GPS-RTK技术在数字化地形测量上的应用探讨

朱春林

摘    要：作为土地勘测工程的重要组成，地形测量很容易受到测量技术、地区环境等因素的影响，地形测量质量、效率往往因此难以得到保障，基于此，本文简单介绍了GPS-RTK技术在数字化地形测量中的基本应用，并详细论述了GPS-RTK技术应用的误差控制，希望论述内容能够为相关业内人士带来一定程度的启发。

关键词：GPS-RTK技术;数字化地形测量;图根控制测量

1  前言

GPS-RTK技术属于全球定位系统与实时动态定位技术的组合，其本质上属于基于载波相位观测的实时动态定位技术，在数字化地形测量领域，GPS-RTK技术的应用具备观测站和观测站之间无需通视、测量耗时短、定位精度高、可提供三维坐标、可全天候作业等优势，而为了尽可能发挥其优势，正是本文围绕GPS-RTK技术在数字化地形测量上应用开展具体研究的原因所在。

2  GPS-RTK技术的基本应用

2.1  工程概况

为提升研究的实践价值，本文选择了某地土地测量工程作为研究对象，测量区域存在弯曲的通道走廊并主要供居民娱乐，测量图纸比例为1：1000，GPS-RTK技术在其中的应用流程可概括为：“GPS控制点的选点和埋设→GPS控制网的成果计算与资料整理→控制点的高程检测→测区碎步测量RTK配合全站仪野外数据采集→内业整理与编辑成图→成果资料、图纸打印”。

2.2  GPS控制点的选点

作为数字化地形测绘的基础，GPS控制点的选点和埋设直接影响GPS-RTK技术的应用质量，因此GPS控制点结合现场实际情况灵活应用了多种埋设方式，如图根点标志采用木桩标记，且选点过程重点关注了多路径效应对GPS定位造成的影响，同时远离了大功率无线电发射源与大面积信號反射物[1]。

2.3  图根控制测量

为提升数字化地形测量的质量和效率，在确定控制点后，即可直接越级到图根控制测量环节，该环节属于数字化地形测量的重点。为尽可能降低图根控制测量误差，天线的高度精确了毫秒级，并采用了架设三脚架、利用流动站进行数据观测等措施。为进一步提高图根控制测量质量，测量过程保证了每个图根点通视方向不低于2个，且通视方向夹角控制在60～120°区间，同时使用全站仪进行碎步数据采集，图根点之间的夹角与间距、图根点的点位精度、图根点之间的相对精度由此得到了保证。此外，在图根点的布设中，测量工程还保证了图根点的视野好、交通好，并利用了已知点开展复核和检查，图根控制测量质量由此实现了进一步提升。最终，测量工程共选择了高程误差为±0.020的散点40个，测量结果表明75%散点误差范围低于±0.020，图根控制测量的精度可见一斑。

2.4  碎步测量

碎步测量同样属于数字化地形测量的关键环节，因此GPS-RTK技术在其中的应用必须得到重点关注，且采集碎部数据的过程不会受到天气的影响，也无需考虑控制点之间的通视度，测图精度自然能够由此得到保障。本文研究的土地测量工程属于典型的开阔区域，因此GPS-RTK技术的应用需根据测量地物对其定位点进行确定，并基于定位点安装流动站，为整理内业时结合属性编码，必须在仪器状态稳定情况下将地物属性编码输入之后并保存，地形测量图中地物的针对性表示可由此实现。值得注意的是，本文研究测量工程中GPS-RTK技术的应用还重点关注了基于实际情况的区域划分，由此划分建筑密集区域、广阔区域，碎步测量中GPS-RTK技术应用的针对性大大提升[2]。

2.5  接收性能检测

值得注意的是，为验证GPS-RTK技术的应用能否较好服务于土地测量工程，工程基于GPS-RTK技术应用开展了接收性能检测，检测首先选择了若干个导线点，并对比了GPS-RTK技术测量结果与已知的精确坐标，最终检测得出了差分最小值为-40mm，最大值为+30mm。同时，还围绕同一个点的不同时间点坐标差分值开展了比较，由此得出了-25mm～+30mm的变化范围，由此GPS-RTK技术应用具备的较优接收性能得到了验证。

3  GPS-RTK技术应用的误差控制

3.1  信号干扰误差控制

在应用GPS-RTK技术的数字化地形图测量中，技术应用受到的信号干扰往往无法移除干扰源，为保证GPS-RTK技术的高质量应用，便需要设法避开或减少信号干扰。为有效控制信号干扰误差，GPS-RTK技术的应用必须保证选点的科学化，并做好电磁波辐射与干扰的监测，灵活应用各类仪表进行选点便能够在一定程度上控制信号干扰误差。值得注意的是，虽然GPS-RTK技术具备全天候作业等优势，但具体应用过程应避免天气急剧变化或恶劣天气条件。

3.2  多径误差控制

多径误差一般源于周边天线所处环境影响，这种误差带来的影响一般处于5cm～19cm区间，而结合多径误差特点，GPS-RTK技术的应用可采用在开阔地带选点、应用扼流圈天线、安装吸收电波的材料和设备、保证点位附近没有反射点等措施控制多径误差，电波干扰的处理也需要同时得到关注。

3.3  同测站误差控制

同测站误差多源于测量工程对天线相位变化的忽视，点位坐标误差往往因此出现，该误差一般在3～5cm区间。为较好控制同测站误差，可结合天线与基站精准相位图改进数据，同时做好实验室内的天线相位检查，GPS-RTK技术的应用精确度可由此得到较好保障[3]。

3.4  轨道误差控制

轨道误差同样会影响数字化地形测量中的GPS-RTK技术应用质量，该误差在20km～30km基线造成的影响较为明显，而由于电离层误差本身具备较强互补性、瞬变性、扩散性，因此轨道误差控制可采用双频接收机消除电离层的方式应对，同时考虑观测站自身误差，也能够为GPS-RTK技术的更高质量应用提供支持。

4  GPS-RTK技术与全站仪的联合应用探索

为更好满足数字化地形测量需要，GPS-RTK技术与全站仪的联合应用同样需要得到重视，二者联合应用的流程可概括为：“资料收集→实地勘察→技术设计→控制测量→GPS-RTK碎步测量→全站仪碎步测量→内业数据处理→绘制成图→检查验收→提交资料”。其中，全站仪碎步测量可基于实际灵活应用草图法、编码法、内外业一体化成图法，GPS-RTK碎步测量则需要利用自身的快速定位技术确定图根点坐标，以此为全站仪碎步测量提供支持。值得注意的是，内外业一体化成图法在应用中需关注测点的属性、逻辑关系和连接关系，编码法需采用通用的编码格式，草图法需要按照测站绘制草图，由此方可保证全站仪碎步测量质量，最终将全站仪采集的数据、GPS-RTK技术采集的数据整合到一起，即可最终为高质量的数字化地形图绘制提供有力支持。

5  结论

综上所述，GPS-RTK技术可较好服务于数字化地形测量，在此基础上，本文涉及的GPS控制点的选点、图根控制测量、碎步测量、接收性能检测、信号干扰误差控制、多径误差控制等内容，则提供了可行性较高的GPS-RTK技术应用路径，而为了实现该技术的更高质量应用，VRS技术的引入、数据信息过程中偏心的加入与处理、山地区域的特殊性应对同样需要得到重视。

参考文献：

[1] 唐文学，范传辉，曹久立.GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用[J].西部资源，2018（2）：138～139.

[2] 李峰.GPS-RTK技术在土地整理测绘工程测量中的应用[J].河南科技，2018（15）：125～126.

[3] 刘韦华，谢梅秀，漆珊.GPS-RTK技术在数字化地形测量上的应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2017（9）：14～15.