GPSRTK技术在开封市城区地籍调查中的应用

2011-04-19牛鹏涛朱江海

山西建筑 2011年1期

牛鹏涛朱江海

GPSRTK技术具有全天候、操作简便、无需通视等优点，使地籍控制网的布设变得相对容易，且各点之间不存在误差累积的优点，能够有效避免和解决传统地籍测量中图根导线边长过长等原因带来的误差累积，以及在传统城镇地籍调查过程中，地籍控制网的建立主要依靠全站仪导线测量技术进行布设，作业劳动强度大，耗费时间长等问题。

本文则结合开封市地籍调查项目，采用以 GPS RTK技术为主、全站仪技术为辅的方法来加密图根控制点，通过对 RTK测量成果的内符合与外符合精度分析，进一步证实了RTK的精度能够满足地籍图根控制测量的要求，大大提高了作业效率。

1 工程介绍

开封第二次全市土地调查(市区城镇地籍调查测量)的工作范围为:开封市城区，东至青年路，北至黄河水利职业学院，西至杏花营，南至郑杞公路。包括金明区、龙亭区、鼓楼区、顺河区、禹王台区五个区，面积约 120 km2。工作主要内容为:权属调查、土地利用情况调查、地籍控制测量、界址点测量、图件编制、面积量算与汇总统计、文字报告撰写。

考虑到该测区面积较大，测图比例尺高(1∶500)，采用传统测量方法无法按时完成图根控制点的布设，影响后续的碎步测量工作。为此，在该测区内采用以 GPSRTK技术为主、全站仪导线测量技术为辅的方法进行图根控制网的布设将更为合适。根据全国土地调查技术规程，本着经济、实用的原则，考虑到以前地籍线划图测量工作中，已完成 E级 GPS点的布设测量工作，本项目直接布设图根导线。平面坐标采用 1980西安坐标系，高斯—克吕格正形投影，中央经线为 114°，高程系统采用 1985国家高程基准。

结合原有测绘成果，采用以GPSRTK技术为主、全站仪导线测量技术为辅的方法加密控制点。在满足GPS RTK技术的观测条件时，优先选择采用GPS RTK技术测量图根点。在 GPS信号遮挡严重，无法采用GPSRTK技术观测图根点时，在首级控制网和 GPSRTK图根点的基础上，布设一级导线或二级导线，并采用全站仪导线技术施测[2]。根据规程要求，本次共加密图根点6 875个，由于市区中心的大型建筑物和无线电干扰源较多，因此，我们将市中心城区排除在 GPS RTK作业范围之外，故采用GPSRTK技术布设图根点 4 916个，占图根点总数 71.50%，采用全站仪技术布设导线图根点1 959个。

2 GPSRTK技术加密图根

2.1 GPSRTK作业过程

测量时基准站设置在测区中部的某一空旷位置上，该处视野开阔且行人较少，符合基准站的架设条件，以方便播发差分信号。基准站的设置是顺利进行RTK测量的关键，所以在选址时应注意以下几点:1)为防止数据链丢失以及多路径效应的影响，基准站周围无GPS信号反射物(大面积水域、大型建筑物等);2)避免选择在无线电干扰强烈的地区;3)基准站站址及数据链电台发射天线必须具有一定的高度[4]。

联测已知地方坐标的E级GPS点，据此解算出两坐标系之间的转换参数，然后进行图根点的观测。流动站在图根点上进行观测时，注意观察电子手簿显示屏上显示的精度指标，当 HRMS≤0.015和VRMS≤0.020时，记录当前点的观测结果，同时输入点名及天线高。基准站与流动站同时接收卫星信号，基准站将接收到的卫星信号通过自备电台发送给流动站，流动站将接收到的卫星信号及基准站送来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理，实时得出本站坐标，并随时将实时精度与预设精度指标进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将记录坐标，并终止本站的测量[5]。值得注意的是，对于一些房屋较密的区域，宜在下午接近傍晚时来进行 GPS RTK测量，由于 GPS卫星分布问题，此时 GPS信号较强，观测数据质量较好。

2.2 GPSRTK测量的质量控制

为了保证GPSRTK测量成果符合测图要求，我们采用了以下两种方法进行质量控制:1)已知点检核法。即在已知点上进行RTK测量，并与已知成果进行比较检核，发现问题即采取措施改正。2)重复测量比较法。每次初始化后，先重复测量 1个～2个已测过的RTK点，确认误差在允许范围之内后再继续测量。

3 本项目中 GPSRTK图根点的精度分析

为了评价GPSRTK图根点的精度，本文从内符合精度、外符合精度两方面进行分析[6]。

3.1 内符合精度分析

本文对全部 4 916个GPS RTK图根点的两次观测较差进行了误差统计，统计结果如表 1，表 2所示。通过表 1，表 2的记录数据可以看出，利用RTK进行图根控制测量，可以很好的满足规范要求。

表1 图根控制点 RTK两次观测值及坐标成果表

表2 GPSRTK图根控制测量误差统计

3.2 外符合精度分析

为了客观的评价 GPS RTK图根控制测量坐标成果的精度，在利用高精度全站仪布设导线图根点时对部分 GPSRTK图根点进行了检核。用全站仪对图根点控制成果进行了角度、边长、高差和坐标推算检测[8]。角度观测一测回，边长单向观测一测回，高差两次观测取均值。检测角共有 158个，测边总共 316条。检测结果见表 3，表3给出了部分检核点全站仪与GPSRTK结果比较。

表3 GPSRTK与全站仪观测值比较表

通过表 3的数据可以看出，这些指标优于《规范》中图根导线测量的精度指标。从表 1与表 2的统计可以看出，无论是内符合精度(RTK成果自身的比较)，还是外符合精度(GPS RTK成果与全站仪成果的比较)，都符合二调规程以及该镇土地调查设计书限差要求，故RTK成果可以作为此次地籍测量的图根控制点坐标成果。事后的碎部测图表明，用GPSRTK技术所布设的图根控制点均能满足测图的要求，因此，GPS RTK技术在精度上完全符合城镇地籍二调的要求。