GPS-RTK技術的原理及其在地籍測量中的應用

徐艷梅

（天津市武清區測繪隊，天津 301700）

GPS-RTK技術的原理及其在地籍測量中的應用

徐艷梅

（天津市武清區測繪隊，天津 301700）

科技的發展總會帶來技術的進步，隨著科技的發展，越來越多的技術被應用于人們的生產生活中，以GPS全球定位系統為例，其最早的應用方向是衛星定位，隨著時代的發展，其應用的方向也越來越廣泛。地籍測量是GPS新的應用方向，通過使用GPS進行地籍測繪，極大的簡化了測量流程且提高了測量的精度，對于測繪工作有著極大的推動作用。本文將在分析GPS地籍測繪原理的基礎上對GPS地籍測繪中的一些技術問題進行討論。

地籍測繪；GPS；技術問題

GPS全球定位系統最早是由美國開發并應用于軍事的定位系統，隨著時代的進步與發展，GPS也逐漸被應用于生產生活的各個方面，尤其是其在地籍測繪中的應用更是使得地籍測繪工作有了極大的突破。GPS是一種定位精度較高且測繪較為方便的地籍測繪方法，其在地籍測繪中的應用極大的方便了地籍測繪工作，使得地籍測繪由原來繁瑣的工作中解脫出來，且測繪精度有所提高。

1 GPS全球定位系統的工作原理

GPS定位系統現今主要有兩種定位模式：（1）單點定位技術，（2）GPSRTK技術。其中單點定位技術工作原理與單點定位方式相類似，其主要依靠的是精密的軌道和衛星時鐘差來對位置進行定位，同時利用雙頻載波的方式來進行定位，此種定位方式被大量應用于生產生活中。GPS-RTK技術與單點定位方式有所不同，其主要原理是將多個GPS系統作為虛擬的參考基站，通過對測量數據與基站數據進行一定的計算來得出定位數據，通過此種方式，使得多個定位站的測試結果就構成了一個能快速實現定位的流通站，從而可以快速的對測繪地域的位置以及地面情況進行測繪，此種測繪方式測繪精度較高且測繪范圍較為廣泛現今被廣泛應用于地籍測繪中。

2 GPS-RTK技術原理及系統組成

GPS-RTK技術是實時載波相位查分的簡稱，其主要工作原理是通過將一臺GPS接收器作為基準站，其他的GPS接收機放置于載體之上，GPS的基準站與流動站同時接受來自衛星的信號，其中基準站通過將所得到的定位數據與已知的位置信息進行對比，從而可以得到GPS定位信息的差分改正值，并將這一差分值傳輸到流動站中對流動站的測量數據進行修正以其得到較為精確的測量數據。其中精密的GPS定位所采用的都是相對定位技術，所采用的是差分修正的方法，其中差分根據其數據類型可以分為偽距差分、坐標差分以及相位差分三種，RTK所采用的是相位差分法。在實際測量時由于衛星的軌道誤差、時鐘誤差以及電離層的折射等會對GPS測量造成一定的影響，因此在測量的過程中多采用的是雙差觀測值方程來進行定位解算，在進行定位前需要確定整周未知數，這一確定整周未知數的過程被稱為動態定位的初始化。

2.1 RTK系統基準站的組成

RTK系統基準站是由GPS接收機以及衛星接收天線、無線電數據鏈電臺以及發生天線等組成，基站最主要的作用是通過對比GPS定位測量值與確定的定位信息值來得出GPS實時相位差分修正值，并將這一數值傳遞到流動站進行測量數據修正。其中在測量的過程中需要注意基站與流動站之間的數據鏈接是否穩定，在作業時需要注意將天線放置在周圍沒有遮擋物的空曠地帶，同時為了降低基準站設備之間的相互干擾應當將GPS接收天線與發射天線之間的距離至少保持在2m以上，且兩者的通信線纜需要擺放整齊以免信號干擾。

2.2 RTK流動站的組成

RTK流動站主要是由GPS信號接收器與無線接收器組成，通過使用TSC1控制器來進行數據的解算。在進行GPS流動站的布設時，為了確保地籍測量的精度與可靠性，需要將被測區域選擇高精度的控制點來進行檢測的校對，且控制點應當均勻的分布在整個被測區域。

3 GPS-RTK技術應用于地籍測量中

3.1 基準站位置的選定

基準站位置的選定對于確保地籍測繪的精度有著十分重要的意義，在位置選定時需要注意以下幾點：（1）盡量選擇空曠且無強烈信號干擾的區域；（2）基準站的發射天線放置位置需要具有一定的高度；（3）避免選擇影響無線數據鏈傳輸的區域。

3.2 測繪作業

在進行地籍測繪時如基準站架設完畢后即可開始進行測量，測量時一般是以兩人為一組進行作業，其中一人在基準站上，另一人背負儀器設備沿著被測區域進行移動并立桿和記錄數據，在作業時移動的人員需要對界址定點準確，以確保測量數據的準確。作業時的坐標系選用需要符合已知點的坐標系，如不知已知點坐標系應盡量選用國家基本坐標系。在進行投影參數的設定時，需要知道已知點的坐標中央子午線，如未能知道則選用當地經度作為中央子午線進行使用，其中X常數多設置為0，Y常數常選用500000，投影比例尺設置為1。

在進行作業時，當RTK方式出現后需要等待20分鐘后待到GPS信號穩定后方可進行測量，以免數據誤差過大，同時測量時無線數據鏈的距離應當控制在10KM范圍內，以保證GPS數據的解算與精度的控制。

當基站架設完成后，即可開始單點定位，進入到碎部點的測量，存儲一個坐標并將其命名為Pr1，而后進入到基準站的坐標輸入界面，輸入基準站坐標時按R鍵來獲取已測點的坐標Pr1作為基準站的坐標，完成了RTK工作方式和發射方式的設定后基準站即可開始工作。而后到達被測區域的另一個已知點上重復以上測量并將測量數據命名為Pr2，完成了數據測量后，使用“求轉換參數”功能完成參數的計算。

外業測量的數據是以RAT的格式進行存儲的，需要使用“測點成果輸出”功能對RAT數據進行格式轉換，而后才能將文件打開，打開后結合外業的草圖，可以較為快速的完成數字化內業成圖的工作。

結語

GPS-RTK技術在地籍測量中有著良好的應用，相對于以往的測量方式其具測量較為簡便，且具有較高的測量精度，現今在地籍測繪中被廣為使用。本文在分析了GPS-RTK技術工作原理的基礎上對地籍測繪作業中的工作步驟以及所需要注意的問題進行了分析探討。

[1]孫曉光.WGS-84與地方坐標系轉換參數的優化選擇[J].測繪與空間地理信息，2007（02）.

[2]劉娟，郝建新，張金榜.淺談GPSR TK技術在地籍測量中的應用[J].科技信息，2007（03）.

[3]陳超.淺談GPS、RTK 測量技術在地形和地籍測量中的應用[J].科學大眾，2007（05）.

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A

10.13612/j.cnki.cntp.2015.18.271