GPS RTK技术在地籍测量中的应用

摘要: 随着测绘技术的迅猛发展,地籍测量的方法和技术也在不断地更新和进步。结合GPS RTK技术在城镇地籍测量工作中的应用,本文结合实例阐述了GPS RTK技术的相关理论及GPS RTK在应用中的具体流程与特点。

关键词: GPS RTK测量技术;转换参数;地籍测量

一． GPS RTK测量原理

GPS RTK(Real time Kinematic)实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分定位技术,它的基本形式是:一台基准站接收机和一台或多台流动站,以及用于数据传输的电台。在RTK作业模式下，基准站、流动站保持同时跟踪至少4颗以上的卫星,基准站实时地对可见卫星进行观测,并把带有已知点位置的数据,借助电台将其观测值坐标信息发送给流动站接收机,流动站接收机将自己采集的GPS观测数据和接收来自基准站的数据,组成差分观测值进行实时处理,求得其三维坐标(X,Y,Z)。它是GPS测量技术发展中的一个新突破,可在野外获取厘米级的点位精度。

1.1 坐标转换

GPS RTK测量是在WGS-84坐标系统下进行的,要快速完成测量工作,就必须实时进行坐标转换。坐标转换可采用至少三个以上同时拥有WGS-84大地坐标和1954年北京坐标系或本地坐标系的已知点,按Bursa模型解求7个转换参数。其数学模型为:

式中,X0、Y0、Z0为两个坐标系统的平移参数;Ex、Ey、Ez为两个坐标系统的旋转参数; 为两个坐标系统的尺度比。

二． GPS RTK在地籍测绘中的作业流程

地籍测量主要是指利用现代测绘技术以厘米级定位精度测定土地境界、土地权属位置、土地面积并以反映土地利用类型、分布状况以及质量等级的专项测量,它为国家土地管理部门提供具有现时性的土地详查资料,并为土地登记提供依据。地籍测量不同于普通的地形测量,地籍测量应随着宗地的土地登记的变更而不断地更新,保证地籍资料的现时性。

(1)建立测区控制网:根据地籍测量规范的要求结合当地实际情况,用GPS静态测量方法建立测区控制网,并与国家点联测,求出各控制点坐标。

(2)求取地方坐标转换参数：合理选择控制网中的已知点,求解转换参数,为GPS RTK动态测量做好准备。

(3)基准站架设：基准站应架设在地势较高,四周开阔的位置,以便于电台的发射和卫星的接收。

(4)仪器设置：外业操作基准站架设好后,开机进行系统设置、无线电电台设置以及天线高输入并启动基准站。流动站对应于基准站也进行设置。

(5)数据采集：直接利用RTK进行碎步点采集，隐蔽地段或无卫星信号区域采用RTK控制点+全站仪方法进行目标点测量。

(6)数据存储：外业测量完成后,可以将数据直接传入计算机，进行内业整理与编辑,视需要转换为所需的数据类型。

地籍测量中应用RTK技术能以厘米级精度实时测定相关界址点及一些地物点的位置。将GPS获得的数据处理后直接录入地籍数据系统,可及时地、精确地获得、更新地籍图。GPS RTK测量技术应用于地籍测量,不仅拓宽了GPS测量技术的应用领域，还极大地提高了地籍测量的工作效率与测设质量。

三． 实例数据精度分析

沈阳市地籍测量项目：总测量面积约26km2,用地种类多,宗地数目多, 权属关系复杂,界址点数量大,采用常规测量手段施测十分困难,很难在短时间内完成所有宗地的权属界址点测量工作,满足项目单位对地籍测量作业精度及工期的要求。经过分析研究,采用GPS RTK技术进行本工程测量。经前述流程，由RTK快速作业，隐蔽区域配合全站仪进行外业数据采集、内业编辑，最终圆满完成地籍测量任务。

为检验GPS RTK测量成果可靠性,选用RTK对测区部分原有GPS点平面坐标进行了检验。测区内现有四等GPS控制点19个,对19个控制点进行动态RTK测量，并与原有四等GPS控制的坐标进行比较，比较结果如下：

从上图中比较数据可以看出：RTK测量结果与控制点结果互差很稳定，均在厘米级，其中互差最大为1.8cm，最小为0.3cm，平均为1.12cm。可以认为GPS RTK测量结果的点位精度达到厘米级，完全满足一级导线测量精度要求，可作为全站仪的图根控制点，而且各点位之间不存在误差累积，克服了传统测量技术的弊病，完全能满足城镇地籍测量对权属界址点的测量精度要求。

四． 结论

应用RTK进行地籍测量,有着其它方法不可比拟的优势:

①减少人力费用。GPS仅需要一个人来操作,在完成初始化后,在界址点上短时间进行一些处理即可完成测量工作;

②定位精度高,测站间无需通视，没有误差累积现象。在没有现成基准控制点的地区能进行高精度的定位计算,不受人眼视线限制;

③操作简便,容易使用。随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,操作越来越简单，体积越来越小,重量越来越轻;

④采点速度快,由于RTK无须通视,不受光学通视的限制,减少做控制和换站的工作量,所以采点速度快;

⑤能实时、全天候作业。

在地籍测量工作中采用GPS RTK技术,可以提高地籍测量工作效率,保证成图精度，有力地促进城镇地籍信息系统的建设和城镇地籍管理水平的提高。为后续的规划和调整工作提供了基础资料,取得了较好的经济和社会效益。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。