城市地籍测量GPSRTK技术实例分析漫谈

【摘 要】本文通过探究GPS RTK技术的优势、工作基本原理和测量方法以及实际案例分析，对该技术在市地籍测量当中的应用进行论述，得出有益结论，给地籍测量规范的修订提供部分参考，并促使该技术在地籍测量当中的科学化与规范化应用。

【关键词】地籍测量；GPS RTK；实例分析

由于常规测量方法已经满足不了城市的地籍测量高精度要求，而新兴的GPS技术却在不断进步，不断地应用到更多的领域当中。地籍测量也开始采用GPS技术中的RTK技术，依靠其技术先进性极大地提高了地籍测量工作的效率，增加了效益。当下，GPS测量的常规做法是采取静态或者快速静态的方法来达到二级以上的平面控制网的建立目的，而GPS RTK这一技术也主要应用在地籍测量当中的碎部点采集工作和施工放样工作等等。本文通过探究GPS RTK技术的定义及优势、工作基本原理和测量方法以及实际案例分析，对该技术在市地籍测量当中的应用进行论述，得出有益结论，给地籍测量规范的修订提供部分参考，并促使该技术在地籍测量当中的科学化与规范化应用。

一、GPS RTK技术的定义及优势

GPS技术，即全球定位系统技术。1994年它在美国全面建成，是能够实现实时的全方位的三维导航和定位功能的新一代的卫星导航及定位系统。在我国测绘之类的部门中GPS系统的使用已经近10年，系统以其自动化、全天候、效益高及精度高等优势特征，有效地应用在了大地、工程、航空摄影等测量学科和运载工具导航学科、资源勘查学科、地球动力学以及地壳运动、工程变形等监测学科，引导了测绘领域的新技术革命，获得了广大的测绘工作人员的信任。

GPS RTK技术，即全球定位系统中的实时动态技术。它的产生与发展基于GPS技术。它是一种可以实时地提供指定的坐标系中流动站三维定位的结果，并且于一定范畴可达厘米级精度这样的GPS定位新型测量方式，对GPS应用而言，有着里程碑式的意义。RTK技术的产生与发展给地形测图、工程放样以及各种不同的控制测量提供了技术支持，有效地提高了绘测工作的效率。

二、GPS RTK基本工作原理和测量方法

（一）RTK技术基本的工作原理

在GPS技术当中的差分有三类：伪距差分、位置差分以及相位差分。RTK 技术使用的是其中的相位差分。尽管这三种差分方式都是通过基准站来进行改正数发送，通过流动站进行测量结果的接收与改正，进而得到精确度高的定位结果。但由于发送的改正数具体的内容并不同，其差分定位的精确度也会有所差异。随着基准站和流动站之间空间距离的定位精确度的不断增加，前两种差分方式在定位误差上的相关性会迅速降低。因此RTK技术主要采取第三种差分方式。

RTK技术的基本工作原理：在基准站上设置一台接收机，在流动站上设置另外的一台或者几台接收机，基准站与流动站同时进行相同时间内同一GPS定位卫星发射信号的接收工作，比较基准站得到的观测值跟已知位置的具体信息之间的差异，得出一个GPS差分的改正值。继而把这个差分改正值利用无线电的数据链电台及时地传到流动站，进一步对这一GPS观测值进行精确化，最后获取流动站在经过差分改正以后实时的准确位置。流动站可以处于静止或运动状态。

（二）RTK的测量方法

RTK技术主要包括修正法与差分法。基准站发送给流动站载波相位的修正量，进而对载波相位进行修正，以求解其坐标的方法就是修正法。而直接发送给流动站那些基准站收集到的载波相位，并对其进行差分比较，解算坐标的方法就是差分法。前者属于准RTK技术，而后者则是真正的RTK技术。其具体的测量方法则包括以下两种：

1、无投影法。也叫无转换法，是直接在基准站与流动站中采用接收机对目标坐标进行接收，接着依靠一定数学模型将观测的已知点的目标坐标以及相应地方坐标的修正数进行转换。若采用这种方法，不一定要把基准站安排在已知点上。然而根据转换方法的差异，需要对一定量的已知点进行观测。

2、键入参数法。将静态观测所得的目标坐标及其地方坐标输入到手簿之中，然后进行参数转换，或者将静态观测在平差的时候获得的转换参数输入手簿。若采用这种方法，那么基准站就必须设置在已知点上面，但是可以不对其它的已知点进行观测了。为了保证检核质量，在条件允许的情况下还是建议对一定量已知点进行观测。

将必要数据输入GPS的控制手簿当中，流动站要把接收的卫星信号和基准站发送的信号输入到控制手簿当中，实时进行平差及差分处理，进而获得本站的实时坐标、高程和精确度标准等信息。且可以随时把精度的实测和预设指标拿来比较，如果实测的精度满足了预设的精度指标，控制手簿就会提醒测量人员接收该结果，在确认接受以后，手簿会把确认的坐标、高程以及精确度同时存储起来。

三、RTK技术在地籍测量中的应用

RTK技术应用于地籍测量的关键点在于：测量一、二级地籍控制点及界址点，尤其是地籍勘测与定界工作。本文以某市某区地籍测量工作当中的RTK技术应用作为分析案例，来展现RTK技术应用于界址点界定的具体情况。

（一）应用实例

该工程所处城区主要为居民生活区及工业区，建筑群体多、密度大，交通繁忙，街道附近绿色植物密集，因而无线电的信号也比较复杂。而该工程测量的地块涵盖了整个城区，综测面积广，城市功能用地的种类多，宗地的数目多权属关系多且杂，权属的界址点也多。如果采取常规测量方法，工作难度很大，且不能快速有效地得到精确的权属界址点结果，难以满足各部门单位对于该地籍测量工程的要求。因此该工程选择了RTK技术作为权属的界址点的坐标实测手段，在试验检测过程中得到了充分论证，继而在工程中获得了全面开展实施。针对南方RTK（1+1）这个测量仪器的特性，经试验确定了作用距离在10km之内，该区域流动站可以接收到基准站发送的高质量的、清晰的数据资料。将这个作为参数，进而在该城区C级控制点的二维控制网点中选定了七个分布均匀的点，构成了该次工程的基本框架网，并利用RTK技术实时进行参数转换。RTK技术在该地籍测量工作中的应用得到了理想效果，提高了地基测量工作效率和精确度。

（二）操作步骤

RTK技术在该地籍测量实例中的工作步骤主要分成三点：

首先，要对测定区域中的7个的均匀分布的控制点的成果进行收集；其次，将主机设置在测定当日测区中间位置的空旷且地势较高的地方以够保证其可接收的卫星数较多，其发射数据时所用的链信号强，覆盖区域广，免去频繁地搬动主机的麻烦，提高了地籍测量工作效率。在进行选址时避开了有强烈无线电干扰的地区，以及周围有GPS卫星信号反射物的地区，以保证数据链的安全顺利传输；最后，利用附近的固定已知点坐标对仪器参数输入的正确性进行检测，从而达到检测控制点坐标的目的，在确认检测通过以后，才可以开始碎部点采集工作。采集结束后，要传输数据，并对采集数据进行专业处理。

（三）精度评定

经数据比较分析，RTK测量的结果跟常规测量方法所得到的结果差值都在厘米级别。同一区域，在二级导线以上控制点上，应用GPSRTK技术对一些对能接收卫星信号的界址点进行了检测（流动站距基准站最大距离2.59Km，，最近距离 210m，平均距离1.54km）。全区共检测界址点7点，与用全站仪极坐标法观测的坐标值相比较，其X、Y、H差值也符合偶然误差的特性，最大差值为 dx=-4.8cm，dy=4.0cm，dH=-7.9cm，由较差计算得RTK观测中误差为mX=±2.40cm，mY =±2.06cm，mXY =±3.41cm，mH=±2.76cm。可见，RTK技术测点精度在厘米级别，并在各点位间也没有累积误差，消除了传统技术的弊端，能够满足市地籍测量对界址点测量精度的要求。

需要注意的是在地籍测量中，RTK技术可以用来对土地权属的界址点和地物点位置进行测定，并且其结果可以精确到厘米级。但是若处于GPS系统的信号接收受到影响的遮蔽地带，就要停止使用RTK技术，而应采取传统测量工具（如全站仪、经纬仪等等），通过图解法、解析法来完成细部测量工作。

四、总结

综上所述，由于地籍测量带有范围广、数据更新速度快、界址点琐碎之类的特点，传统测量方法往往难以达到测量效果，事倍功半。而GPS系统中的RTK 技术凭借其高效灵活、不累积误差以及高精度的优势受到了越来越多的测绘人员的喜爱。RTK 技术是目前用来测量一、二级地籍控制点及界址点的理想方法，在地籍勘测与定界工作当中的优势最为突出。任何技术都不会是尽善尽美的，只有通过不断地改进与完善，才能适应不断提高的地籍测量要求。

参考文献：

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