GPS技术在地籍测量中的应用

2016-02-21许江涛

乡村科技 2016年2期

关键词：流动站架设接收机

许江涛

（河南工业和信息化职业学院，河南　焦作　454000）

GPS技术在地籍测量中的应用

许江涛

（河南工业和信息化职业学院，河南焦作454000）

通过介绍GPS-RTK在地籍测量中基准站的点位选择、设置以及流动站的设置，分析GPS-RTK技术在地籍测量中测量误差的来源，并对观测结果的精度给予分析，以期为土地登记、核发证书提供依据，满足土地管理部门和其他国民经济建设部门的需要。

GPS；RTK；地籍测量

地籍测量是土地管理工作的重要基础，其以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标、宗地面积及地籍图，从而满足土地管理部门和其他国民经济建设部门的需要。地籍测量是在权属调查的基础上，运用测绘科学技术测定界址线的位置、形状、数量、质量，并计算面积，绘制地籍图，为土地登记、核发证书提供依据。

地籍测量的传统测量方法是先采用全站仪做导线控制，在导线控制点的基础上进行宗地界址点的碎部测量。导线测量精度经常受到起算控制点的精度、测站之间通视差的影响，而且需要大量的人力、物力和时间［1］。RTK（Real Time Kinematic，实时动态）技术的出现以及GPS（Global Positioning System，全球定位系统）接收机空间定位精度的不断提高，使GPS-RTK技术广泛地应用在控制测量、地形测量、地籍测量、房产测量等方面。RTK技术与传统地籍测量方法相比，具有明显的优势。GPS观测不受天气、时间、通视的影响。GPS测量的点位之间不存在误差累积，避免了传统地籍测量中由于边长过长等原因带来的误差累积，提高了测量精度。由于RTK技术能够实时处理所观测的数据，并能现场检测出不合格的成果，大大提高了工作效率［2］。

1　GPS-RTK系统的组成

GPS-RTK系统由基准站、若干流动站及无线电通讯系统三部分组成。基准站包括GPS接收机、GPS天线、无线电通讯发射系统、供GPS接收机、外接电源和基准站控制器等部分。流动站由GPS接收机、GPS天线、无线电通讯接听系统、供GPS接收机、无线电使用的电源及流动站控制器等部分组成。

2　GPS-RTK地籍测量

2.1基准站观测点位的选择和设置

基准站的设立好坏，对GPS-RTK在地籍测量中的应用起着决定性的作用，而且还关系到最终观测结果的质量。所以，基准站的观测点位应安置在一个视野开阔、无遮挡的点上（如山头或楼顶上），能看到周围沿地平线的高度角不小于15°以上的全部天空，而且还要满足GPS的选点要求，以确保RTK在工作时能接收到足够的卫星数目。下面以南方S86型GNSS接收机为例进行说明。

2.1.1基准站的设置。在已知点上架设脚架，固定基座，严格对中整平后安放基准站接收机，测量仪器高。开机后，将接收机调整为基准站模式，设置差分格式为RTCM3，设置电台频道。观察DX和TX指示灯，TX灯闪表示基准站向外发送数据，DX灯闪表示基准站接收卫星信号。

2.1.2移动站的设置。1）将移动站主机连接在碳纤对中杆上，将接收天线接在主机上，调节GPS接收机至移动站模式。2）打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后，主机上的RX指示灯开始1 s闪1次，表明已经收到基准站差分信号。3）打开手簿，启动工程之星软件。4）设置文件保存路径，新建工程和文件。工程→新建工程（椭球系名称、投影参数设置、七参数设置），工程→选择工程，工程→新建文件，工程→选择文件。5）连接仪器，搜索到移动站对应的接收机号，通过蓝牙将移动站和手簿连接在一起。设置→连接仪器→扫描→（选择主机）连接。6）电台设置：工具→电台设置，在“切换通道号”后选择3→点击“切换”。7）设置移动站参数。设置差分格式：RTCM3；设置天线高，校正参数：基准站架在已知点时，启动“工程之星”，选择“基准站架设在已知点”，点击“下一步”，输入基准站架设点的已知坐标及天线高，并且选择天线高形式（斜高），输入完后即可点击“校正”，检查无误后“确定”校正完毕。

2.2目标点测量

当以上步骤设置完毕后，可以按键盘上的A键进行目标点测量，然后按Enter键保存。测量已有点时，使碳素对中杆的水中气泡对中，对比手簿上测得的坐标高程与原有的坐标高程。

注意事项：在RTK测量时，要按照测量规范，流动站和基准站尽量在5 km范围内。基准站应架设在视野开阔，视场15°以内没有障碍物的已知点上，若在丘陵山区，基准站尽量架设在高处，使得基准站发射的信号能被流动站接收到。若已知点难以满足作为基准站的需要，可以将基准站架设在位置点上，校正时选择“基准站架设在未知点”，找3个已知点进行校正。

3　GPS-RTK在地籍测量中的测量误差来源及精度分析

3.1测量误差来源

RTK定位的误差，一般分为同测站有关的误差和同距离有关的误差。同测站有关的误差包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象因素；同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。对固定基准站而言，同仪器和干扰有关的误差可通过各种校正方法予以削弱，同距离有关的误差将随移动站至基准站距离的增加而加大，所以RTK的有效作业半径是有限制的（一般为几公里）。同距离有关的误差的主要部分可通过多基准站技术来消除，但其残余部分也随着移动站至基准站距离的增加而加大。

3.2精度的分析

RTK技术采用求差法降低了载波相位测量改正后的残余误差，以及接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响，使测量精度达到厘米级。一般系统标称精度为平面精度为1 cm+1 ppm，测高精度为2 cm+ 1 ppm，此精度完全可以满足地籍测量的要求。对RTK定位精度影响的主要因素包括信号遮挡的影响、距基准站距离的影响和流动站与基准站两点的相对高差的影响3个因素。