论文部分内容阅读
【摘要】随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK（RealTime Kinematic）测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。RTK测量技术因其精度高、实时性和高效性，使得其在城市测绘中的应用越来越广。本文介绍了GPS RTK技术的基本原理，对该技术在土地测绘中的控制测量做了一些尝试，对该技术在土地测绘中的局限性进行了探讨。
【关键词】GPS；土地测绘；控制应用
GPS RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统。实时RTK平面精度2cm+2ppm高程精度为5cm+1ppm作业距离达15KM，该仪器集成性能较好，主机、电源、数传电台一体化，整机功率低，17AH基站蓄电配2个锂电可连续工作12小时，RTK基站自动智能设置，移动站一键飞梭。
GPS RTK技术系统配置包括以下三部分：①基准站接收机；②移动站接收机；③数据链。基准站接收机设在具有已知坐标（也可无已知坐标，地势较高）的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF（On The FLY）算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。
1.GPS地籍控制网点的精度和密度
地籍测量的首要任务，是进行全测区的控制测量，它是测绘地籍图件和数据采集的基础，而地籍控制网点的精度和密度，主要是为满足测量土地权属范围的特征点，即界址点服务。网点密度，GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。由于城镇地区界址点密度较大，故在保证网点的点位精度条件下，控制点密度力求增大到便于测定界址点，必要时在GPS网下再加密一级图根导线，便于能直接从图根点测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大并且长短边结合灵活方便，因此，各级网可视需要分期布设，也可一次性混合布设到需要的密度。
2.GPS技术引入地籍细部测量
地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分，目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，对于城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为15cm。利用GPS RTK技术完全能满足上述精度要求，建议在适合布设GPS点的部分测区使用该项技术。对于影响GPS卫生信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈，这样有利于加快地籍细部测量进度。
3.RTK技术在建设用地勘测定界中的应用前景
建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围，测定界桩位置，测量使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积等测绘技术工作，它为各级政府的国土资源部门审批土地、地籍管理提供依据和基础资料。建设用地勘测定界的工作程序为：审查用地文件及有关图件→现场踏勘→图上红线设计→实地放样→复核测量→面积量算→绘制建设用地界图→填绘建设用地管理图→资料整理→归档，经反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。利用GPS RTK技术进行勘测定界放样，能避免解析法和关系距离法放样等放样方法的复杂性，同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序，特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大型工程的放样更为有效和实用。
GPS RTK是指载波相位实时动态差分（Real-Time Kinematic）定位，它是GPS定位发展到现在的最新技术，TRK实时处理能达到cm级精度（1~2cm±2ppm·D），完全满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求。通过同时接收卫星信息与基准站发送的改正信息，经过解码，自动给出且有厘米级精度的定位数据。然后，利用微机通过Trimmap软件传送到TDCI电子手簿供实地勘测定界放样。利用RTK放样是坐标直接放样，并且建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由Trimmap构件中的面积计算功能利用坐标计算并检核。
4.GPS测量的外业实施
4.1选点GPS测量测站点之间不要求一定通视,图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。
4.2观测根据GPS作业调度表的安排进行观测,采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10s。在3个点上同时安置3台接收机天线（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。
5.GPS测量的数据处理
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。
6.结束语
6.1GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到300m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。
6.2GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。
6.3GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少（仅联测5个），致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。■
【参考文献】
［１］GPS精密测地系统原理．王广运等．
［２］GPS卫星测量定位理论与应用．张守信．
［３］GPS卫星测量原理与应用．周忠谟．
［４］GPS测量原理及应用（3S丛书）．徐绍铨等．
【关键词】GPS；土地测绘；控制应用
GPS RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统。实时RTK平面精度2cm+2ppm高程精度为5cm+1ppm作业距离达15KM，该仪器集成性能较好，主机、电源、数传电台一体化，整机功率低，17AH基站蓄电配2个锂电可连续工作12小时，RTK基站自动智能设置，移动站一键飞梭。
GPS RTK技术系统配置包括以下三部分：①基准站接收机；②移动站接收机；③数据链。基准站接收机设在具有已知坐标（也可无已知坐标，地势较高）的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF（On The FLY）算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。
1.GPS地籍控制网点的精度和密度
地籍测量的首要任务，是进行全测区的控制测量，它是测绘地籍图件和数据采集的基础，而地籍控制网点的精度和密度，主要是为满足测量土地权属范围的特征点，即界址点服务。网点密度，GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。由于城镇地区界址点密度较大，故在保证网点的点位精度条件下，控制点密度力求增大到便于测定界址点，必要时在GPS网下再加密一级图根导线，便于能直接从图根点测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大并且长短边结合灵活方便，因此，各级网可视需要分期布设，也可一次性混合布设到需要的密度。
2.GPS技术引入地籍细部测量
地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分，目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，对于城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为15cm。利用GPS RTK技术完全能满足上述精度要求，建议在适合布设GPS点的部分测区使用该项技术。对于影响GPS卫生信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈，这样有利于加快地籍细部测量进度。
3.RTK技术在建设用地勘测定界中的应用前景
建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围，测定界桩位置，测量使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积等测绘技术工作，它为各级政府的国土资源部门审批土地、地籍管理提供依据和基础资料。建设用地勘测定界的工作程序为：审查用地文件及有关图件→现场踏勘→图上红线设计→实地放样→复核测量→面积量算→绘制建设用地界图→填绘建设用地管理图→资料整理→归档，经反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。利用GPS RTK技术进行勘测定界放样，能避免解析法和关系距离法放样等放样方法的复杂性，同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序，特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大型工程的放样更为有效和实用。
GPS RTK是指载波相位实时动态差分（Real-Time Kinematic）定位，它是GPS定位发展到现在的最新技术，TRK实时处理能达到cm级精度（1~2cm±2ppm·D），完全满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求。通过同时接收卫星信息与基准站发送的改正信息，经过解码，自动给出且有厘米级精度的定位数据。然后，利用微机通过Trimmap软件传送到TDCI电子手簿供实地勘测定界放样。利用RTK放样是坐标直接放样，并且建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由Trimmap构件中的面积计算功能利用坐标计算并检核。
4.GPS测量的外业实施
4.1选点GPS测量测站点之间不要求一定通视,图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。
4.2观测根据GPS作业调度表的安排进行观测,采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10s。在3个点上同时安置3台接收机天线（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。
5.GPS测量的数据处理
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。
6.结束语
6.1GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到300m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。
6.2GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。
6.3GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少（仅联测5个），致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。■
【参考文献】
［１］GPS精密测地系统原理．王广运等．
［２］GPS卫星测量定位理论与应用．张守信．
［３］GPS卫星测量原理与应用．周忠谟．
［４］GPS测量原理及应用（3S丛书）．徐绍铨等．