GPS+RTK技术在地籍测量中的应用探索

摘 要：现代化的测量手段RTK技术被广泛的应用，其中在地籍测量中应用较为常见，文章通过对该技术的分析，阐述其在应用环节中常见问题，并对其进行说明研究，最后提出合理化建议。

关键词：GPS-RTK；地籍测量；应用

在测绘工作进行中，地籍测量工作相对较复杂，并且是难度较大的工作，而且其精度要求相比其它的测绘工作都要高的多。在传统的测量中，通常采用经纬仪、全站仪和测距仪等测量器材，这些仪器的共同缺点是必须要求每个测点之间相互可视，因此对实行大面积测量工作带来局限性，而且在测量时至少需要三名工作人员同时配合进行测量工作，人力浪费严重，效率低。在近几年，随着科技的不断进步和发展，GPS技术不断改进和完善，其精度逐渐达到较高水平，而且与之相配合使用的各个系统发展良好，因此GPS-RTK技术的应用逐渐增多。GPS-RTK技术的最大特点是简单高效，因此广泛使用于大比例尺地形图的绘制，地区控制测量以及线路导航等部分，工作效率相比传统方法有了很大提升。文章将针对GPS-RTK技术在地籍测量工作中的应用，通过对其各方面常见问题的分析研究，提出合理化建议。

1 GPS-RTK技术的问题与解决方案

通过长时间的实践测量工作证明，RTK技术确实为工程测绘工作提高了效率，同时也提高了经济效益，节省了人力资源。但是在实际使用过程中RTK技术也存在很多的问题。

1.1 坐标转换。GPS-RTK技术一般情况下测量得出的结果是在WGS-84坐标系统下的数据。但是测量工作随时随地都可能发生变化，而且一般极少数情况使用该坐标系统，都是将坐标进行转换之后得到所需要的数据。转换模型分为多个参数值，通常使用Bursa-Wolf转换法、三参数、四参数和七参数。在各个模型进行转化时，其误差就在所难免，而且对误差控制不好时，其误差级数可能会达到厘米级，该级数等级与地籍测量使用级数相同。在测量时坐标系原点平移对测量结果的影响不大，而与三参数和四参数的设定值相比，七参数转换的精度最高，而四参数由于其误差太大，因此不常用于RTK技术测量工作中。并且经过多年的实践经验证明，坐标轴的指向误差与尺度不一致时，定点的误差与测量基线的长度正相关。因此提高定点精度的关键是提高坐标轴指向误差和尺度不一致参数误差。在实践中为了提高精确度会选择3个以上的测点均匀分布预测区内部，使用Bursa-Wolf模型进行转换。若测区面积不大时可采用三参数转换模型进行。

1.2 相位中心不同。测量天线的机械中心一般不与电子中心重合，并且电子相位中心是随时间变化而变化的，它的影响因素包括接受信号时的角度值和频率值。经过实践分析表明，天线的相位误差可达到3至5cm。因此想要使RTK技术测量达到误差范围内，就必须对相位图形进行准确修正。在实际操作时，假如使用同一型号接收天线，同时测量距离较近的观测站的同一个卫星，通过对观测值求差值，这样来削弱相位不同对测量的误差影响。此时各个观测站的天线应当按照其本来的方位进行定向，利用手持罗盘将天线定位到磁北极，误差在3度范围内；另外在使用之前还应当对接收机天线进行全面的检验。检验方法有两种：一种是实验室内对其决定测量值检验，将其精度确定在误差1至3mm之间；第二种方法是在工作场地进行检验，通常使用ROTHACHER法对其进行校正，但是这种方法对基准站的位置精度要求高，因此一般选用绝对检验法。

1.3 多路径效应的误差影响。在实际测量工作中，RTK技术会存在多路径效应，其原因是由于天线周围环境变化所致，并且其误差极大，在高反射环境时误差级数在米级，比载波相位影响更大。通过研究人员的试验检查证明，多路径效应对测量工作的最大影响值可达10米，在距离地面最近的地方效应的影响越明显，且存在周期性。为了减少该误差，可采取如下措施：第一，认真对站址进行选择，多路径不仅与反射物距离测站距离有关，而且也与卫星方向有关，由此可以筛选距平静湖面较远的地方，而且要避开山坡、盆地和山谷，尽量在地形平坦开阔，建筑物稀少的地方进行。第二，使用减弱多路径效应的天线。在所使用的天线中加设抑径板，可以大幅度减少其影响效果。第三，由于在影响效果在地面附近时急剧加强，因此可以考虑将接收机天线的架设高度增加，减少影响。

1.4 RTK测量范围。RTK技术采用的实时传输技术，因此对距离的大小有一定的要求。通过对观测站相距基准站距离的大小对点位位移量进行试验。结果表明，观测站相距基准站的距离越大误差就越大，数据可靠性越高；观测站相距基准站的距离越小误差就越小，数据可靠性越低。其范围大小控制在10km以内时都在误差允许之内。在进行边长大于15km的长距离测量时，由于误差等各方面因素影响只能采用静态测量法；边长10至15km之间时，若此时条件允许时，例如卫星数量足够，观测条件良好等，可采取快速静态测量；如果测量地区处于开阔的平原地区，可使用RTK技术。对于边长小于5km的一、二级地籍控制网基线内，可优先选择RTK技术；如果设备不能足够的满足要求，那么可以选择使用快速静态定位法来进行；对于边长在5至10km的基本控制网进行时，尽量使用快速静态GPS测量法；在设备和环境都允许时，可使用RTK测量，但是若设备和环境有一项不满足，就不可以进行。在地籍控制测量时，由于测量精度极高，因此在设计基线时不可设置太大，一般在5km以下，碎步测量时可适当放宽要求，但是也不可过多，最大值在15km以下。在只有RTK测量设备时，对大区域完成测量工作时，必须在区域内部设置多个参考点，而不是设置基准站，其原因是基准站的整体费用消耗较大。在RTK技术只有单个站点进行参考时，往往数据存在较大误差，而技术人员想要扩大其适用范围可以使用网络RTK技术，这项技术可以大幅度的缩减距离的影响，而且降低了成本，增加了数据可靠性，不过该方面技术应用方面研究还不够透彻，因此技术尚不成熟。

1.5 测量初始化操作。实践过程中证明，在接收设备搜索并锁定6颗级以上数量卫星时，其数据可靠性有了很大提升。但由于环境条件限制，当需要对山区、树林等环境条件不允许的情况时，这时在实行该方法时，很有可能出现间歇性搜索不到卫星信号的可能，这时在采用RTK技术进行作业时就需要重新初始化进行，造成时间浪费，因此在实际操作中应该尽可能的减少这部分时间的长度。通过理论分析来提高初始化的方式可以使用双频OTF的方法，或者使用单历元来将整周的模糊度固定下来进行计算，但是由于该算法的数据可靠程度不够，是当今科研项目研究的重点。在实际野外测量时，工作人员可以换用快速静态测量模式来缩短初始化环节的用时。

2 结束语

文章通过分析GPS-RTK技术在地籍测量实践中出现的常见问题，并且做出简要建议指导。在地籍测量碎部测量部分，数量较大，而且对精确度的要求更高，测量要求在作业区内部的整体精确程度应当差异不大，使用GPS-RTK技术能很大程度的提高测绘效率，减少人员的使用量，并且对精度要求有一定的保证，因此GPS-RTK技术在测绘行业会有更广泛的应用。

参考文献

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