎顶线与坎底线的位置和标高，对后期土方计算的准确性有所影响。

2.2.4 数据传输与地形图绘制

根据仪器自带数据连接与转换程序，将手薄与电脑连接，传输数据至所选文件，然后将输出格式自定义，转成南方CASS能够识别的格式。

打开南方CASS 7.0绘图软件，将已输出文件dat格式进行展点，分别展至点号层与编码层，然后进行简码识别，再将图中线段进行连接与修改，刷上属性，最后展上高程点、地物符号，保存图形，完成一天内业工作，第二天再将前天工作进行接边，如此循环直至全部图斑测量结束。

3 几点体会

(1) GPS-RTK动态定位技术以其高精度、高效率、低成本等特点，在高标准基本农田建设项目测绘中具有良好的应用效果。

(2)对于不同的工程项目，有着不一样的测绘精度要求，要本着满足实际需要的前提下，进行测量，不要一味地追求测量的准确度，这会在一定程度上增加施工成本。如本次测量，我们合理确定测图比例尺为1∶2000，即可符合各方要求。

(3)对于施工需要的关键测量点一个也不能少，比如高程趋势变化点、坎顶、坎脚线、渠等面积与坎比。这些关键测量点对于之后的工程计算等提供极大便利。对于图上元素，应详细反映居民地、道路、水系、管线设施、地貌、土质、植被等现状地物，可以在一定程度上简化后期的规划设计程序和概预算过程。为了方面后期施工，需要在测区标志性位置放置足够的标石或者做好醒目的标记。

4 结语

GPS-RTK测量技术在高标准基本农田测绘项目中，体现了其低操作量、高效率的优点，为其他领域以后使用GPS-RTK测量技术提供了丰富的参考经验 。随着科学技术的不断进步，GPS-RTK技术一定为在未来进一步完善，以便于应用于城市建设、交通建设和资源利用等各大领域的项目施工，促进我国现代化建设。