GPS RTK在城鎮地籍測量中的價值及實踐

楊興強

（茂名市國土資源勘探測繪院，廣東 茂名 525000）

在我國城鎮化道路的建設中，城鎮地籍管理工作尤為重要，是政府開發利用城鎮土地的基礎，而城鎮地籍測量工作作為城鎮地籍管理工作的基礎，發揮著重要的作用，隨著大量城鎮土地的開發，城鎮地籍管理部門越來越重視城鎮地籍測量工作。隨著GPS RTK技術在城鎮地籍測量中的應用，我國城鎮地籍測量的測量速度越來越快，精準度越來越高，使得其在地籍測量中的應用逐漸普及開來。

1.GPS RTK在城鎮地籍測量中的工作原理

GPS RTK技術也稱為載波相位實時動態差分定位技術，是以WGS-84坐標系為基礎，在測量中采用相位差分進行動態測量的技術，廣泛適用于當前測量工作中。RTK系統是由基準站、流動站以及通訊系統組成，基準站包括GPS接收機、GPS天線、無線電通訊發射設備以及電源和基準控制器等，流動站包括GPS接收機、GPS天線、無線電通訊接受設備以及顯示控制器。其工作原理是基準站將接受的載波相位與基準站信息發送到流動站，流動站自身在接收GPS信號時，接收基準站的載波相位與GPS信息，將接收到的基準站信息傳入控制器，并將基準站的載波相位與自身接收的載波相位進行差分處理，求解出兩站的基線值，再輸入相應坐標、轉換參數與投影參數，即可得出實時位置坐標，RTK實際工作原理如圖。基準站將載波相位發送到流動站來求差接算坐標是RTK的差分法，這是實際的RTK測量技術，而基準站將載波相位修正后發送到流動站，再由流動站對載波相位進行修正再得出坐標，叫做修正法，也稱為準RTK。RTK的應用的關鍵技術是數據傳輸與數據處理技術。

RTK工作原理圖

2.GPS RTK技術在城鎮地籍測量中的價值

GPS RTK技術應用在城鎮地籍測量工作中擁有傳統地籍測量技術不能相比的優勢：

2.1 測量精度高

GPS RTK技術應用先進的自動化技術、通訊技術、GPS以及計算機技術，在測量時定位精準度高，基準站與各流動站之間的精度是獨立的，不存在誤差累計，在一定的作業范圍內能夠達到厘米級的精度。

2.2 作業要求低

RTK技術的作業要求極低，只要滿足電磁波的有效傳輸即可進行精準作業，因此能進行全天候的測量，受地形、氣候、能見度等因素影響較小。

2.3 操作簡便，功能強大

隨著科學技術的不斷進步，RTK技術所用GPS接收機也在不斷改進，具有自動化程度高、體積小、重量輕的特點，便于操作，在進行站點設置時，只需要進行簡單的設置，就能夠獲得測量坐標或者進行坐標放樣。RTK技術應用了先進的數據傳輸與數據處理技術，因此其能夠快速進行數據的傳輸與處理，功能強大

2.4 測量效率高

相比于傳統的城鎮地籍測量技術，在一級、二級、三級與圖根點控制點布設和部分地形測量中RTK技術擁有超高的測量速度，一般在進行測量時只需要單人操作，在幾秒內即可獲得一個點精準的三維坐標，測量效率高。

3.GPS RTK在城鎮地籍測量中的不足

3.1 受衛星影響

在RTK測量中，GPS衛星的運行狀況影響著測量的精度，在我國某些地區的城鎮地基測量工作中，受衛星影響，GPS信號不能有效傳輸，RTK測量很難得到固定解。在目前隨著我國北斗衛星不斷增加，和現在三星的RTK出現，使得GPS衛星影響因素逐漸減弱。

3.2 受電離層影響

根據實際檢驗，在廣東粵西地區在下午RTK測量受電離層干擾較大，延長了站點的初始化，在有些情況下站點不能夠完成初始化，尤其是在中午一至三點的時候，RTK測量難以得到長期固定解不利于測量。

3.3 信號傳輸易受影響

在RTK數據信號傳輸時，容易受到多種因素影響，如建筑物阻隔，山體、水源等反射，城鎮電磁干擾等；信號傳輸還會受到對空通視不足影響；在某些山區地區的城鎮還會在高程轉換時遇到困難，導致精準度下降。除此之外，當基準站與流動站的距離超出時，信號傳輸也會受到影響，導致誤差加大。

4.GPS RTK在城鎮地籍測量中的實踐應用方法

GPS RTK應用在城鎮地籍控制測量和部份地形測量中時相當的優勢，本次研究以GPS RTK技術在某城鎮地籍測量工作中的應用為例，來分析RTK技術在實際測量工作中的實踐應用方法以及所需要注意的關鍵點。該測繪區域位于整個城市北部，屬于工業區域居民生活區，城市建筑物密集，交通線路復雜，無線電信號復雜，在交通線兩旁普遍栽植桐低矮茂盛的喬木。本次城鎮地籍測量遍布整個城區，該城區用地種類眾多，權屬關系較為復雜，宗地數量眾多，權屬界址點數相對較大。本次測量區域約60km2，采用GPS RTK測量技術能夠快速精準的完成測量工作。在實際測量工作之前進行實地勘察，對技術手段進行了多次的實踐檢測與調整。

4.1 選定基準站

在使用RTK技術進行城鎮地籍測量時，基準站的選定以及布設是GPS RTK測量工作的關鍵點。本次測量在進行基準站的布設時，一般選擇較高的樓頂進行布設，遠離電視塔與多種城市信號天線，地形較平緩，與各流動站之間的數據傳輸受影響較小，周圍無GPS信號反射。使用靈銳S86一體化GPS RTK測量系統，在5km半徑范圍內布置流動站能夠清晰接受基準站數據，選定該城區7點C級GPS三位控制網點造成本次測量基準框架，利用7個控制點的WGS-84坐標系與1980年西安坐標系成果得出其坐標轉換參數。

4.2 流動站設置

在進行流動站的設置時，使用運輸箱來放置處測桿之外的部件，本次測試系統的流動站設置在基準點5km之內，能夠穩定清晰的接收來自基準點的載波相位，在布設時離GPS信號干擾強烈的地區，在進行流動站的初始化時保證其能夠穩定接收至少4顆以上的衛星信號。

4.3 GPS RTK精度試驗

本次試驗選取1個GPS RTK測量基準網點，布設基準站，流動站在基準站5km半徑范圍內，對該城鎮的一、二級控制點總共22個進行測量，得出控制點的坐標，并采用其他幾種測量技術進行測量，將其測量結果與RTK測量結果相比較。

4.4 GPS RTK定位精準度評價

根據測量，RTK測量結果與其他測量技術得出的結果差在厘米級，最大為3.5cm，最小為1.3cm，平均差為2.3cm。評價得出GPS RTK測量結果點數精準度達到厘米級，給單位不存在誤差累積，能夠滿足對于城鎮地籍測量中權屬界址點的測量精度要求。

4.5 GPS RTK測量誤差控制

GPS RTK測量出現誤差的主要原因有GPS系統誤差、RTK設備誤差、測量環境影響、測量人員的專業水平不足、測量方法有誤等，在測量時要采取措施避免誤差，在誤差已經出現的情況下，要從這五個方面分析。GPS系統誤差主要是衛星運行的錯誤導致，對城鎮地籍測量工作來說影響可以忽略不計；RTK設備誤差常常是由于天線問題，只要校正天線即可，而在其他設備誤差情況中，需要結合實際做好設備維修與更換。在出現自然環境影響而導致的誤差時，可以在測量時結合實際，通過加設雙頻RTK同步差分，嚴格控制天線高度角；對受電磁干擾與信號反射而出現的誤差則采用移動流動站，遠離干擾區域。由測量人員以及測量方法而導致的誤差需要結合實際培養專業的人才，并改進測量方法，從而減小誤差，降低誤差影響。

4.6 GPS RTK測量質量的提升

在當前GPS RTK測量質量的提升主要應用的方法為已知點檢核比較法與重測比對法。已知點檢核比較法應用最為廣泛，主要是通過比較來檢核RTK測量控制點的坐標來找出首次相符合的數據與測量數據的誤差，再進行糾正；重測比對法是進行二次數據測量與比對。除此之外還能夠使用電臺變頻實時提升GPS RTK的測量質量。

5.結束語

在城鎮化飛速發展的今天，城鎮地籍管理工作極為重要，是當前土地開發利用的基礎。隨著GPS RTK技術的發展，城鎮地基測量工作也將其帶入，大大提升了測量的精度與速度由于GPS RTK技術擁有傳統測量技術不能相比的優點，被廣泛應用在城鎮地基測量工作中，而在實際測量中，要進行合理規劃設計，避免其不足。GPS RTK技術有效推動了城鎮地籍管理的水平，促進了我國城鎮土地開發與利用的效率。