土地测量工作中GPS RTK测量技术的应用研究

2016-08-11秦泉凯

大科技 2016年13期

关键词：流动站控制点测绘

秦泉凯

（柳州市勘察测绘研究院广西柳州市 545006）

土地测量工作中GPS RTK测量技术的应用研究

秦泉凯

（柳州市勘察测绘研究院广西柳州市 545006）

随着社会经济的不断发展，土地测量的任务量越来越大，对土地测量的精度要求越来越高。在这种情况下，传统土地测量技术的弊端逐渐显露出来。在土地测量的过程中如果采用传统的测量技术，不仅会大大增加测量人员的工作量，同时还难以保证测量的精度。因此，必须要改进土地测量技术。在计算机技术快速发展的今天，人们提出了GPS RTK测量技术。该种新型测量技术的出现弥补了传统测量技术的不足，大大提高了测量的精度和效率。因此，进行有关GPS RTK测量技术的相关研究十分必要。本文将结合土地测量的实际情况，研究GPS RTK测量技术的具体应用过程，希望对以后的相关研究能有所帮助。

土地测量；GPS RTK测量技术；应用

前言

近年来，随着城镇化进程的不断推进，我国可利用的土地资源越来越少。在这种情况下，必须要规范土地管理，合理使用有限的土地资源，这样才能更好地促进我国社会经济的发展。在规范土地管理的过程中必须要有相应技术的支持，尤其是土地测量技术。GPS RTK测量技术的出现大大改变了我国土地测量的方式，为土地资源管理提供了有效的数据支持。随着相关技术的不断发展，GPS RTK测量技术在土地测量中的应用范围越来越广。因此，必须要加强对GPS RTK测量技术的研究。本文将从介绍GPS RTK测量技术入手，说明GPS RTK测量技术在应用过程中的控制要点，具体分析GPS RTK测量技术在土地测量中的应用。

1 GPS RTK测量技术概述

差分GPS有两种形式：①RTK技术，该种技术也被称之为实时动态载波相位差分技术，其中涉及到大地测量技术、无线电通讯技术、空间技术等等。②RTD技术，该种技术的中文名称为实时伪距差分技术。相比于RTK技术来说，RTD技术还存在一些问题，难以保证测量的精准度。因此，在实践过程中一般都是使用RTK技术。下文将具体介绍一下GPS RTK技术：

1.1 GPS RTK的配置和工作原理

GPS RTK系统中主要包括三部分：①基准站，其中主要包括GPS天线、接收机、控制器等设备；②流动站。流动站的数量不确定，其内部结构和基准站相似，其中包括GPS接收机、天线、流动站控制站等。流动站可以是动态的，也可以是静态的，应根据实际情况而定；③通讯系统。具体情况如图1所示。

图1 GPS RTK原理图

GPS RTK测量技术结合了全球导航定位技术和载波相位分差技术的特点，可以对指定测量点进行三维定位。现在，GPS RTK测量技术的精准度可以达到厘米级。在实时动态载波相位分差技术的支持下，可以通过基准站对GPS卫星进行观察，将观察到的数据信息以及基准站的相关信息传递给流动站，在数据信息传递的过程中需要使用到通讯系统。流动站中的GPS接收机负责接收这些数据信息。在完成数据信息接收任务以后，流动站中的控制器会对这些数据信息进行处理，经过一系列的处理和计算以后就可以确定待测点的位置，给出待测点的三维坐标。

在整个测量过程中，最为重要的工作就是确保测量点三维坐标的准确性。而确保测量点三维坐标准确性的前提条件之一就是有准确的基准站三维坐标。相比于其它的测量技术来说，RTK技术具有较高的精准度，这主要是因为在RTK系统中使用了很多的快速算法，包括模糊度函数法、快速分解法、最小二乘法等等。通过使用这些算法可以较为准确、快速地算出测量点的三维坐标。由此可见，在应用RTK技术时最为关键的一点就是要使用高效的数据处理技术和传输技术。在RTK系统中，必须要保证基准站和流动站之间数据传输的畅通性。因此，需要在基准站和各个流动站之间建立数据通讯链。基准站和流动站之间的数据传输量比较大，对数据传输的准确性要求比较高。因此，必须要有正确编码和同步检错的过程。此外，在数据传输的过程中还应考虑到传输格式、距离等因素的影响。

1.2 GPS RTK测量技术的优点

以往，在进行测量时大多会选择使用经纬仪、全站仪等。相比于这些传统的测量技术来说，GPS RTK测量技术具有很多的优点，下文将对此进行详细地介绍：

（1）GPS RTK测量技术的效率比较高。如果测量地区的地势比较平坦，那么一次就可以完成半径4～5km的测量任务。这样就可以减少控制点的数量，减少使用仪器的次数。而且如果没有过于强烈的电磁干扰，那么几秒钟就可以完成一次测量，获得一个测量点的坐标。由此可见，采用GPS RTK测量技术不仅可以大大提高测量的效率，同时还可以减少测量人员的工作量；

（2）GPS RTK测量技术的精度比较高。只要测量的条件满足相关标准的要求，无论是进行平面测量还是高程测量，测量精度都可以达到厘米级。此外，在应用GPS RTK测量技术的过程中不会存在测量误差积累的问题，从而大大提高了测量的精度，保证了测量结果的可靠性；

（3）GPS RTK测量技术对使用条件的要求比较低。以往，在进行测量时必须要保证两点之间是光学通视的。应用GPS RTK测量技术以后则没有这一方面的要求。只要测量区域内的两点满足“电磁波通视”即可。此外，在测量的过程中，对测量环境的要求也是比较低的，即GPS RTK测量技术在应用的过程中受到的限制比较小；

（4）GPS RTK测量技术的功能比较强大，操作过程比较简单。GPS RTK测量技术中包含多种先进的技术，具有较高的集成性。无论是在进行外业测绘还是内业测绘时都可以使用GPS RTK测量技术。而且，GPS RTK测量技术的自动化程度比较高，在应用的过程中可以减少人工操作的环节，这样既可以有效降低测量人员的工作量，同时也可以降低人为误差发生的概率，大大提高了测量的精度和效率。

2 GPS RTK测量控制要点

在应用GPS RTK测量技术时应掌握测量控制的要点。通常来说，在进行GPS RTK测量技术应用时应加强对下述三项工作的重视。

（1）确定控制点。控制点的确定主要包括三方面的工作。①要收集相关的资料。控制点的确定对测量结果的准确性有较大的影响，因此必须要合理选择控制点。在选择控制点前应根据测量地区的实际情况收集相关的参数信息，例如高程坐标转换参数。②要根据收集到的数据信息确定平面控制点和高程控制点。通常来说，平面控制点可以分成三种级别，而高程控制点则可以分成五种级别。在控制点级别划分的过程中主要参考的是测量精度。③要布设控制点。在进行控制点布设时可以采用多种方式。目前比较常见的布设方式是逐级布设和越级布设。在实践过程中可以将这两种布设方式结合在一起使用；

（2）选择测量方法。GPS RTK测量技术在应用的过程中有两种方法：①参考站RTK方法；②网络RTK方法。一般来说，如果出现通信问题时可以采用第二种测量方法；

（3）是测量平面控制点。在进行平面控制点测量时应注意下述的问题。①要通过流动站收集相关的数据信息，然后再对这些数据信息进行差分实时处理，获取坐标系平面坐标。②要确保测量起算点的均匀性，确保可以覆盖整个测量区域。

3 GPS RTK测量技术在土地测量中的应用

GPS RTK测量技术在测量领域中具有较为广泛的应用，在工程测量、公路勘测、地形测量的过程中都可以应用GPS RTK测量。下文将具体介绍一下GPS RTK测量技术在土地测量中应用的步骤：

（1）是技术路线。通常来说，土地开发使用的绘图比例都是固定的，主要有两种：①1：10000；②1：2000。而GPS RTK测量技术的测量精度是厘米级。由此可见，在土地测量的过程中应用GPS RTK测量技术是可以满足精度要求的。在该环节中需要完成两项工作：①准备工作。在进行土地测量前必须要对测量仪器进行检查，确保测量仪器处于正常状态。②精度检验，在进行正式测量前应先选择校正点，数量一般是4个或4个以上，校正的范围就是测量的区域；

（2）是数据采集。GPS RTK的测量过程和普通的测量过程不同，在测量的过程中必须要参照指导书。在进行外业测绘时要将测量的相关数据及时输入到计算机中。在外业测量的过程中可以采用两种测量方式：①连续测量；②非连续测量；

（3）是数据处理。在进行数据处理时需要将计算机和测量仪器连接在一起，通过计算机来处理测量的数据，最终要将测量数据以表格的形式呈现出来，这样可以便于相关人员使用测量数据；

（4）是图形编辑。在图形编辑的过程中需要使用到CAD软件。在具体操作的过程中需要根据外业测量的数据将测量区域中的地物连接起来，形成矢量图、等高线等；

（5）是图幅整饰。应参照指导书对图幅进行修饰，添加一些细节性的内容。例如坐标系、图号、制图单位等等；

（6）是放样和埋深。在进行界址点放样时应按照一定的步骤进行。①要建立坐标。②应选择移动站频率。需要注意的是，移动站的频率和基准站的频率应是相同的。③要输入坐标；

（7）是RTK测量。①应进行初始化。通常情况下，RTK的初始化速度是比较快的，大概需要几十秒就可以了。如果遇到一些特殊的情况，初始化的时间可能会延长，大概需要几分钟或者十几分钟才可以完成初始化。②是启动RTK。③是测量。