RTK在地籍測量中的應用及精度分析

摘 要:本文基于筆者多年從事地籍測量的相關工作經驗，以筆者參與的青海省第二次土地調查項目為研究背景，論文首先分析了地籍測量的精度要求，進而結合工程背景，按照RTK地籍測量的流程探討了各項技術方法，并在此基礎上，給出了精度分析方法，全文是筆者長期工作實踐基礎上的技術總結，相信對同行能有所裨益。

關鍵詞: RTK地籍測量控制測量碎部測量精度分析

中圖分類號:P2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0106-02

1 實時差分GPS測量技術

差分GPS(DGPS)是最近幾年發展起來的一種新的測量方法。實時動態(Real Time Kinematic簡稱RTK)測量技術，也稱載波相位差分技術，是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術，它是GPS測量技術發展中的一個新突破。實時動態測量的基本思想是，在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據，通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在流動站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并顯示流動站的三維坐標及其精度。

實時動態(RTK)定位測量系統的構成實時動態定位測量系統主要由以下三部分構成。

(1)衛星信號接收系統在實時動態定位測量系統中。應至少包含兩臺GPS接收機，分別安置在基準站和流動站上。當基準站同時為多用戶服務時，應采用雙頻GPS接收機，其采樣率與流動站采樣率最高的相一致。(2)數據傳輸系統(數據鏈)。由基準站的數據發射裝置與流動站數據接收裝置組成，它是實現實時動態測量的關鍵性設備。其穩定性依賴于高頻數據傳輸設備的可靠性與抗干擾性。為了保證足夠的數據傳輸距離及信號強度，一般在基準站還需要附加功率放大設備。(3)軟件解算系統。實時動態定位測量的軟件解算系統對于保障實時動態測量結果的精確性與可靠性，具有決定性的作用。

在具體外業測量中，可以根據精度要求的不同，選用靜態差分定位，快速靜態差分定位，動態差分定位或實時動態差分(RTK)等不同的作業模式。

2 地籍測量的精度要求

地籍測量是測定和調查土地及其上附著物的權屬、位置、質量、數量和利用現狀等基本狀況的測繪工作，屬于工程測量的一部分。地籍測量的常規測量方法是先采用全站儀導線測量布設控制點，然后在導線控制點的基礎上進行宗地界址點的碎部測量。導線測量經常受到起算控制點密度不足、測站之間通視差以及精度不均勻等問題的困擾，而且耗費人力、時間和資金。隨著近些年GPSR TK技術的出現以及GPS接收機空間定位精度的不斷提高，GPS RTK已經廣泛地應用到控制測量、地形圖測量、地籍測量和房產測量中。使用GPS RTK進行空間定位具有定位精度高、觀測時間短、測站間無需通視、操作簡便以及全天候作業的優點。

2.1 地籍控制測量精度要求

地籍控制測量必須遵循從整體到局部，由高級到低級分級控制(分級布網，但也可越級布網)的原則。

地籍控制測量分為基本控制測量和地籍控制測量兩種。基本控制測量分一、二、三、四等，可布設相應等級的三角網(鎖)、測邊網、導線網和GPS網等。在基本控制測量的基礎上進行地籍控制測量工作，分為一、二級，可布設為相應級別的三角網、測邊網、導線網和GPS網。

2.2 地籍碎部測量精度要求

地籍碎部測量即界址點和地物點坐標、地類要素的獲取，包括定境界線，土地權屬界址線和界址點，房屋及其他構筑物的實地輪廓，鐵路、公路、街道等交通線路，海岸、灘涂等主要水工設施的測繪。界址點是界址線或邊界線的空間或屬性的轉折點，而界址點坐標是在某一特定的坐標系中利用測量手段獲取的一組數據，即界址點地理位置的數學表達。界址點坐標的精度，可根據測區土地經濟價值和界址點的重要程度來加以選擇。在我國。考慮到地域之廣大和經濟發展不平衡，對界址點精度的要求也應有不同的等級。

3 工程概況

本次地籍測量的作業區域位于海東地區，面積為8km2。測區內地勢平坦，平均高程2000m左右，地勢大體是東北低，西南高。經過測算，整個測區界址點數為2.6萬個。如果采用全站儀進行控制點測量和界址點測量，按照投人4個作業組(每組4人)進行測量，每個作業組一天測量100個界址點，則需65天，若用GPS RTK方法進行界址點測量，將4個作業組拆分為8個作業小組(每組2人)，力爭每個作業小組一天測量100個界址點以上，從而將外業測量時間壓縮到33天以內。

4 實施方案與精度評定

4.1 作業流程

作業流程的科學化是數字測量的關鍵，結合測區已有的資料，以有關規程、規范為依據，設計作業流程，如圖1所示。

4.2 控制測量

常規的地籍控制測量采用三角網、導線網方法來施測，這些測量方法要求相鄰控制點之間必須通視，技術規范對導線的長度、圖形都有相應的要求，而且，在外業測設過程中不能實時知道導線的精度，如果測設完成后，回到內業進行平差處理后，發現測量精度不符合規范要求的，還必須返工重測。

GPS RTK技術解決了常規控制測量中的這些問題，這種方法在測量過程中不要求點與點之間的通視，不要求進行導線平差，對控制點之間的圖形、邊長也沒有什么要求，而且，采用實時GPS RTK測量能實時獲得定位的坐標數據及精度，測量控制器上會實時顯示坐標及其點位精度，如果點位精度滿足要求了，用戶就可以將坐標的均值、精度及圖形屬性存貯到電子手簿中，一般測量一個控制點在幾分鐘甚至于幾秒鐘內就可完成。這樣可以大大提高作業效率。在地籍測圖和勘測定界工作中，如果把RTK用于控制測量，布設測圖控制網，不僅可以大大減少人力強度、節省費用，而且大大提高工作效率。

在應用GPS RTK布設控制網前，應采用GPS RTK的點校正功能求出測區WGS-84坐標與80或54坐標的轉換參數，以避免投影變形過大，得不到更精確的控制點坐標成果。

(1)參考站位置的選擇。

選擇參考站時，GPS天線平面15°傾角以上無大片障礙物阻擋衛星信號，參考站至測區的視野應開闊，無高大建筑物或高山阻擋，盡量使用高增益天線，以增加作用距離。

(2)流動站的作業環境要求。

流動站應避免在密集樓群里、樹叢中或高壓線下使用。在同時接收到5顆衛星的情況下，流動站可以開始作業。由于電臺通訊的無線電頻率高，具有直線傳播的特性，因此流動站距參考站的距離在市區不超過4km，郊區不超過7km。

(3)數據鏈的設置。

主機中GPS接收部分與數據鏈部分一體化，便于攜帶。數據鏈采用了高增益的天線(發射功率為15W，且最高可調至35W)，使得參考站在距離遠的情況下仍然保持較好的穩定性，一般無需設置無線電中繼站。數據鏈采用電臺通訊，為使數據傳播性能可靠、誤碼率低，作業時采用甚高頻(UHF)或超高頻(VHF)模式。電臺發射天線需要架設在高處，以提高RTK作業的有效距離。

4.3 碎部測量

傳統的碎部測量一般是根據測區已有的圖根控制點，利用平板儀測圖或使用全站儀測圖，使用全站儀時，測每個點均翰人該點的地物編碼.然后再利用成圖軟件成圖，這些方法作業時要求測站點和被測的周圍地物地貌等碎部點之間一定要通視，而且一臺儀器至少要求2～3人同時進行作業。

采用RTK技術進行測圖時，不要求通視，架設好基準站后，僅需一人拿著儀器便可以開始測量。測量時，測量員在儀器已經初始化(獲得固定解)的情況下，在要測的地形地貌碎部點上，將測桿對中、讓氣泡居中后，開始測量幾秒鐘，就能獲得該點的坐標，精度達到要求后就可保存，保存點時輸人該點的特征編碼，把一個區域內的地形地物點位測定后，利用專業數據傳輸和處理軟件可以輸出所有的測量點。用RTK技術測定點位不要求點間通視，僅需一人操作，便可完成測圖工作，大大提高了測圖的工作效率。

4.4 內業數據處理

外業采集數據后，及時對外業采集的數據進行內業數據處理。

通過全站儀通訊軟件把數據下載到計算機中，再通過其他輔助軟件編輯將數據存為*.DAT格式，用CASS6.0成圖軟件展繪碎部測量點，結合宗地草圖和預設編碼進行初步成圖，同時加載地籍各個要素，做到地籍圖圖形數據的完整性和正確性。待一切就緒，就可生成不同比例尺的宗地圖、界址點成果表、界址調查表、宗地屬性表等相關內容，為地籍信息數據庫的建立做好準備。

5 測量精度檢驗

為了檢驗RTK控制點的實際精度，RTK 測量結束后用全站儀對部分相互通視的點間的相對關系進行了實測檢查。檢查共設25站，測邊69條，測角57個，測三角高程69個，涉及點數83個，占控制點總數的11.4％。在多方向測站，假定測站點坐標、高程和較長邊方位角為已知數據，利用檢測的角度、邊長、高差重新推算其他相鄰點的坐標和高程，可算得相鄰點點位中誤差±2.03cm，最弱點點位中誤差±4.0cm，高程中誤差±2.02cm，最大較差±4.2cm。因此，RTK實測精度完全符合一級導線測量精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題。

6 結語

RTK測設的相鄰點間由于沒有發生直接關系，所以相鄰點僅僅是地理位置上的相鄰，與常規導線測量的“相鄰點”具有完全不同的內涵，其精度與任意非相鄰點并無差別;對于短邊相鄰點而言，因為其邊短反而使邊長相對誤差，水平角誤差顯得更大一些，因此不能以導線相鄰點邊長相對誤差、角度中誤差等指標作為衡量RTK相鄰點精度的指標。利用GPS RTK方法雖不能夠提高界址點測量的精度，但其測量結果精度完全可以滿足地籍測量的需要。同時，可以提高工作效率至少一倍以上，從而極大地節約了時間，提高了經濟效益。

參考文獻

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