探究地籍地形测量工作中GPS RTK技术的应用

黄明成

（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院 重庆北部新区 401122）

探究地籍地形测量工作中GPS RTK技术的应用

黄明成

（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院 重庆北部新区 401122）

GPS全球定位系统技术近年来发展迅速，它被应用于国民经济建设的各个领域。同样在地籍地形测量领域该技术的应用前景也非常广泛。GPS RTK技术是目前我国地籍地形测量中非常实用的测量技术。该技术能够有效的提升测量精准度，保证测量数据准确性科学性。笔者根据自身大量生产实践经验，通过阐述该技术基本原理及工作流程，深入研究该测量技术在地籍地形测量工作中的应用。希望大家可以交流借鉴。

地籍地形测量；GPS RTK技术；测量工程

1 引言

当今社会，国民经济快速增长，作为国民经济支柱的建筑行业规模日益扩大。如何提升我国建筑工程的质量水平，是摆在所有工程人面前的重要课题。一个庞大的工程项目有着纷杂的流程工序，但其中地籍地形测量工作是工程建设的根基。可以看出地籍地形测量工作在工程中建设中的重要地位。在过去，工程测量任务主要依靠经纬仪、全站仪等来完成，这种作业方法工作量极大、耗费人力物力、容易造成误差累积，不能快速获取大面积的地籍地形数据，难以满足城市规划建设、土地管理现代化、工程精密数据等高标准要求。随着世界上全球定位系统技术的迅速发展，该技术应用领域的扩大，测绘工程中RTK测量技术日益成熟，GPS RTK测量技术凭借自身作业方法灵活、工作效率高、误差累积少、定位准度高等优点，逐渐应用到了交通建设、城市规划、大型建筑等地籍地形测量工程中。目前，还没出台的比较权威的、针对GPS RTK测量的作业技术规范，其技术需要在大量的科研和生产实践中不断探索、总结和完善。

2 GPS RTK技术工作原理

GPS RTK实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时技术。它由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成。基准站实时的将观的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，在流动站通过无线电接收基准站发射的信息。能够实时的提供测站点在指定系统中的厘米级精度的三维定位坐标。载波相位观测值实时进行差分处理得到基准站和流动站的坐标差；坐标差加上基准站坐标得到流动站每个点的WGS-84坐标，通过载波转换参数得出每个流动站的每个点的平面坐标和高程。这个过程称为GPS RTK技术定位过程。

3 GPS RTK技术的特点

测量范围广、精度高，简化机密级别，省去联测过渡点，可以根据工程需求布设控制网范围；观测自动化程度高，外业用电钮操作，内业用计算机处理数据，作业时间短，效率高；测量成果可得三维地心坐标，方便快捷；全天候作业，受天气影响小。在能见度低、难通视的情况下，有些测量作业根本无法正常进行，而GPS RTK实时动态测量技术的出现，科学合理的解决了该问题。

4 GPS RTK技术在地籍地形测量中的应用

4.1 前期准备

4.1.1 地形考察

测量前必须实地考察了解测区的情况，如点位情况，交通情况，环境气象情况等，还要了解卫星预报评估障碍物对GPS RTK技术可能产生的不利结果。再根据测点的卫星状况、测量作业的要求以及测区的实际情况确定出具体的作业方案。选择科学合理的布网方案和点位选择。前期地形考察是必不可少的工作任务。

4.1.2 工具准备

为了保证地籍地形测量工作的顺利开展，我们需要认真做好测量前的准备工作。首先准备工具器械，对讲机、12V的汽车电瓶、测量仪器等。其次，实际工作中，派几名相关的技术人员在流动站处工作，主要负责收集、分析信息，记录相关数据信息。在地籍地形测量过程中，相关技术人员还需要对已知点的位置进行测量，若在收集该已知点的过程受到干扰，那么此时技术人员需要通过对讲机与参考站的工作人员进行沟通协调，以解决问题，保证测量信息准确性。

4.1.3 测量要点

进行GPS定位时，接收机天线位置作为不随时间改变而变化的量，在时间范围没有具体界定的情况下，数台接收机在不同测站上进行同步静止观测。接收机测量出卫星所发送的载波相位、伪距等信号的观测数据，然后将观测数据下载到计算机中进行处理。通过基线处理、网平差、坐标转换和高程转换计算出高精度的定点坐标。

4.2 测量过程

4.2.1 应用过程

在实际地籍地形测量中，不同型号RTK会有差异存在，但测量流程基本大同小异。首先，要求有两个已知定点（测区在两点为直径的圆内）实际位置和坐标，然后在测区某位置按要求准确架设基准站。首先从上级得到国家已知控制点坐标，然后可以在未知点架设基站，然后已知控制点测出WGS-84坐标（至少3个）在手薄里跟已知坐标求出参数，再去一点校正。然后，开机连接，在手簿里建立项目，调好坐标系（北京54还是西安80）中央经线，输入已知两点坐标，并在其实际位置测出其相应坐标，然后进行点校正，满足精度要求，方可进行测量，测量结束后导出数据成DAT格式，就能在CASS中使用。

4.2.2 数据处理

GPS RTK技术在地籍地形测量工作中采集的数据均由LGO处理软件来处理，由于LGO是一个自动化很强的数据处理软件，只有当某些点卫星不多，又被遮挡过多卫星信号而短线的情况出现时，在做网平差，基线处理时要进行必要的干预。处理该情况时要注意基线的双差残差，观察是哪颗卫星何时的数据超出了误差的范围。若某颗卫星某时段的双差残差较大，则应在该点的卫星窗口里排除此颗卫星或此颗卫星某时段，然后在进行处理，如此反复，最终达到要求为止。实施GPS RTK技术地籍地形测量的一个重要前提就是确定坐标转换参数，众所周知，GPS测量得到的是WGS-84坐标，而我国采用的是国家坐标和地理坐标，由于二者参数不相同，必须通过数学模型进行转换。

5 影响测量的因素及应对措施

5.1 基准站坐标

由GPS RTK技术工作原理我们可以知道，如果基准站的坐标精度不高，流动站得到的数据信息就会有较大误差，同时得到的三维坐标自然会有偏差。因此必须提高基准站坐标的精度，尽可能的避免因为基准站位置精度较差带来的测量数据误差较大。设置基准站必须按要求设置。

5.2 人为因素

所有生产经营活动都是由人来完成的。人员的素质包括文化素质，技能素质，身体素质等方面的内容。人的控制能力与思想态度直接影响着测量工程质量水平，因此，测量人员的专业素质也是影响该技术能否更好的应用于地籍地形测量工作的重要因素。提升测绘人员的专业技能水平，同时加强监督管理工作，杜绝由于人员疏忽纰漏造成的测量数据失误。

5.3 转换参数的精度

坐标转换时需要的参数至少有3个以上的已知点，其精度与侧区内所选的公共点的位置和数量有密切关系，同时也与已知点的坐标准确性有重大关系。

5.4 作业环境

GPS信号极易受到无线电波的干扰，因此基准站与流动站的位置选择必须考虑周围环境因素。参考站要尽量远离大功率无线电塔、变电站、高压线等无线电波的干扰。

6 结束语

GPS RTK技术在地籍地形测量工作中的应用是重要的创新举措，由于其具有明显的优越性而在现代化地籍地形测量工程中得到了广泛的应用。这不仅仅促进了我国测绘行业的飞速发展，而且促进了工程行业整体水平的提升。工程建设能力的进步不仅是工程企业的进步，更是一个国家综合实力的展现。当然，我们的工程建设行业面临起步晚，技术水平低的现实问题，提升我国工程建设整体水平的任务艰巨而光荣，任重而道远。这需要每一个工程人为之不懈努力，不断提高技术水平，争优创优，争先领先。每一位工程人以鲁班之匠心投入到工程事业中来，造福社会，造福人民，为和谐社会建设增光添彩。

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A

1004-7344（2016）01-0159-02

2015-12-1

黄明成（1986-），男，助理工程师，大学本科，主要从事工程测量工作。