GPS RTK在城镇地籍测量中的价值及实践

杨兴强

（茂名市国土资源勘探测绘院，广东 茂名 525000）

在我国城镇化道路的建设中，城镇地籍管理工作尤为重要，是政府开发利用城镇土地的基础，而城镇地籍测量工作作为城镇地籍管理工作的基础，发挥着重要的作用，随着大量城镇土地的开发，城镇地籍管理部门越来越重视城镇地籍测量工作。随着GPS RTK技术在城镇地籍测量中的应用，我国城镇地籍测量的测量速度越来越快，精准度越来越高，使得其在地籍测量中的应用逐渐普及开来。

1.GPS RTK在城镇地籍测量中的工作原理

GPS RTK技术也称为载波相位实时动态差分定位技术，是以WGS-84坐标系为基础，在测量中采用相位差分进行动态测量的技术，广泛适用于当前测量工作中。RTK系统是由基准站、流动站以及通讯系统组成，基准站包括GPS接收机、GPS天线、无线电通讯发射设备以及电源和基准控制器等，流动站包括GPS接收机、GPS天线、无线电通讯接受设备以及显示控制器。其工作原理是基准站将接受的载波相位与基准站信息发送到流动站，流动站自身在接收GPS信号时，接收基准站的载波相位与GPS信息，将接收到的基准站信息传入控制器，并将基准站的载波相位与自身接收的载波相位进行差分处理，求解出两站的基线值，再输入相应坐标、转换参数与投影参数，即可得出实时位置坐标，RTK实际工作原理如图。基准站将载波相位发送到流动站来求差接算坐标是RTK的差分法，这是实际的RTK测量技术，而基准站将载波相位修正后发送到流动站，再由流动站对载波相位进行修正再得出坐标，叫做修正法，也称为准RTK。RTK的应用的关键技术是数据传输与数据处理技术。

RTK工作原理图

2.GPS RTK技术在城镇地籍测量中的价值

GPS RTK技术应用在城镇地籍测量工作中拥有传统地籍测量技术不能相比的优势：

2.1 测量精度高

GPS RTK技术应用先进的自动化技术、通讯技术、GPS以及计算机技术，在测量时定位精准度高，基准站与各流动站之间的精度是独立的，不存在误差累计，在一定的作业范围内能够达到厘米级的精度。

2.2 作业要求低

RTK技术的作业要求极低，只要满足电磁波的有效传输即可进行精准作业，因此能进行全天候的测量，受地形、气候、能见度等因素影响较小。

2.3 操作简便，功能强大

随着科学技术的不断进步，RTK技术所用GPS接收机也在不断改进，具有自动化程度高、体积小、重量轻的特点，便于操作，在进行站点设置时，只需要进行简单的设置，就能够获得测量坐标或者进行坐标放样。RTK技术应用了先进的数据传输与数据处理技术，因此其能够快速进行数据的传输与处理，功能强大

2.4 测量效率高

相比于传统的城镇地籍测量技术，在一级、二级、三级与图根点控制点布设和部分地形测量中RTK技术拥有超高的测量速度，一般在进行测量时只需要单人操作，在几秒内即可获得一个点精准的三维坐标，测量效率高。

3.GPS RTK在城镇地籍测量中的不足

3.1 受卫星影响

在RTK测量中，GPS卫星的运行状况影响着测量的精度，在我国某些地区的城镇地基测量工作中，受卫星影响，GPS信号不能有效传输，RTK测量很难得到固定解。在目前随着我国北斗卫星不断增加，和现在三星的RTK出现，使得GPS卫星影响因素逐渐减弱。

3.2 受电离层影响

根据实际检验，在广东粤西地区在下午RTK测量受电离层干扰较大，延长了站点的初始化，在有些情况下站点不能够完成初始化，尤其是在中午一至三点的时候，RTK测量难以得到长期固定解不利于测量。

3.3 信号传输易受影响

在RTK数据信号传输时，容易受到多种因素影响，如建筑物阻隔，山体、水源等反射，城镇电磁干扰等；信号传输还会受到对空通视不足影响；在某些山区地区的城镇还会在高程转换时遇到困难，导致精准度下降。除此之外，当基准站与流动站的距离超出时，信号传输也会受到影响，导致误差加大。

4.GPS RTK在城镇地籍测量中的实践应用方法

GPS RTK应用在城镇地籍控制测量和部份地形测量中时相当的优势，本次研究以GPS RTK技术在某城镇地籍测量工作中的应用为例，来分析RTK技术在实际测量工作中的实践应用方法以及所需要注意的关键点。该测绘区域位于整个城市北部，属于工业区域居民生活区，城市建筑物密集，交通线路复杂，无线电信号复杂，在交通线两旁普遍栽植桐低矮茂盛的乔木。本次城镇地籍测量遍布整个城区，该城区用地种类众多，权属关系较为复杂，宗地数量众多，权属界址点数相对较大。本次测量区域约60km2，采用GPS RTK测量技术能够快速精准的完成测量工作。在实际测量工作之前进行实地勘察，对技术手段进行了多次的实践检测与调整。

4.1 选定基准站

在使用RTK技术进行城镇地籍测量时，基准站的选定以及布设是GPS RTK测量工作的关键点。本次测量在进行基准站的布设时，一般选择较高的楼顶进行布设，远离电视塔与多种城市信号天线，地形较平缓，与各流动站之间的数据传输受影响较小，周围无GPS信号反射。使用灵锐S86一体化GPS RTK测量系统，在5km半径范围内布置流动站能够清晰接受基准站数据，选定该城区7点C级GPS三位控制网点造成本次测量基准框架，利用7个控制点的WGS-84坐标系与1980年西安坐标系成果得出其坐标转换参数。

4.2 流动站设置

在进行流动站的设置时，使用运输箱来放置处测杆之外的部件，本次测试系统的流动站设置在基准点5km之内，能够稳定清晰的接收来自基准点的载波相位，在布设时离GPS信号干扰强烈的地区，在进行流动站的初始化时保证其能够稳定接收至少4颗以上的卫星信号。

4.3 GPS RTK精度试验

本次试验选取1个GPS RTK测量基准网点，布设基准站，流动站在基准站5km半径范围内，对该城镇的一、二级控制点总共22个进行测量，得出控制点的坐标，并采用其他几种测量技术进行测量，将其测量结果与RTK测量结果相比较。

4.4 GPS RTK定位精准度评价

根据测量，RTK测量结果与其他测量技术得出的结果差在厘米级，最大为3.5cm，最小为1.3cm，平均差为2.3cm。评价得出GPS RTK测量结果点数精准度达到厘米级，给单位不存在误差累积，能够满足对于城镇地籍测量中权属界址点的测量精度要求。

4.5 GPS RTK测量误差控制

GPS RTK测量出现误差的主要原因有GPS系统误差、RTK设备误差、测量环境影响、测量人员的专业水平不足、测量方法有误等，在测量时要采取措施避免误差，在误差已经出现的情况下，要从这五个方面分析。GPS系统误差主要是卫星运行的错误导致，对城镇地籍测量工作来说影响可以忽略不计；RTK设备误差常常是由于天线问题，只要校正天线即可，而在其他设备误差情况中，需要结合实际做好设备维修与更换。在出现自然环境影响而导致的误差时，可以在测量时结合实际，通过加设双频RTK同步差分，严格控制天线高度角；对受电磁干扰与信号反射而出现的误差则采用移动流动站，远离干扰区域。由测量人员以及测量方法而导致的误差需要结合实际培养专业的人才，并改进测量方法，从而减小误差，降低误差影响。

4.6 GPS RTK测量质量的提升

在当前GPS RTK测量质量的提升主要应用的方法为已知点检核比较法与重测比对法。已知点检核比较法应用最为广泛，主要是通过比较来检核RTK测量控制点的坐标来找出首次相符合的数据与测量数据的误差，再进行纠正；重测比对法是进行二次数据测量与比对。除此之外还能够使用电台变频实时提升GPS RTK的测量质量。

5.结束语

在城镇化飞速发展的今天，城镇地籍管理工作极为重要，是当前土地开发利用的基础。随着GPS RTK技术的发展，城镇地基测量工作也将其带入，大大提升了测量的精度与速度由于GPS RTK技术拥有传统测量技术不能相比的优点，被广泛应用在城镇地基测量工作中，而在实际测量中，要进行合理规划设计，避免其不足。GPS RTK技术有效推动了城镇地籍管理的水平，促进了我国城镇土地开发与利用的效率。