RTK測繪技術在國土測繪工作中的應用

摘要：RTK測繪技術是國土測繪工作中的一種重要技術，它相比傳統測繪方法優勢明顯，測量方式靈活，而且觀測效率也頗高，目前已經被我國國土測繪領域所廣泛應用。本文主要介紹了基于GPS網絡的RTK系統原理與構成，并援引沈陽市鐵西區的國土測繪實例解析了該技術在實際中的應用。

關鍵詞：RTK測繪技術；土地測繪；GPS；構成

RTK（Real-time kinematic）即實時動態控制系統，因為主要以GPS接收機作為基準站，所以它屬于GPS測量技術范疇，能夠實現無間斷的實時觀測，所以它又叫做GPS-RTK技術。該技術的主要工作流程就是將觀測到的數據通過無線遠程傳輸發送給各個用戶觀測站，然后依靠電臺技術記錄各個坐標值的信息，并根據相對定位與實時差分的通信原理將信號再發送給GPS接收機。此時基準站就會開始對所接收到的信息進行實時的特定處理，在分析計算中求得土地逐點的平面坐標及海拔高度，從而精確顯示其坐標和精度。

一、RTK測繪技術原理

基于GPS網絡的RTK測繪技術基本原理就是在一個比較廣闊的土地區域內進行基準站的均勻布設，架構基準站網絡，以它們為中心基準，然后計算和傳播修正信息，對該信號覆蓋地區的衛星定位用戶進行實時的修正。實際上，RTK測繪所借鑒的GPS網絡是廣域差分（Wide Area DGPS）即WADGPS。WADGPS所采用的是誤差分離技術，這一技術中誤差源會被模型化，所有偽距誤差都會被轉化為各種誤差例如電離層誤差、衛星鐘差和衛星星歷誤差等等。轉化之后系統會為它們產生相應的修正數，利用WADGPS技術來改正這些偽距誤差，從而提升GPS導航定位的精度。所以總體來說GPS-RTK測量技術就包括了GPS基準站、GPS移動站和數據鏈三大部分。這三部分之間的運作關系是GPS基準站對接收機接收到的GPS衛星信號做第一步處置，然后將處置后的信號轉發給各個移動站。移動站將這些信息與之前接收過的原有信息進行比較，對比較結果進行第二步處理。處理后經過數據鏈為這些比較結果給出厘米級的數據結果[1]。

二、RTK測繪技術的實時計算

RTK測繪技術的實時計算對應GPS基準站中的精度指標和三維坐標，它采用了實時動態的GPS測量，當接收到來自6顆以上衛星的信號時，就可以開始測量初始化工作，準備完成國土土地物點及界址點的坐標測繪。一般GPS-RTK的測量都是在WGS-84這一坐標系下所測繪的，城市國土測繪則會選擇在北京54坐標系或地方坐標系上進行。但是為了提高測繪效率，應該做到實時的坐標轉換，整個測繪工作下來至少要進行三次坐標轉換。下面我們用Burasa模型來實現GPS-RTK的參數轉換，以本地坐標系為基礎建立數學模型。

根據上述簡化公式就可以求出3個平移參數，它們都能滿足一定精度要求進行參數轉換[2]。

三、利用手機模式進行的GPS-RTK國土測繪

鐵西區是沈陽市的老工業區，地理位置與功能都很重要，總面積達到490平方公里。東西跨度28km，南北最長處達到25km，所以如果要依靠GPS-RTK進行國土測繪，在精度要求上很難達到厘米級別要求。而且鐵西區內的基準站與流動站的距離也沒有超過20km。為了避免鐵西區內多種微波信號及雷達的影響干擾，在測繪時采用了移動手機的工作模式進行土地測繪，移動手機具有很強的抗干擾能力，也可以移動到區內的任何位置進行測試，其測量精度也可以達到厘米級甚至以上，完全能夠解決和滿足土地控制測量的基本要求。所以用這種成本較低且移動性強的方法對工業區進行RTK國土測繪具有極強的應用性。

四、引入RTK技術的土地細部測量

鐵西區還采用了引入GPS-RTK技術的土地地籍細部測量，它的主要目的就是測定每一宗地的權屬界址，包括線、點、形狀、數量和位置等相關情況的信息。按照《城鎮地籍調查規程》中的規定，一般基于城市城鎮地籍平面控制測量基礎上的土地地籍細部測量，在選址上它的界址點間距離不能超過10cm誤差，而其內部隱蔽介質點，城鄉之間的允許誤差不能超過15cm。利用GPS的RTK技術就可以滿足上述的精度要求，而且它的采點速度較快且工作范圍也非常之廣，這就極大的提高了土地測繪的工作效率。但是，GPS-RTK在細部測量的能力上也有缺陷，雖然在測繪規則上它并不要求基準站與流動站具有通視性，但卻要求GPS接收機能夠對衛星信號接受天線對天的通視，這往往會因為被測地物被建筑物阻擋而無法完成測量。此時就需要用例如圖解交會法、極坐標法這種國土測繪方法來完成測繪工作，進而提高土地地籍測繪的進度。

五、建設用地的測繪定界應用

建設用地的測繪定界應用能夠對土地使用的界線范圍、界樁位置、用地面積進行確定。它也是政府用來管理土地、審批土地和管理土地地籍基礎資料的基本技術。一般來說，建設用地的測繪定界工作程序為：首先審查目標用地的有關地圖和文件，然后進行現場勘測并分類相關土地，然后根據分類進行面積計算從而規劃出紅線，繪制宗地圖。隨后是土地放樣、復查核對測量，最終將土地管理資料歸檔。所有的地圖設計要根據土地分類及土地坐標進行調查放樣和歸檔。而RTK在這里起到的作用是拔地定樁，它降低了解析放樣與關系距離放樣的繁瑣性，并同時簡化了建設用地測繪勘定的工作程序，在一些例如河道、鐵路輸電線路及公路等線性土地測繪工程中較為實用和高效。考慮到沈陽市鐵西區屬于工業基地功能的土地，所以會涉及許多的單位工地放樣。而東北平原開闊且自然環境較好，所以采用GPS-RTK進行全天候的技術放樣，就會顯現出測繪的高效率。在基站的選擇上，要做到對全區域的覆蓋，這里利用到了已有幾個區域的基準站作為控制點，然后采用“一步法”的方式對該地區進行測繪定界[3]。

總結

基于GPS的RTK技術在土地測繪應用中效率高且實用性強，所以我們在實施測繪工作時一定要注意對土地測繪精度、實時性與作業效率的匹配性，從而提高數據傳輸的穩定性、抗干擾性。

參考文獻：

[1]黃雪波.RTK測繪技術在國土測繪工作中的運用[J].科技創新導報，2014（11）：34-34.

[2]李慶宣，黃華敏.國土測繪工作中RTK測繪技術[J].中國新技術新產品，2012（24）：7.

[3]董文忠，陳德勝.GPS-RTK技術在土地測繪中的應用[J].遼寧國土資源，2005（10）：44-45.