GPSRTK技術在開封市城區地籍調查中的應用

牛鵬濤 朱江海

GPSRTK技術具有全天候、操作簡便、無需通視等優點，使地籍控制網的布設變得相對容易，且各點之間不存在誤差累積的優點，能夠有效避免和解決傳統地籍測量中圖根導線邊長過長等原因帶來的誤差累積，以及在傳統城鎮地籍調查過程中，地籍控制網的建立主要依靠全站儀導線測量技術進行布設，作業勞動強度大，耗費時間長等問題。

本文則結合開封市地籍調查項目，采用以 GPS RTK技術為主、全站儀技術為輔的方法來加密圖根控制點，通過對 RTK測量成果的內符合與外符合精度分析，進一步證實了RTK的精度能夠滿足地籍圖根控制測量的要求，大大提高了作業效率。

1 工程介紹

開封第二次全市土地調查(市區城鎮地籍調查測量)的工作范圍為:開封市城區，東至青年路，北至黃河水利職業學院，西至杏花營，南至鄭杞公路。包括金明區、龍亭區、鼓樓區、順河區、禹王臺區五個區，面積約 120 km2。工作主要內容為:權屬調查、土地利用情況調查、地籍控制測量、界址點測量、圖件編制、面積量算與匯總統計、文字報告撰寫。

考慮到該測區面積較大，測圖比例尺高(1∶500)，采用傳統測量方法無法按時完成圖根控制點的布設，影響后續的碎步測量工作。為此，在該測區內采用以 GPSRTK技術為主、全站儀導線測量技術為輔的方法進行圖根控制網的布設將更為合適。根據全國土地調查技術規程，本著經濟、實用的原則，考慮到以前地籍線劃圖測量工作中，已完成 E級 GPS點的布設測量工作，本項目直接布設圖根導線。平面坐標采用 1980西安坐標系，高斯—克呂格正形投影，中央經線為 114°，高程系統采用 1985國家高程基準。

結合原有測繪成果，采用以GPSRTK技術為主、全站儀導線測量技術為輔的方法加密控制點。在滿足GPS RTK技術的觀測條件時，優先選擇采用GPS RTK技術測量圖根點。在 GPS信號遮擋嚴重，無法采用GPSRTK技術觀測圖根點時，在首級控制網和 GPSRTK圖根點的基礎上，布設一級導線或二級導線，并采用全站儀導線技術施測[2]。根據規程要求，本次共加密圖根點6 875個，由于市區中心的大型建筑物和無線電干擾源較多，因此，我們將市中心城區排除在 GPS RTK作業范圍之外，故采用GPSRTK技術布設圖根點 4 916個，占圖根點總數 71.50%，采用全站儀技術布設導線圖根點1 959個。

2 GPSRTK技術加密圖根

2.1 GPSRTK作業過程

測量時基準站設置在測區中部的某一空曠位置上，該處視野開闊且行人較少，符合基準站的架設條件，以方便播發差分信號。基準站的設置是順利進行RTK測量的關鍵，所以在選址時應注意以下幾點:1)為防止數據鏈丟失以及多路徑效應的影響，基準站周圍無GPS信號反射物(大面積水域、大型建筑物等);2)避免選擇在無線電干擾強烈的地區;3)基準站站址及數據鏈電臺發射天線必須具有一定的高度[4]。

聯測已知地方坐標的E級GPS點，據此解算出兩坐標系之間的轉換參數，然后進行圖根點的觀測。流動站在圖根點上進行觀測時，注意觀察電子手簿顯示屏上顯示的精度指標，當 HRMS≤0.015和VRMS≤0.020時，記錄當前點的觀測結果，同時輸入點名及天線高。基準站與流動站同時接收衛星信號，基準站將接收到的衛星信號通過自備電臺發送給流動站，流動站將接收到的衛星信號及基準站送來的信號傳輸到控制手簿進行實時差分及平差處理，實時得出本站坐標，并隨時將實時精度與預設精度指標進行比較，一旦實測精度達到預設精度指標，手簿將記錄坐標，并終止本站的測量[5]。值得注意的是，對于一些房屋較密的區域，宜在下午接近傍晚時來進行 GPS RTK測量，由于 GPS衛星分布問題，此時 GPS信號較強，觀測數據質量較好。

2.2 GPSRTK測量的質量控制

為了保證GPSRTK測量成果符合測圖要求，我們采用了以下兩種方法進行質量控制:1)已知點檢核法。即在已知點上進行RTK測量，并與已知成果進行比較檢核，發現問題即采取措施改正。2)重復測量比較法。每次初始化后，先重復測量 1個 ～2個已測過的RTK點，確認誤差在允許范圍之內后再繼續測量。

3 本項目中 GPSRTK圖根點的精度分析

為了評價GPSRTK圖根點的精度，本文從內符合精度、外符合精度兩方面進行分析[6]。

3.1 內符合精度分析

本文對全部 4 916個GPS RTK圖根點的兩次觀測較差進行了誤差統計，統計結果如表 1，表 2所示。通過表 1，表 2的記錄數據可以看出，利用RTK進行圖根控制測量，可以很好的滿足規范要求。

表1 圖根控制點 RTK兩次觀測值及坐標成果表

表2 GPSRTK圖根控制測量誤差統計

3.2 外符合精度分析

為了客觀的評價 GPS RTK圖根控制測量坐標成果的精度，在利用高精度全站儀布設導線圖根點時對部分 GPSRTK圖根點進行了檢核。用全站儀對圖根點控制成果進行了角度、邊長、高差和坐標推算檢測[8]。角度觀測一測回，邊長單向觀測一測回，高差兩次觀測取均值。檢測角共有 158個，測邊總共 316條。檢測結果見表 3，表3給出了部分檢核點全站儀與GPSRTK結果比較。

表3 GPSRTK與全站儀觀測值比較表

通過表 3的數據可以看出，這些指標優于《規范》中圖根導線測量的精度指標。從表 1與表 2的統計可以看出，無論是內符合精度(RTK成果自身的比較)，還是外符合精度(GPS RTK成果與全站儀成果的比較)，都符合二調規程以及該鎮土地調查設計書限差要求，故RTK成果可以作為此次地籍測量的圖根控制點坐標成果。事后的碎部測圖表明，用GPSRTK技術所布設的圖根控制點均能滿足測圖的要求，因此，GPS RTK技術在精度上完全符合城鎮地籍二調的要求。

4 結語

本文闡述的采用以GPSRTK技術為主、全站儀技術為輔的方法來加密城鎮地籍圖根控制點的方法，不僅在精度上符合要求，而且提高了作業效率，節省了大量的人力、物力和工期，取得了很好的效果，說明GPSRTK技術能夠滿足高比例尺城鎮地籍圖根控制測量的要求。

[1] CH 5002-94，地籍測繪規范[S].

[2] 趙 鵬，何風勇，陸 民.應用RTK進行地籍測量圖根控制及精度分析[J].山東國土資源，2005，21(8):40-43.

[3] 龍秋陽，詹長根，吳 浩，等.GPSRTK技術在地籍測量中的應用[J].測繪信息與工程，2003，28(5):31-32.

[4] 詹長根，唐祥云，劉 麗.地籍測量學[M].武漢:武漢大學出版社，2005.

[5] GB/T 18314-2001，全球定位系統(GPS)測量規范[S].

[6] 李征航，黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢:武漢大學出版社，2005.

[7] 張勛文.GPSRTK技術及其在地籍測量中的應用[J].山西建筑，2008，34(17):352-353.

[8] 陳 強，黃聲享，楊保岑.GPSRTK技術在城鎮地籍二調中的應用[J].工程勘察，2009(10):75-77.

[9] 何亮云，周忠于.GPSRTK技術在地籍測量工程中的應用研究[J].測繪與空間地理信息，2010，33(1):28-30.