数字化地形测量中GPS-RTK技术的应用

数字化地形测量中GPS-RTK技术的应用

孔庆余

1. 重庆市勘察规划设计有限公司，重庆401121
2. 2.重庆欣荣土地房屋勘测技术研究所有限责任公司，重庆401121

摘要：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。基于此，文章首先分析了GPS-RTK技术的主要原理和优势，然后对其在地形地籍测量中的应用方法进行了研究，应该参考。

关键词：GPS-RTK；地形地籍测量；应用方法

1、GPS-RTK技术工作原理

GPS定位原理是根据空中卫星发射的信号，通过观测GPS卫星和用户接收机天线之间的距离，确定空中卫星的轨道参数，计算出被锁定的卫星在空中的瞬时坐标。RTK测量时有一个基准站和一个流动站，基准站是不动的，操作人员通过流动站来测定需要点的坐标。基准站坐标已知，基准站和流动站均有GPS接收机，GPS信号从卫星到基准站和流动站的传播速度，受大气影响会产生很多误差，因为电磁信号在真空中的传播速度才是定值，在空气中的传播速度要慢一些，慢多少跟空气的密度、温度等都有关系，并且这个误差无法实际测定(因为气温气压都是实时变化的)，因此实际上基准站和流动站的实际准确位置都无法测定。但是由于卫星离我们的距离相对于基准站和流动站之间的距离是非常大的，可以认为信号从卫星传到基准站跟从卫星传到流动站的路径是一样的，误差也是一样的，这样误差常数就可以抵消，这时可以得到流动站到基准站的一个距离向量(可认为是三维坐标差)。而基准站的坐标已知，那么流动站的坐标就是基准站的坐标加上这个坐标差，这种方法就是差分技术。而基准站和流动站之间通过电台信号或GPＲS等数据链进行通信，实时解算这个坐标差值，这就是RTK测量的基本原理。

2技术优势

2.1简化操作程序

伴随当前科学技术快速发展，在土地测绘技术方面的要求也逐步提升，不单单需要保证精准性，还需要智能化的对数据的采集、处理、传播进行一体化的智能控制。在获得数据后直接将数据记录下来，依照设定好的程序进行预算，在系统内组成差分观测值，并且实时进行数据处理，可以保证数据定位实现厘米级，一步到位，减少人力的耗费，控制测绘时间，保证数据具有更高的参考价值。

2.2降低人力物力资源消耗

在地形地籍测量时，人工实测的作业量相对较大，需要大量使用人力资源和设备仪器，GPS-RTK技术可以使地籍地形测量的难度大幅度降低，防止仪器来回搬运以及大量人工作业造成的经济损失和物料损耗，减少测量过程中人力、物力的消耗。传统测绘过程中需要组织一个团队应用各种传统仪器对地形地貌进行精准测量，会耗费大量的时间。而GPS-RTK技术产生后，只需要一个人布设好相应的流动站和基准站，就可以完成测绘，而且数据能够直接上传到后台，减少了人工观测、人工计算和绘图的时间，大幅度提升了地籍测绘的效率。

2.3数据准确度高

在GPS-RTK技术应用于地籍地形测量过程中，数据精准也是其一个重要优点。我国幅员辽阔，各地区的地形地理环境各不相同，因为地形的限制很多时候无法静态作业，需要智能化地通过动态作业对图形进行捕捉，完成测量。在此过程中会出现各种干扰因素，导致结果误差较大。通过RTK技术可以有效地将该问题解决，只需要在对应位置获得卫星追踪信息，就可以对地形地貌的几何信息进行准确捕捉，并且通过载波相位观测值完成实时动态定位，获取精准的定位结果，可以保证地基地形测量结果的精度达到厘米级。

3数字化地形测量中GPS-RTK技术的应用

3.1测量准备工作

在进行数字化地形测量过程中，作为测量人员要提前做好各方面的准备工作，全方位了解测量场地实际情况，分析常见的影响因素，制定合理的预防和解决措施，确保测量结果的真实性和准确性。同时，在实际工作中，测量人员需要准确选取测量基准点，确保充分发挥GPS-RTK技术的作用。为了确保实际测量工作顺利进行，测量人员需做好以下准备工作：1）测量人员要根据该地区实际情况，对测站点进行合理布置，尽量选择视野开阔的测量区域，并结合空中测站点分布情况对GPS-RTK控制网进行合理布置；2）测量人员要根据测站点间的距离来设置信号接收机位置，以此来保证定位数据的真实性和准确性；3）测量人员可以借助计算机网络将测量结果传输至计算机中，并按照要求进行数据统计，以此来保证测量数据的有效性。

3.2基准点选择

在基准点选择过程中，测量人员要按照如下操作流程进行：1）测量人员最好根据测量点分布与测量地点的交通情况对GPS-RTK信号接收器进行科学合理的布置，尽可能避免信号接收器周围存在干扰测量结果的设备；2）选择基准点时，测量人员要确保GPS-RTK信号接收器的干燥性，并使接收器与建筑间保持相应距离，从而达到降低放射信号的目的；3）测量人员要尽可能将基准点安装在相对比较稳定的位置，以此提升信号接收器的运行效率。

3.3布网

通常情况下，GPS-RTK布网选择同步图形扩展式与异步闭合环等方式，其中异步闭合环布网方式操作比较复杂，且极易受到外界因素影响，故需要测量人员合理设置测量站，以确保测量结果的精准性。而同步图形扩展布网方式存在成本较低、操作简单等特点，因此具有比较广泛的应用范围和发展前景。在实际测量工作中，测量人员需要按照如下流程进行操作：1）测量人员需要全面了解和掌握测量区域的实际情况，在此基础上合理布网，确保后续测量工作的顺利进行；2）测量人员要按照相关规范和标准进行操作，合理布置测量网络，以保证测量网络的合理性；3）根据基准点布置情况来明确基准线布置等级，合理制定GPS-RTK布网方案，以此来提高测量结果的精确性，进而提高测量人员的工作效率。

3.4数据处理

在数字化地形测量中，借助GPS-RTK技术可以确保测量结果的真实性和准确性。在GPS-RTK地形测量中，数据处理属于最后一个环节，这就需要测量人员综合考虑各方面因素，并结合实际情况做好内业与外业工作，为后续数据处理奠定基础。如果接收到测量数据后，测量人员要立即处理。在进行数据处理时，测量人员要按照相关规范、标准和流程，确保测量数据的规范性。为了提高测量数据处理的有效性，测量人员要合理选择坐标，准确定位，制定科学合理的数据处理方案，把测量数据录入计算机中，以提高测量数据处理质量及处理效率。通过大量的调查与统计得知，处理各项测量数据可为后续测量图绘制奠定良好的基础。同时，在实际地形测量工作中，测量人员要不断学习先进测量技术，不断提高自身的专业知识和技能水平。

结语

综上所述，相比于传统的地形地籍测量方法，GPS-RTK技术在应用的过程中不会受外部因素的影响，可以在恶劣的环境极端天气下进行使用，就算遇上暴雨大风天气，也可以通过GPS-RTK技术完成测绘工作。其次，GPS-RTK技术在测量过程中误差分布较为均匀，测图时只需要少量人员操作，不会存在误差的积累，符合地形地籍的测量要求。RTK技术主要通过全数字化的方法对数据进行采集，通过软件处理后能够将数据快速整合生成电子地图，适应当前测绘方面数字化成图的要求，可以使企业的效益提高。

［1］田苗，项霞，杨正丽，等．基于GPS－RTK测量技术的地籍测量研究［J］．江西建材，2018(3):172－173．

［2］唐纯明．地籍测量中GPS－RTK测量技术应用［J］．资源信息与工程，2017，32(3):119－120．