GPS RTK 在地形測繪、勘測定界和撥地測量中的應用探討

文／袁亮 浙江中通文博服務有限公司杭州分公司 浙江杭州 310000

姜苗苗 浙江中通文博服務有限公司杭州分公司 浙江杭州 310010

曹玲鵬 浙江省國土勘測規劃有限公司杭州分公司 浙江杭州 310000

引言：

GPS RTK 技術，融合了GPS 技術與RTK 技術，其中GPS 技術，即指的是“全球定位系統技術”，此項技術具有全天候持續不斷導航定位能力，可實時導航，且定位精準度高，觀測時間短，操作簡單，可實時獲取監測結果數據。而對于RTK 技術來說，指的是“載波相位差分技術”，此項技術把基準站采集獲取的載波相位傳遞至用戶接收機，然后可進行求差解算坐標操作，有助于作業效率的提高[1]。將GPS RTK 技術應用到地形測繪以及勘測定界等工作領域，有助于勘測精度及時效性的協同提升，進而提升土地測量工作質量水平。由此可見，本文圍繞“GPS RTK 在地形測繪、勘測定界和撥地測量中的應用”展開分析探討價值意義顯著。

1、GPS RTK 技術概述

1.1 技術工作原理

在應用GPS RTK 技術過程中，其工作原理為：把接收機設置于基準站當中，然后處于同一個衛星站將GPS信號發射出來，并處于同一時間范圍內對此信號進行接收，進一步與地理位置、基準站的GPS 型號進行比較分析，通常會出現三種區別情況，即：其一，地理位置區別；其二，距離區別；其三，載波區別[2]。利用RTK 技術選定改正之后的載波與GPS 信息之后，利用無線電臺，快速將相關信息數據傳輸至衛星站，以此保證GPS 勘測數據的準確性，注重得到準確可靠的勘測地理位置。如下圖1 所示，為GPS RTK 技術測量作業示意圖：

圖1 GPS RTK 技術測量作業示意圖

1.2 數據傳輸要點

對于電臺發射頻率來說，通常為300MHz 到300kM Hz 之間。但是，電臺發射信號過程中，易受到外部因素的影響，考慮到外部因素對電臺發射信號產生的干擾能夠得到有效減輕，便可減小發射功率。同時，由于GPS RTK 短距離工作的情況較常發生，距離通常在15km 左右[3]。因此，可適當增加電臺數量，使電臺信號干擾得到有效減輕?；陔娕_發射信號期間，需保證電臺供給壓力的穩定性，進一步提升電臺的發射功率。此外，需注意的是，大功率發射電臺信號，會導致電臺工作耗電量增加。所以，電臺信號發射過程中，需保證電源的穩定性及安全性，進而保證電臺數據傳輸可靠性及安全性的提高。

1.3 技術應用優勢

以往RTK 技術應用過程中，一般需進行基站的設置，基站位置通常處在探測范圍當中。但在基站與基站之間存在較遠距離的情況下，會使探測數據結果發生變化，使探測誤差加大，不利于保證探測結果的可靠性。而對于現代GPS RTK 技術來說，融合了計算機技術、互聯網技術、GPS 定位技術、無線通訊技術，在四大核心技術形成系統化的技術體系滯后，通過具體操控中心發揮相應的作用，可使探測誤差大大減小[4]。并且，以互聯網為媒介，能夠把信息快速地傳遞至操控中心當中，由操控中心對接收到的測繪信息數據進行合理科學處理，可以確保獲取結果誤差的降低。此外，GPS RTK 技術無需進行其他基站的建設，探測體系與探測目標處于同一地理位置當中，不需要增加過多的工作人員，可以使基站建設的時間與空間得到有效節約，保證監測結果數據的可靠性及準確性。如下圖2 所示，為基于GPS RTK 技術的流動站、基準站框架示意圖。

圖2 基于GPS RTK 技術的流動站、基準站框架示意圖

2、GPS RTK 技術在地形測繪中的應用要點分析

地形測繪是土地測量工作中尤為重要的一個環節，在此環節測繪工作中利用GPS RTK 技術的優勢突出，一方面能夠使人力物力資源消耗減少，另一方面可以簡化操作程序，此外還可以確保測繪數據結果的準確度。當然，從地形測繪工作質量水平提高角度考慮，需充分把控好GPS RTK 技術在其中的應用要點。具體而言，GPS RTK 技術在地形測繪中的應用要點如下：

2.1 地形圖繪制要點

在地形測繪工作開展期間，對于地形圖繪制及測量，需采取布設控制點的方式，進而保證繪制成圖的質量。自高等級起，遵循由高至低的基本原則，對控制點進行規范加密布設。然后，以控制點位置為依據，需對測量的目標對象所處位置加以確立，進一步以相關制圖標準為依據，確保地形圖繪制的科學性及規范性[5]?；诘匦螆D繪制期間，通過GPS RTK 技術的應用，可減少較多不必要工序，使逐級布設控制點環節得到有效減少。在對相應的基準控制點進行布設的基礎上，可以將界址點、地形點、地物點等坐標快速得出，進一步利用相應的軟件，可將測繪矢量圖繪制出來。

2.2 地形測繪要點

在測繪工程地形測繪過程中，通常會遇到復雜的測繪環境，且視野相對比較差，考慮到地形測繪成果的可靠性及精準度能夠得到有效保證，可采取GPS RTK 技術進行測繪。與此同時，針對局部房屋相對稠密、GPS信號不夠好的區域，可利用全站儀展開配合測繪作業?？傊?，利用GPS RTK 技術進行地形測繪涉及的要點包括：

（1）測繪前準備工作。以具體測繪工程項目的具體地形分布情況為依據，在測區范圍內選擇≥3 個已知點，保證各已知點能夠均勻分布。然后，在手簿中輸入選定好的WGS 84 坐標及當地坐標，并進行相應的參數轉換處理。打開藍牙之后，連接藍牙，利用好手薄、接收機，完成無線通訊。將流動站設置好之后，與GPRS 保持連接，然后對圖根控制點進行測量，并對碎部點進行采集。

（2）圖根控制點測量。為了優化圖根控制點測量，首先需進行藍牙和GPRS 的連接，連接好之后，在手薄當中輸入采樣率、測量點等，進一步進行相對應的測量作業。倘若解是固定解，需利用相應的軟件，自動求解出平均值，然后當作圖根控制點的坐標。通常，GPS RTK 技術獲得的解為固定解時，精度可達到1-2cm 級別[6]。

（3）碎部點采集。為規范碎部點采集，測繪工作人員需根據工程的實際情況，設置好水平精度與垂直精度，保證兩者均在可控的誤差范圍當中，然后可以將當前點坐標當作碎部點坐標，進一步點擊“保存命令”按鈕進行保存。需注意，由于點與點之間無通視層面的要求，因此若點位精度與相關要求相符，可保存當前點坐標，進一步使野外作業效率得到有效提高。

總之，GPS RTK 技術在地形測繪的價值優勢突出，當然不同的工程測繪項目情況不同，為了規范技術操作，需遵循以下技術操作流程，即：收集測區資料→求轉換參數→選擇并設置基準站，設置流動站→采集外業數據→檢核成果精度→處理內業數據-輸出測繪成果等，具體如下圖3 所示。

圖3 GPS-RTK 技術在工程測繪中的應用流程圖

3、GPS RTK 技術在勘測定界中的應用要點分析

土地勘測定界，為土地測量工程中非常重要的一個環節，涉及用地面積的計算、土地現狀調整、土地定界、明確適用范圍等等。為了提高土地勘測定界勘測成果的精度與時效性，有必要合理科學應用GPS RTK 技術。結合實際工作經驗，GPS RTK 技術在勘測定界中的應用要點如下：

3.1 網點選擇控制

在網點保存地點選擇方面，需確保所選擇的地點與相關標準相符，選定之后對網點進行固定處理，可采取道釘、石頭等相關固定工具。并且，需確保選擇的網點具備良好的視野與地勢，避免控制點受到障礙物遮擋。在控制點附近，避免存在電視塔、高壓線等，進而保證控制點避免受到無線電波干擾[7]。控制點不宜設置在大型建筑物附近，避免其路徑遭遇不良影響。此外，針對建筑物偏多的區域，可多設置幾臺儀器設備，以此確保儀器設備工作效率的提升。

3.2 放樣、埋樁控制

針對界址點，在放樣過程中，需處于控制點坐標范圍內將移動站、基準站設置好，然后進行移動放樣作業。一方面，對項目管理系統充分明確，保證控制點位置為整個項目的中心點。同時，對于電臺頻率，需達到本臺移動頻率標準，與基準站頻率保持一致。另一方面，考慮到能夠有效控制點位，需將界址坐標位置設置好。在開始探測過程中，首先選擇RTK 模式，在初始化之后，再進行測量作業。此外，基于控制點放樣過程中，需對坐標進行重新調整處理。把控好測量方位、具體位置，利用接收機接收相應的信號數據，然后由相關技術工作人員根據提示進行放樣操作。若位置放對，則接收機會發出正確的信號，代表定位成功。

3.3 坐標系統轉換控制

對于RTK 技術坐標來說，為WGS-84 坐標。但對于土地勘測定界來說，采取的是54 坐標。因此，在利用GPS RTK 技術進行勘測定界過程中，需把84 坐標轉換成54 坐標[8]。通?？刹扇∑矫孓D換，或者高程擬合對坐標進行轉換。在高程測量方面，則通常需采取擬合方式，進一步獲取高程測量的曲面、平面、曲線擬合模型。

4、GPS RTK 技術在撥地測量中的應用要點分析

撥地測量，指的是土地使用者，單位或團體，將土地資源轉撥至另外的使用者或者土地管理部門，然后以相關法律法規為依據，明確土地劃撥范圍、樁位界線，準確標定實地的一項測量活動。將GPS RTK 技術應用到撥地測量過程當中，能夠使實地測量數據的準確性得到有效保證。結合實踐工作經驗，GPS RTK 技術在撥地測量中的應用要點如下：

4.1 撥地測量方法的選擇

在實際應用過程中，利用GPS RTK 技術，可對規劃的相關紅線、地物，采取設計坐標方式，應用到實際地形當中，常用的GPS RTK 撥地測量方法較多，主要包括：其一，單點坐標放樣測量；其二，直線加密點放樣測量；其三，圓曲線放樣測量[9-10]。這三種撥地測量方法均具備快捷方便的鮮明應用優勢，在合理科學選用的基礎上，可對工程施工展開實時測量，嚴格根據規劃審批用地范圍展開相應的施工作業，提高施工作業的效率及質量。

4.2 撥地測量數據獲取方法

值得注意的是，基于撥地測量過程中，GPS RTK 技術應用過程，和地接勘察過程類似，均在合理選取測繪點的條件下，利用基準站與流動站，將測繪獲取的數據信息進行詳細分析，進一步輸出撥地測量數據，以此為土地工程建設提供充分有效的數據支持。

結語：

綜上所述，GPS RTK 技術在土地測繪工作中的應用價值顯著。需掌握GPS RTK 技術在地形測繪過程的應用要點，比如地形圖繪制要點、地形測繪要點等。應用在土地勘測定界過程中，則需加強網點選擇控制、放樣及埋樁控制、坐標系統轉換控制等。此外，應用在撥地測量過程中，則需合理選擇撥地測量方法，并掌握撥地測量數據獲取方法等。總之，相信合理科學應用GPS RTK 技術，地形測繪、勘測定界和撥地測量工作效率及質量將能夠得到全面提升，進一步為土地建設工作事業發展提供充分有效的技術保障支持。