淺談GPS—RTK技術(shù)在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

【摘要】文章介紹了GPS -RTK技術(shù)的基本原理以及基本構(gòu)成，闡述了GPS -RTK技術(shù)在地籍控制測(cè)量中的具體應(yīng)用，分析了RTK技術(shù)的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】GPS -RTK技術(shù)；地籍測(cè)量；控制測(cè)量

地籍測(cè)量的常規(guī)測(cè)量方法是先采用全站儀導(dǎo)線測(cè)量，布設(shè)控制點(diǎn)，然后在導(dǎo)線控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行界址點(diǎn)的碎部測(cè)量。導(dǎo)線測(cè)量經(jīng)常受到起算控制點(diǎn)密度不足、測(cè)站間通視差以及精度不均勻等問(wèn)題困擾，而且耗費(fèi)人力、時(shí)間和資金。隨著近些年GPS-RTK技術(shù)的出現(xiàn)以及GPS接收機(jī)空間定位精度的不斷提高，GPS-RTK已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到控制測(cè)量、地籍測(cè)量、地形圖測(cè)量中。使用GPS-RTK進(jìn)行空間定位具有定位精度高、布點(diǎn)靈活、觀測(cè)時(shí)間短、測(cè)站間無(wú)需通視、操作簡(jiǎn)便以及全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。因此使GPS-RTK技術(shù)在地籍測(cè)量中得以廣泛應(yīng)用。

1 GPS-RTK技術(shù)的基本原理及基本構(gòu)成

1.1GPS-RTK技術(shù)的基本原理

RTK測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，它突破了常規(guī)RTK差分作業(yè)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立、基準(zhǔn)站臨時(shí)性以及頻繁架設(shè)等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需架設(shè)基準(zhǔn)站的夢(mèng)想。其系統(tǒng)主要由三部分組成：基準(zhǔn)站、流動(dòng)站（一個(gè)或多個(gè)）、數(shù)據(jù)鏈。一般情況下，基準(zhǔn)站設(shè)在具有已知坐標(biāo)的高等級(jí)控制點(diǎn)上，連續(xù)接收所有可視衛(wèi)星信號(hào)，并將測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)等參考信息通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給流動(dòng)站，而流動(dòng)站在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，通過(guò)差分處理解求與基準(zhǔn)站之間的三維坐標(biāo)增量△X、△Y、△Z，由此計(jì)算流動(dòng)站的坐標(biāo)。

1.2 GPS-RTK技術(shù)的基本構(gòu)成

RTK測(cè)量系統(tǒng)主要由GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

1.2.1 GPS接收設(shè)備。在基準(zhǔn)站和用戶站上，分別設(shè)置雙頻GPS接收機(jī)。由于雙頻觀測(cè)值不僅精度高，而且有利于快速準(zhǔn)確地解算整周未知數(shù)。當(dāng)基準(zhǔn)站為多用戶服務(wù)時(shí)，其接收機(jī)的采樣率應(yīng)與用戶接收機(jī)采用率最高的相一致。

1.2.2數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備也稱數(shù)據(jù)鏈，由基準(zhǔn)站的無(wú)線電發(fā)射臺(tái)與用戶站的接收機(jī)組成，其頻率和功率的選擇主要取決于用戶站與基準(zhǔn)站的距離、環(huán)境質(zhì)量、數(shù)據(jù)的傳輸速度。

1.2.3軟件系統(tǒng)。支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對(duì)于保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的可行性、測(cè)量結(jié)果的可靠性和精確性，具有決定性意義。這種軟件系統(tǒng)突出的功能是能夠快速解算整周未知數(shù)，能選擇快速靜態(tài)、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)、和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等作業(yè)模式，實(shí)時(shí)完成對(duì)解算結(jié)果的質(zhì)量分析和評(píng)價(jià)。

2 GPS-RTK技術(shù)在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

城鎮(zhèn)地籍測(cè)量的目的是為了規(guī)范城鎮(zhèn)地籍工作，建立健全地籍管理制度，加強(qiáng)土地管理，建立動(dòng)態(tài)監(jiān)管體制，為城鎮(zhèn)建設(shè)、規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。城鎮(zhèn)地籍測(cè)量的任務(wù)主要是在測(cè)區(qū)布設(shè)基本控制網(wǎng)、圖根控制網(wǎng)、進(jìn)行界址點(diǎn)測(cè)量和地籍圖測(cè)繪；在地籍圖上綜合注記地籍概況與面積量算內(nèi)容及原圖清繪復(fù)制等。

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的迅速發(fā)展，給地籍測(cè)量工作帶來(lái)了巨大的影響。GPS-RTK技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，其在測(cè)量中的應(yīng)用立刻受到了高度的重視，應(yīng)用GPS-RTK進(jìn)行地籍控制測(cè)量，與傳統(tǒng)的地籍測(cè)繪方法相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求互相通視，不受天氣、時(shí)間的影響，這樣就避免了常規(guī)地籍測(cè)量控制時(shí)，控制點(diǎn)位選取的局限條件，并且布設(shè)成GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)精度的影響也甚小。由于GPS-RTK技術(shù)具有布點(diǎn)靈活、全天候觀測(cè)、觀測(cè)及計(jì)算速度快、精度高，并且不受外界條件的影響。RTK技術(shù)誤差分布均勻，各點(diǎn)之間不存在誤差累計(jì)，避免了傳統(tǒng)地籍測(cè)繪中由于邊長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)等因素帶來(lái)的誤差累計(jì)，很大程度上提高了作業(yè)效率。使GPS-RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。

采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要求通視、全天候作業(yè)、不受常規(guī)的多個(gè)技術(shù)條件限制，只需一人背著儀器在待測(cè)的點(diǎn)位上停留10～30s，同時(shí)輸入特征編碼，通過(guò)電子手簿或便攜機(jī)進(jìn)行記錄，在滿足點(diǎn)位精度要求下，將一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形、地貌點(diǎn)測(cè)定后，回到室內(nèi)用專業(yè)測(cè)圖軟件輸出所需要的地形圖。利用GPS-RTK技術(shù)測(cè)定點(diǎn)位時(shí)，僅需一人操作，便可完成測(cè)圖工作，節(jié)省人力、物力，很大程度上提高了測(cè)圖的工作效率。傳統(tǒng)的地籍測(cè)量方法，主要是用全站儀、電子手簿，采用地物編碼的方法，再利用測(cè)圖軟件編繪地形圖。但都要求測(cè)站點(diǎn)與被測(cè)的地物、地貌點(diǎn)之間通視，至少要2人操作，而RTK技術(shù)進(jìn)行地籍測(cè)量則不要求站間通視，不需要頻繁換站，并且可以多個(gè)流動(dòng)站同時(shí)工作，測(cè)量時(shí)間節(jié)省一半以上，測(cè)量精度和可靠性都能滿足要求。RTK技術(shù)已經(jīng)逐步取代常規(guī)測(cè)量方式，成為地籍控制測(cè)量的主要手段，在距離基準(zhǔn)站10km的范圍內(nèi)則可考慮采用RTK技術(shù)，測(cè)定每一宗地的權(quán)屬界址點(diǎn)以及測(cè)繪地籍圖都能快速，實(shí)時(shí)測(cè)定有關(guān)地籍控制點(diǎn)、界址點(diǎn)及一些地物點(diǎn)的位置，并能達(dá)到要求的厘米級(jí)測(cè)量精度。將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入GPS系統(tǒng)，可快速精確地獲得地籍圖。具有傳統(tǒng)測(cè)量無(wú)法比擬的高速度，能極大地提高工作效率。

對(duì)于要長(zhǎng)期大面積進(jìn)行土地利用變更調(diào)查和鑒別的單位，RTK技術(shù)具有較大的應(yīng)用價(jià)值。在建設(shè)用地勘界測(cè)量中，RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計(jì)算用地面積。完全能滿足建設(shè)用地勘測(cè)界址點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)鄰近地物或鄰近界線的距離中誤差不超過(guò)10cm的精度要求，而且效率高。土地利用動(dòng)態(tài)檢測(cè)，是對(duì)土地利用變化狀況進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)查，為合理利用土地資源，為政府和各級(jí)土地管理部門制定各項(xiàng)政策，落實(shí)各種管理措施提供依據(jù)。傳統(tǒng)的野外測(cè)量受限于條件、地形等方面因素的制約，不能及時(shí)反映土地利用的動(dòng)態(tài)變化，而應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)則可提高檢測(cè)的速度和精度，省時(shí)省工，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，保證了土地利用狀況調(diào)查的現(xiàn)實(shí)性。

3 RTK技術(shù)的應(yīng)用前景

建設(shè)用地中的土地勘測(cè)定界是實(shí)地確定土地使用界線范圍，測(cè)定界樁位置，測(cè)量使用界線范圍內(nèi)各類土地面積并計(jì)算用地面積等測(cè)繪技術(shù)工作，它為各級(jí)政府的國(guó)土資源部門審批土地、地籍管理提供依據(jù)和基礎(chǔ)資料。建設(shè)用地勘測(cè)定界的工作程序?yàn)椋簩彶橛玫匚募坝嘘P(guān)圖件→現(xiàn)場(chǎng)踏勘→圖上紅線設(shè)計(jì)→實(shí)地放樣→復(fù)核測(cè)量→面積量算→繪制建設(shè)用地界圖→填繪建設(shè)用地管理圖→資料整理→歸檔，經(jīng)反復(fù)實(shí)地踏勘、圖上設(shè)計(jì)、權(quán)屬調(diào)查后制定放樣數(shù)據(jù)。利用GPSRTK技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)定界放樣，能避免解析法和關(guān)系距離法放樣等放樣方法的

復(fù)雜性，同時(shí)也簡(jiǎn)化了建設(shè)用地勘測(cè)定界的工作程序，特別是對(duì)公路、鐵路、河道、輸電線路、管道等線性工程和特大型工程的放樣更為有效和實(shí)用。

參考文獻(xiàn)

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