GPS-RTK技術在數字化地形測量上的應用探討

朱春林

摘? ? 要：作為土地勘測工程的重要組成，地形測量很容易受到測量技術、地區環境等因素的影響，地形測量質量、效率往往因此難以得到保障，基于此，本文簡單介紹了GPS-RTK技術在數字化地形測量中的基本應用，并詳細論述了GPS-RTK技術應用的誤差控制，希望論述內容能夠為相關業內人士帶來一定程度的啟發。

關鍵詞：GPS-RTK技術;數字化地形測量;圖根控制測量

1? 前言

GPS-RTK技術屬于全球定位系統與實時動態定位技術的組合，其本質上屬于基于載波相位觀測的實時動態定位技術，在數字化地形測量領域，GPS-RTK技術的應用具備觀測站和觀測站之間無需通視、測量耗時短、定位精度高、可提供三維坐標、可全天候作業等優勢，而為了盡可能發揮其優勢，正是本文圍繞GPS-RTK技術在數字化地形測量上應用開展具體研究的原因所在。

2? GPS-RTK技術的基本應用

2.1? 工程概況

為提升研究的實踐價值，本文選擇了某地土地測量工程作為研究對象，測量區域存在彎曲的通道走廊并主要供居民娛樂，測量圖紙比例為1：1000，GPS-RTK技術在其中的應用流程可概括為：“GPS控制點的選點和埋設→GPS控制網的成果計算與資料整理→控制點的高程檢測→測區碎步測量RTK配合全站儀野外數據采集→內業整理與編輯成圖→成果資料、圖紙打印”。

2.2? GPS控制點的選點

作為數字化地形測繪的基礎，GPS控制點的選點和埋設直接影響GPS-RTK技術的應用質量，因此GPS控制點結合現場實際情況靈活應用了多種埋設方式，如圖根點標志采用木樁標記，且選點過程重點關注了多路徑效應對GPS定位造成的影響，同時遠離了大功率無線電發射源與大面積信號反射物[1]。

2.3? 圖根控制測量

為提升數字化地形測量的質量和效率，在確定控制點后，即可直接越級到圖根控制測量環節，該環節屬于數字化地形測量的重點。為盡可能降低圖根控制測量誤差，天線的高度精確了毫秒級，并采用了架設三腳架、利用流動站進行數據觀測等措施。為進一步提高圖根控制測量質量，測量過程保證了每個圖根點通視方向不低于2個，且通視方向夾角控制在60～120°區間，同時使用全站儀進行碎步數據采集，圖根點之間的夾角與間距、圖根點的點位精度、圖根點之間的相對精度由此得到了保證。此外，在圖根點的布設中，測量工程還保證了圖根點的視野好、交通好，并利用了已知點開展復核和檢查，圖根控制測量質量由此實現了進一步提升。最終，測量工程共選擇了高程誤差為±0.020的散點40個，測量結果表明75%散點誤差范圍低于±0.020，圖根控制測量的精度可見一斑。

2.4? 碎步測量

碎步測量同樣屬于數字化地形測量的關鍵環節，因此GPS-RTK技術在其中的應用必須得到重點關注，且采集碎部數據的過程不會受到天氣的影響，也無需考慮控制點之間的通視度，測圖精度自然能夠由此得到保障。本文研究的土地測量工程屬于典型的開闊區域，因此GPS-RTK技術的應用需根據測量地物對其定位點進行確定，并基于定位點安裝流動站，為整理內業時結合屬性編碼，必須在儀器狀態穩定情況下將地物屬性編碼輸入之后并保存，地形測量圖中地物的針對性表示可由此實現。值得注意的是，本文研究測量工程中GPS-RTK技術的應用還重點關注了基于實際情況的區域劃分，由此劃分建筑密集區域、廣闊區域，碎步測量中GPS-RTK技術應用的針對性大大提升[2]。

2.5? 接收性能檢測

值得注意的是，為驗證GPS-RTK技術的應用能否較好服務于土地測量工程，工程基于GPS-RTK技術應用開展了接收性能檢測，檢測首先選擇了若干個導線點，并對比了GPS-RTK技術測量結果與已知的精確坐標，最終檢測得出了差分最小值為-40mm，最大值為+30mm。同時，還圍繞同一個點的不同時間點坐標差分值開展了比較，由此得出了-25mm～+30mm的變化范圍，由此GPS-RTK技術應用具備的較優接收性能得到了驗證。

3? GPS-RTK技術應用的誤差控制

3.1? 信號干擾誤差控制

在應用GPS-RTK技術的數字化地形圖測量中，技術應用受到的信號干擾往往無法移除干擾源，為保證GPS-RTK技術的高質量應用，便需要設法避開或減少信號干擾。為有效控制信號干擾誤差，GPS-RTK技術的應用必須保證選點的科學化，并做好電磁波輻射與干擾的監測，靈活應用各類儀表進行選點便能夠在一定程度上控制信號干擾誤差。值得注意的是，雖然GPS-RTK技術具備全天候作業等優勢，但具體應用過程應避免天氣急劇變化或惡劣天氣條件。

3.2? 多徑誤差控制

多徑誤差一般源于周邊天線所處環境影響，這種誤差帶來的影響一般處于5cm～19cm區間，而結合多徑誤差特點，GPS-RTK技術的應用可采用在開闊地帶選點、應用扼流圈天線、安裝吸收電波的材料和設備、保證點位附近沒有反射點等措施控制多徑誤差，電波干擾的處理也需要同時得到關注。

3.3? 同測站誤差控制

同測站誤差多源于測量工程對天線相位變化的忽視，點位坐標誤差往往因此出現，該誤差一般在3～5cm區間。為較好控制同測站誤差，可結合天線與基站精準相位圖改進數據，同時做好實驗室內的天線相位檢查，GPS-RTK技術的應用精確度可由此得到較好保障[3]。

3.4? 軌道誤差控制

軌道誤差同樣會影響數字化地形測量中的GPS-RTK技術應用質量，該誤差在20km～30km基線造成的影響較為明顯，而由于電離層誤差本身具備較強互補性、瞬變性、擴散性，因此軌道誤差控制可采用雙頻接收機消除電離層的方式應對，同時考慮觀測站自身誤差，也能夠為GPS-RTK技術的更高質量應用提供支持。

4? GPS-RTK技術與全站儀的聯合應用探索

為更好滿足數字化地形測量需要，GPS-RTK技術與全站儀的聯合應用同樣需要得到重視，二者聯合應用的流程可概括為：“資料收集→實地勘察→技術設計→控制測量→GPS-RTK碎步測量→全站儀碎步測量→內業數據處理→繪制成圖→檢查驗收→提交資料”。其中，全站儀碎步測量可基于實際靈活應用草圖法、編碼法、內外業一體化成圖法，GPS-RTK碎步測量則需要利用自身的快速定位技術確定圖根點坐標，以此為全站儀碎步測量提供支持。值得注意的是，內外業一體化成圖法在應用中需關注測點的屬性、邏輯關系和連接關系，編碼法需采用通用的編碼格式，草圖法需要按照測站繪制草圖，由此方可保證全站儀碎步測量質量，最終將全站儀采集的數據、GPS-RTK技術采集的數據整合到一起，即可最終為高質量的數字化地形圖繪制提供有力支持。

5? 結論

綜上所述，GPS-RTK技術可較好服務于數字化地形測量，在此基礎上，本文涉及的GPS控制點的選點、圖根控制測量、碎步測量、接收性能檢測、信號干擾誤差控制、多徑誤差控制等內容，則提供了可行性較高的GPS-RTK技術應用路徑，而為了實現該技術的更高質量應用，VRS技術的引入、數據信息過程中偏心的加入與處理、山地區域的特殊性應對同樣需要得到重視。

參考文獻：

[1] 唐文學，范傳輝，曹久立.GPS-RTK測量技術在水利工程測繪中的應用[J].西部資源，2018（2）：138～139.

[2] 李峰.GPS-RTK技術在土地整理測繪工程測量中的應用[J].河南科技，2018（15）：125～126.

[3] 劉韋華，謝梅秀，漆珊.GPS-RTK技術在數字化地形測量上的應用探討[J].內蒙古煤炭經濟，2017（9）：14～15.