GPS RTK技术在地形地籍测量中的应用研究

张明超

(陕西地建土地综合开发有限责任公司，陕西 西安 710075)

0 引言

GPS以其操作方便、定位精确以及不受条件限制的种种优点广泛应用于地形地籍测绘。GPS RTK的发展基础就是GPS定位技术，一台基准站和几个移动站组成了RTK(Real Time Kinematic，简称实时动态载波相位差分)，基准站和移动站可以在同一时间内接收卫星发送回来的实时测量数据，通过将两者之间进行无线连接完全可以将纠正后的测量数据再通过基准站传送给移动站，这就是移动站获得准确测量数据的方法[1]。对土地还有其附属物位置、附属物数量以及其使用状况都是地籍测量的主要任务，也是土地管理工作的基本条件，国土管理需要的完整数据材料也是由其提供的，因此本文主要对GPS RTK的含义、发展前景以及实际应用进行了相关探讨。

1 GPS RTK技术

1.1 GPS RTK技术简介

GPS RTK技术就是指GPS测量技术和数据传递技术相结合，GPS RTK是GPS接收、数据传输机器以及软件系统的结合体，基准站接收机、移动站接收机以及数据链等是其三大主要部分。

在观察测试条件比较好的参考位置设置基准站接收机，将所有可以看到的GPS卫星信号进行持续接收，并通过数据链将观测站的坐标位置、观测到的实际数据、卫星追踪情况以及接收机的现实工作情况发送到外界，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同一时间，将从基准站传送出来的数据接收进来，并将载波相位整周出现模糊度的原因进行快速求解，基准点的坐标位置以及精度标准可以通过对所在点进行定位模型来获得[2]。

1.2 GPS RTK优点

随着GPS RTK测量技术和现代社会通讯技术的快速发展，数据链的传送逐渐可以通过网络来进行，它被称为网络RTK，这项技术为数据链长距离传送的问题提供了有效的解决方法，经过对其使用几年之后得到的经验，这个方法在合适的作业条件下，可以对10 km之内的精度进行高度收集，工作效率也能随之提高。

将流动站的三维坐标进行实时计算是GPS测量软件系统的主要功能。GPS测量附属于RTK测量技术，也是其优点之一，而RTK测量技术的另一个优点就是观测时间短，也能对坐标进行实时计算，因此提高了生产效率。如果对实际动态定位采用快速静止测量的方法，它的定位精确度在15 km的范围内可以达到1 cm～2 cm，可以用在城市控制测量过程中。RTK测量系统能够成功开发，在保证GPS测量工作可靠运行的同时还提高了工作效率，RTK测量系统为GPS测量技术今后的发展提供了快捷通道[3-4]。

GPS RTK具有很高的定位精准度。与常规测量相比，其精准度可达1×10-6，同时随着基准线的扩大，定位精度也会逐渐提高。同时GPS RTK测量具有自动化水平高，仪器操作简便的特点，使用过程中在保证网络信号稳定的情况下可以实现全天候作业。

2 GPS技术在地形地籍测量中的应用实例

GPS在客观环境下才会存在快速静态定位，其工作原理就是将GPS接收机安插在各个用户站上，在绝对静止的状态下让接收机对数据进行采集和观测，从而对用户站的三维立体坐标进行实时调整，直到出现的误差在允许范围内，才算成功完成任务。如果接收机在流动的状态下对用户站的三维立体坐标进行定位，接收机接受卫星信号的频率就要设置成间断工作模式[5]。

利用GPS测量技术，地籍测量人员可以得到更加准确勘测的数据，不仅符合相关部门制定的要求，还能保证测量人员顺利完成任务。GPS技术的快速发展也为测绘工作带来了不可限量的发展，GPS技术的基地测量精度已经达到了一级控制网的精度标准，除了地籍测量，也促进了地籍控制测量工作的快速发展。

实施GPS RTK首先要保证基准站点建立准确，在设立基准站点时注意上空没有遮挡物，位置空旷，没有无线电信号干扰；做好参数转化工作，保证数据准确性；做好数据传输工作和对周边环境观测工作，保证测量精度。

某地地籍测量工程调查总面积约42.13 km2，新测区域为16.33 km2，修补测区域为25.8 km2。数字化实测与修补测是进行这项工作的两种方法，它们在工作流程上没有区别。将当地国土局提供的GPS控制测量结果作为测量基础，将加密不控制网命名为GPS一级网，以此来满足地形测量图的加密标准。以下为测量过程中的主要步骤：

外业GPS观测利用在有效检定期内的某双频接收机，并需要提供检验合格的设备鉴定材料。GPS观测作业方式就是快速静态定位模式，其观测的标准需要满足相关规定。在检测过程中，受卫星信号接收情况、定位点周围环境以及基线长度等原因的影响，必须合理增加观测时间。在GPS观测过程中禁止人员接近天线，也要避免在天线附近活动以及使用对讲机的通讯设备，或者低距离天线10 m范围以外使用；如果遇上雷雨天气则需要立刻停止观测，并将设备关闭。对于天线的设定高度在测量前和测量后要量取2次正常距离，取其平均值作为天线应设置的高度，两次量取数值区间不得超过3 mm，否则就需要重新设置站点进行观测。

在对每一寸土地的界线点进行地籍测量时都会用到RTK技术测定，可以将相关地点范围内一切物体位置达到精确度极高的厘米级精度。GPS系统直接接收GPS得到并经过处理的数据，可以精确的将地籍图提供出来。在GPS卫星信号接收不好的区域，就要通过全站仪、测距仪、经纬仪等专业测量工具经过利用解析法或者是图解法再做进一步的细节性测量工作。

RTK技术在勘测建筑用地定界时会实时测量定界桩的准确位置，对土地可以使用的范围标准、可用地范围进行精确计算。可用土地勘测定界放样可以通过RTK技术来实现，Photoshop软件中计算面积的功能就可以将建设用地勘测范围内的可使用面积直接计算出来并进行审核。不仅避免了常规解析法放样的复杂步骤，而且烦琐的工作程序在勘测建筑用地定界过程也得到简化。

在通过动态检测对土地的利用范围进行测量时也可以利用RTK技术来进行。简单补测和平板仪补测法属于动态野外检测中比较传统的方法。例如距离相交、指标坐标法等对钢尺进行实际检测丈量，而变化范围比较大的地区可以通过平板补测的方式。这个勘测方法不仅速度慢，而且效率也相当低。如果动态监测可以通过RTK新技术来进行，不仅检测的速度和精度可以得到提高，还能在真正意义上对土地实现动态监测，调查土地使用状况的真实性就可以得到保障。

持续工作的GPS参考网站需要利用卫星导航定位技术提供支持，就是按照需求对规定范围通过使用一个或多个GPS固定参考站进行长达N年的不间断监测，然后再将每个参考站和数据库通过计算机、数据通信设备以及互联网技术组成网络，再由参考站为数据库提供数据采集，再通过参考站网软件进行处理，然后将GPS收集的不同数据、以及各种类型的RTK改正数据等结合成一个网格系统将其自动发送给各种用户，传统的大地测量控制网就会被GPS RTK技术所取代，并可随时为各种类型的GPS测量、定位以及变形监测和放样作业提供技术支持。用户进行野外作业，一台GPS接收机就可以解决一切问题，并可以将时效性、快速定位、事后定位或者导航定位精确到米、分米、厘米，甚至是毫米级。全天候、全自动、实时导航定位功能其独有的优点，可以将各地区内的导航、调度以及自动识别和全面监控功能进行全范围覆盖，还可以提供短时间内天气预报以及变形监测等高精度服务。RTK的高效测程、结果准确性以及长距离数据通信等问题完全可以通过研究和使用参考网站技术进行有效解决。

3 结语

GPS RTK在地籍测量过程中优势明显，应用非常广泛，是未来着重发展的核心测量技术。如果要更大的满足对测量技术的需求，就要对GPS RTK技术进行改革创新，掌握自主知识产权，在这个过程中仍然会面临很多的问题，需要经过不断的摸索和创新才能实现。GPS RTK在地籍测量过程中具有很高的推广应用价值，社会经济效益成果显著。