GPS+RTK技術在地籍測量中的應用探索

劉心源

摘 要：現代化的測量手段RTK技術被廣泛的應用，其中在地籍測量中應用較為常見，文章通過對該技術的分析，闡述其在應用環節中常見問題，并對其進行說明研究，最后提出合理化建議。

關鍵詞：GPS-RTK；地籍測量；應用

在測繪工作進行中，地籍測量工作相對較復雜，并且是難度較大的工作，而且其精度要求相比其它的測繪工作都要高的多。在傳統的測量中，通常采用經緯儀、全站儀和測距儀等測量器材，這些儀器的共同缺點是必須要求每個測點之間相互可視，因此對實行大面積測量工作帶來局限性，而且在測量時至少需要三名工作人員同時配合進行測量工作，人力浪費嚴重，效率低。在近幾年，隨著科技的不斷進步和發展，GPS技術不斷改進和完善，其精度逐漸達到較高水平，而且與之相配合使用的各個系統發展良好，因此GPS-RTK技術的應用逐漸增多。GPS-RTK技術的最大特點是簡單高效，因此廣泛使用于大比例尺地形圖的繪制，地區控制測量以及線路導航等部分，工作效率相比傳統方法有了很大提升。文章將針對GPS-RTK技術在地籍測量工作中的應用，通過對其各方面常見問題的分析研究，提出合理化建議。

1 GPS-RTK技術的問題與解決方案

通過長時間的實踐測量工作證明，RTK技術確實為工程測繪工作提高了效率，同時也提高了經濟效益，節省了人力資源。但是在實際使用過程中RTK技術也存在很多的問題。

1.1 坐標轉換。GPS-RTK技術一般情況下測量得出的結果是在WGS-84坐標系統下的數據。但是測量工作隨時隨地都可能發生變化，而且一般極少數情況使用該坐標系統，都是將坐標進行轉換之后得到所需要的數據。轉換模型分為多個參數值，通常使用Bursa-Wolf轉換法、三參數、四參數和七參數。在各個模型進行轉化時，其誤差就在所難免，而且對誤差控制不好時，其誤差級數可能會達到厘米級，該級數等級與地籍測量使用級數相同。在測量時坐標系原點平移對測量結果的影響不大，而與三參數和四參數的設定值相比，七參數轉換的精度最高，而四參數由于其誤差太大，因此不常用于RTK技術測量工作中。并且經過多年的實踐經驗證明，坐標軸的指向誤差與尺度不一致時，定點的誤差與測量基線的長度正相關。因此提高定點精度的關鍵是提高坐標軸指向誤差和尺度不一致參數誤差。在實踐中為了提高精確度會選擇3個以上的測點均勻分布預測區內部，使用Bursa-Wolf模型進行轉換。若測區面積不大時可采用三參數轉換模型進行。

1.2 相位中心不同。測量天線的機械中心一般不與電子中心重合，并且電子相位中心是隨時間變化而變化的，它的影響因素包括接受信號時的角度值和頻率值。經過實踐分析表明，天線的相位誤差可達到3至5cm。因此想要使RTK技術測量達到誤差范圍內，就必須對相位圖形進行準確修正。在實際操作時，假如使用同一型號接收天線，同時測量距離較近的觀測站的同一個衛星，通過對觀測值求差值，這樣來削弱相位不同對測量的誤差影響。此時各個觀測站的天線應當按照其本來的方位進行定向，利用手持羅盤將天線定位到磁北極，誤差在3度范圍內；另外在使用之前還應當對接收機天線進行全面的檢驗。檢驗方法有兩種：一種是實驗室內對其決定測量值檢驗，將其精度確定在誤差1至3mm之間；第二種方法是在工作場地進行檢驗，通常使用ROTHACHER法對其進行校正，但是這種方法對基準站的位置精度要求高，因此一般選用絕對檢驗法。

1.3 多路徑效應的誤差影響。在實際測量工作中，RTK技術會存在多路徑效應，其原因是由于天線周圍環境變化所致，并且其誤差極大，在高反射環境時誤差級數在米級，比載波相位影響更大。通過研究人員的試驗檢查證明，多路徑效應對測量工作的最大影響值可達10米，在距離地面最近的地方效應的影響越明顯，且存在周期性。為了減少該誤差，可采取如下措施：第一，認真對站址進行選擇，多路徑不僅與反射物距離測站距離有關，而且也與衛星方向有關，由此可以篩選距平靜湖面較遠的地方，而且要避開山坡、盆地和山谷，盡量在地形平坦開闊，建筑物稀少的地方進行。第二，使用減弱多路徑效應的天線。在所使用的天線中加設抑徑板，可以大幅度減少其影響效果。第三，由于在影響效果在地面附近時急劇加強，因此可以考慮將接收機天線的架設高度增加，減少影響。

1.4 RTK測量范圍。RTK技術采用的實時傳輸技術，因此對距離的大小有一定的要求。通過對觀測站相距基準站距離的大小對點位位移量進行試驗。結果表明，觀測站相距基準站的距離越大誤差就越大，數據可靠性越高；觀測站相距基準站的距離越小誤差就越小，數據可靠性越低。其范圍大小控制在10km以內時都在誤差允許之內。在進行邊長大于15km的長距離測量時，由于誤差等各方面因素影響只能采用靜態測量法；邊長10至15km之間時，若此時條件允許時，例如衛星數量足夠，觀測條件良好等，可采取快速靜態測量；如果測量地區處于開闊的平原地區，可使用RTK技術。對于邊長小于5km的一、二級地籍控制網基線內，可優先選擇RTK技術；如果設備不能足夠的滿足要求，那么可以選擇使用快速靜態定位法來進行；對于邊長在5至10km的基本控制網進行時，盡量使用快速靜態GPS測量法；在設備和環境都允許時，可使用RTK測量，但是若設備和環境有一項不滿足，就不可以進行。在地籍控制測量時，由于測量精度極高，因此在設計基線時不可設置太大，一般在5km以下，碎步測量時可適當放寬要求，但是也不可過多，最大值在15km以下。在只有RTK測量設備時，對大區域完成測量工作時，必須在區域內部設置多個參考點，而不是設置基準站，其原因是基準站的整體費用消耗較大。在RTK技術只有單個站點進行參考時，往往數據存在較大誤差，而技術人員想要擴大其適用范圍可以使用網絡RTK技術，這項技術可以大幅度的縮減距離的影響，而且降低了成本，增加了數據可靠性，不過該方面技術應用方面研究還不夠透徹，因此技術尚不成熟。

1.5 測量初始化操作。實踐過程中證明，在接收設備搜索并鎖定6顆級以上數量衛星時，其數據可靠性有了很大提升。但由于環境條件限制，當需要對山區、樹林等環境條件不允許的情況時，這時在實行該方法時，很有可能出現間歇性搜索不到衛星信號的可能，這時在采用RTK技術進行作業時就需要重新初始化進行，造成時間浪費，因此在實際操作中應該盡可能的減少這部分時間的長度。通過理論分析來提高初始化的方式可以使用雙頻OTF的方法，或者使用單歷元來將整周的模糊度固定下來進行計算，但是由于該算法的數據可靠程度不夠，是當今科研項目研究的重點。在實際野外測量時，工作人員可以換用快速靜態測量模式來縮短初始化環節的用時。

2 結束語

文章通過分析GPS-RTK技術在地籍測量實踐中出現的常見問題，并且做出簡要建議指導。在地籍測量碎部測量部分，數量較大，而且對精確度的要求更高，測量要求在作業區內部的整體精確程度應當差異不大，使用GPS-RTK技術能很大程度的提高測繪效率，減少人員的使用量，并且對精度要求有一定的保證，因此GPS-RTK技術在測繪行業會有更廣泛的應用。

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