GPS-RTK技术在房产平面控制测量中的应用研究

魏军军

（泉州市房地产测绘队有限公司，福建 泉州 362000）

0 引言

房地产开发过程中需要高精度、高效率的房产测量，以确定测定房产的边界、计算房屋的面积以及调查房产的权利人等内容，为房地产开发提供测量数据和资料[1]。房产平面控制测量是房产测量的基础性工作，传统方法一般采用导线测量技术，该方法存在架站点与监测点不通视、不能全天候、同时需要2～3人进行测量等问题。而现代化信息技术的发展、测绘方法的改进提高了测量水平[2]。GPS（GlobalPositioningSystem）是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统，具有连续、实时、动态、高精度导航定位的功能。GPS采用载波相位测量技术，可以准确测量两点间的相对位置，为房产平面控制测量提供了高精度的测量手段。RTK（RealTime-Kinematic）是对GPS技术改进的实时载波相位差分测量技术，GPS-RTK具有实时、高精度、区域性覆盖等优点，简化了房产平面控制测量的工作程序[3]。本文对GPSRTK技术在房产平面控制测量中的应用进行研究。

1 GPS系统组成及定位原理

GPS系统的基本组成包括GPS卫星星座、地面监控系统和GPS信号接收机三部分[4]。GPS卫星星座由24颗卫星组成，它们均匀分布在6个轨道平面内。卫星轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°。地球自转一周时，地面同一观测站上每天提前4min见到同一颗GPS卫星，每颗可见卫星每天有5h在地平线上。由于时间和地点的不同，位于地平面上的卫星颗数最少为4颗，最多可以达到11颗。地面监控系统由1个主控站、3个注入站和5个监测站组成。地面监控系统可以实时跟踪观测卫星，监测和控制卫星的各种设备。GPS信号接收机由主机、天线、电源和数据处理软件等组成[5]。GPS信号接收机通过接收卫星信号，捕获和跟踪卫星信号的伪码和载波，并对比测量本地的时延测定伪距测量值，获取伪距变率和载波相位观测值，计算用户接收机的信息。GPS定位原理基于测距交会方法，在测站点P设置GPS信号接收机，利用3 颗以上GPS 卫星S1、S2、S3、S4的空间位置信息，计算出3 颗以上GPS 卫星的空间坐标与测站点P的距离P1、P2、P3、P4根据卫星星历得出3颗GPS卫星的坐标（Xi，Yi，Zi），i=1，2，3，4，最终由公式（1）、（2）、（3）、（4）计算得出测站点P的位置坐标（X，Y，Z）。

2 GPS-RTK技术及定位原理

2.1 GPS-RTK技术

由于GPS 测量技术具有高精度、全天候等特点，在世界范围内得到了广泛使用。而RTK（Real-timekinematic）是GPS应用的重大里程碑，它弥补了静态、快速静态、动态测量的不足，利用载波相位动态实时差分技术可以在野外实时得到厘米级定位精度，提高了外业作业效率；同时，GPS-RTK技术具有作业效率高、数据处理能力强和定位精度准等优势[6]。目前，GPS-RTK技术已发展到广域差分系统WADGPS（WideAreaDifferential-GPS），有些城市已实现CORS系统。

2.2 GPS-RTK定位原理

GPS-RTK 由基准站和移动站组成，同时跟踪多个卫星，获得测量点的三维坐标。基准点作为已知点有1台接收机，连续接收所有可视GPS 卫星信号，利用差分技术准确计算观测值与收集的位置信息的改正值，并将数据传输到移动站；而移动站会有1个或者多个接收机，同时接收基准站发射的伪距、载波相位观测值以及采集GPS 观测数据，并实时处理相位差分观测值，输出坐标转换参数和投影参数，从而获得精准、可靠的坐标和精度指标[7]。GPS-RTK定位原理如图1所示。

图1 GPS-RTK定位原理示意图

测量监测具体计算过程如下式所示：

3 房产平面控制测量及GPS-RTK的应用优势

3.1 房产平面控制测量

测量学是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用的科学和技术。测量学按照专业分类有：地质测量、城市工程测量、矿山测量、地籍测量和房产测量等等。而房产测量指对房屋、附属设施以及界址点进行采集，勘察房产周边建筑物的地形。由于城镇建设事业不断发展，建筑物趋向于密集化，精准采集房产测量数据是目前的发展趋势。

房产平面控制测量是测量房产平面控制网，从而建立一个长期稳定使用的房产平面控制网，为房产平面图测绘和日常变更测量提供基础参考，减小误差的积累。由于城市不断变更、产权不断变化，原有的控制成果部分遭到破坏，必须及时布设新的控制点，确保房产平面图具有良好的现时性。在房产平面控制测量工作中，遵循从整体到局部、从高级到低级分级布网的原则，并区别对待发达区域和一般区域的控制网点布设。发达区域控制测量精度高一些，一般地区控制测量精度可低一些，杜绝投资成本浪费。随着现代测量技术的发展，房产平面控制测量和计算不断更新，主要有静态相对定位、准动态相对定位、动态相对定位和实时动态测量方法，提高了测量精度和生产效率。

3.2 GPS-RTK的应用优势

房产开发时，需要准确无误地绘制大比例尺的平面图，计算出房屋的实际面积。在传统的测量过程中，需要2～3名操作人员共同执行，操作人员使用测距仪和经纬仪等测量工具，测绘出房地产区域的地形图，并且要求通视测站点和待测点之间的距离，否则影响大面积测量结果精确度，无法满足对土地精准度高、误差小的数据需要，极大地降低了工作效率。

GPS-RTK 技术仅需要1 名操作人员，负责GPSRTK仪器的安装和不同界址点位置的转移，待仪器安装完毕后，输入土地权属界址点的相关编码，并将测量点的位置数据传输到测图软件，便会生成土地权属界址点的图像，测量效率非常高。GPS-RTK 技术弥补了传统测量方法的不足，它为测量提供了标准的测绘数据流程，降低测点布设的数量和难度，可以准确找到房产的边界、地形等要素，采集到的信息利用计算机处理显示房产的测绘数据，数据经专业软件处理后得到电子绘制图，方便于后续的保存，受到测量工作人员的广泛使用[8]。GPS-RTK技术的应用降低了出现误差的可能性，加快了测量工作的进度，实现了测量信息数字化。

4 GPS-RTK 在房产平面控制测量中的应用案例分析

4.1 工程案例

该项目测区位于泉州经济技术开发区，利用GPSRTK 技术对其进行测量。采用泉州市国土与基础地理信息中心建议的I级导线点作该项目的起算控制点，设计点位22个，在利用GPS-RTKK技术测量时，自己架设基准站，完成项目平面控制测量。

4.2 选取基准站

基准站的选取直接影响到移动站勘测的质量和效率。为了保证测量成果的精度及可靠性，在测区附近2个已知点中选取1 个作为基准站。由于此已知点位置较高，地势开阔且没有很强的信号干扰，移动站作业范围较大，不会影响到基准站的信号传输质量，故将此点设置为基准站。另外，由于移动站与基准站的距离会影响测量成果，因此移动站的作业半径选择与基准站距离为5km以内。

4.3 GPS-RTK测量

测量前，应对仪器进行检验，检核精度是否符合要求，以确保数据传输和测量的质量。检验合格后架设三脚架，安装接收机，待对中整平后，使用手簿创建文件夹，确定数据都输入后进行测量。GPS-RTK 控制测量采用的是WGS-84 坐标系，先采集起算点空间坐标，控制好起算点精度，避免转换参数的求取精度对测量成果的影响，然后将手薄与基准相连接，建立WGS-84 坐标与当地坐标的相对应关系，得出坐标系转换参数；最后分别测量2次待测点坐标，取平均值作为最终成果。控制网布设如图2所示。

图2 控制网布设示意图

4.4 内业处理

外业结束后，将手薄数据导入电脑中，使用平差易软件进行平差处理，及时备份控制测量采集的数据并做检查，平面控制点成果应进行100%的内业检查，平面控制点精度检测结果要符合要求，见表1。

表1 GPS-RTK平面控制点精度要求

由表1 可知，2 次测量X坐标最大差值为2.40cm，Y坐标最大差值为2.80cm，坐标中误差为±1.82cm，打印出控制点的测量成果。

5 结束语

房产平面控制测量工作的目的是建立一个高精度的控制网，从而为房产测绘提供测图控制和起算数据、变更与修测的起算数据。采用GPS-RTK技术对工程案例进行测量的结果表明，GPS-RTK 技术在房产平面控制测量时，测量精度符合要求，验证了GPS-RTK技术在房产平面控制测量中的可行性与可靠性。GPS-RTK技术的出现改变了传统的测量模式，不仅降低了劳动强度，同时也提高了测量精度，满足了房产平面测量工作的需求，并为测量工作带来了巨大变革，GPS-RTK技术将在今后的房产平面控制测量工作中发挥巨大的作用。