摘要：目前，由于GPS技術(shù)在地籍測量中具有布點靈活、全天候觀測、觀測及計算速度快、精度高等優(yōu)點，在國內(nèi)各省市的城鎮(zhèn)地籍測量中得到廣泛應(yīng)用。為此，本文作者就傳統(tǒng)地籍測繪和RTK技術(shù)作比較，同時通過實例就RTK技術(shù)在地籍測量中的精度及優(yōu)勢進行了闡述。
　　關(guān)鍵詞：地籍測量，精度，GPS，RTK
　　
　　0前言
　　在地籍測繪中RTK技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比,具有明顯的優(yōu)勢。由于GPS測繪不受天氣、時間的影響各點之間不存在誤差累積,避免了傳統(tǒng)地籍測繪中由于邊長過長等原因帶來的誤差累積,提高了精度。利用RTK技術(shù)能夠成功地在現(xiàn)場就發(fā)現(xiàn)不合格的測繪成果,提高了效率。傳統(tǒng)地籍測繪的數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)化,必須等到事后處理,而RTK技術(shù)具有實時將一個坐標系統(tǒng)精確地轉(zhuǎn)換到一個特殊坐標系統(tǒng)的能力。
　　1RTK技術(shù)在地籍測量中實現(xiàn)的關(guān)鍵
　　在地籍測量中,進行RTK定位時,基準站把觀測值及測站已知坐標通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送到移動站,移動站不僅采集GPS觀測數(shù)據(jù),而且通過數(shù)據(jù)鏈接收到基準站數(shù)據(jù),并在移動站上形成差分觀測值后,實時求出移動站厘米級精度坐標。移動站可處于靜態(tài),也可處于動態(tài),可以在一個固定點上進行初始化后進入動態(tài)工作,也可以在動態(tài)條件下進行初始化。其主要的關(guān)鍵技術(shù)如下：
　　○1RTK系統(tǒng)采取了快速算法,能夠快速準確地求解出整周模糊度。常用的方法有模糊度函數(shù)法、FARA法和組合搜索技術(shù)。但是有時候會因為初始過程中的各種誤差導致整周模糊度求解的結(jié)果不可靠。這時就需要對RTK的成果質(zhì)量進行控制,利用重測RTK的測量鏈比較復(fù)核。
　　○2RTK定位要求基準站實時向移動站發(fā)送信息,數(shù)據(jù)傳輸速度一般不低于9600bit。數(shù)據(jù)鏈拉得遠,可以減少參考點的設(shè)立和避免頻繁轉(zhuǎn)站;數(shù)據(jù)鏈健,GPS初始化運行的時間會明顯減少,提高工作效率。
　　○3RTK測量是在WGS284坐標系中進行的,而地籍測量是在當?shù)刈鴺嘶蛘?4坐標上進行的,RTK是用于實時測量的,要求立即給出當?shù)氐淖鴺嘶蛘?4坐標,因此,坐標轉(zhuǎn)換工作更顯重要。在工程應(yīng)用中經(jīng)常遇到當?shù)厝我庾鴺?一般使用平面轉(zhuǎn)換和高程擬合的方法。平面轉(zhuǎn)換模型為:
　　X1X0cosθsinθΔX1
　　=+(1+m)
　　Y1LocalY0-sinθcosθΔY184
　　式中,Xi、Yi是當?shù)刈鴺讼禍y量點坐標,X0、Y0是平移參數(shù),m是兩個坐標系的尺度比差,ΔXi、ΔYi是WGS284的投影坐標差。此計算模型至少需要2個公共點。
　　高程擬合有曲線擬合、平面擬合和曲面擬合等多種模型。為了提高精度,最好選2個以上均勻分布于測區(qū)的點利用最小二乘來求解轉(zhuǎn)換參數(shù),做到能有效控制測區(qū)以及保證足夠的精度。為了校驗參數(shù)的精度和準確性,還可以選用幾個點不參與計算,代入公式起校驗作用。也可利用Bursa模型解求7個轉(zhuǎn)換參數(shù)來進行坐標轉(zhuǎn)化。如果測區(qū)的范圍不大,可不考慮7個參數(shù)中尺度比和旋轉(zhuǎn)參數(shù)時,可現(xiàn)場求定3個平移參數(shù),得到滿足一定精度要求的轉(zhuǎn)換參數(shù)。
　　○4參考點的選擇和建立。參考點的位置應(yīng)該滿足的條件是:有正確的已知的坐標;應(yīng)該在地勢較高而且交通方便,天空較為開闊,周圍無高度角超過10°的障礙物,有利于衛(wèi)星信號的接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)射的位置;為防止數(shù)據(jù)鏈的丟失以及多路徑效應(yīng)的影響,周圍無GPS信號的發(fā)射物、無高壓線、電視臺、無線電發(fā)射臺、微波臺等干擾源;應(yīng)選擇土質(zhì)堅實、不易破壞的位置。
　　2RTK技術(shù)用于地籍控制測量
　　現(xiàn)在RTKGPS測量定位誤差一般為10mm+1×10-6根據(jù)控制測量規(guī)范要求Ⅰ級導線點的點位誤差為±5cm,從理論上分析利用RTKGPS測量完全能滿足地籍Ⅰ、Ⅱ級導線控制測量和圖根控制測量的要求。
　　在市東郊的RTK地籍控制測量中,該測區(qū)屬城市邊緣,地勢平緩,無高大建筑物,由于有果樹、灌木和房屋阻擋,用全站儀布導線則難以通視,又由于工期緊迫,所以采用RTK(1+1)進行測量。考慮到作業(yè)半徑小于5km,而已知點較少,采用了2個點求3個參數(shù)進行坐標轉(zhuǎn)換,再到3km外2個已知點上檢核,誤差小于0.02m,可以滿足要求。流動站由一個測量員操作,兩天時間就完成了50個5″點和圖根點的測量。為了檢核精度與靜態(tài)GPS測量進行了比對,靜態(tài)測量點位誤差小于0.011m,高程誤差為0.010m。點位精度比較結(jié)果如表1所示,可以看出RTK的精度完全滿足測量的要求。
　　　　
　　表1點位精度比較/m
　　在具體工程中,可以根據(jù)測區(qū)的實際情況,靈活地布點,得到高精度的圖根地籍控制網(wǎng)這樣就能夠保證界址點坐標,的精度。界址點精度有了保證,地籍圖的精度也就有了保證。同時,利用RTK技術(shù)還能夠在交通或者地形條件不好等測量有困難的地方進行GPS聯(lián)測。若測區(qū)為相互獨立的A,B兩測區(qū),A測區(qū)已測,B測區(qū)未測。應(yīng)用RTK技術(shù),就可以在A測區(qū)內(nèi)一點上建立基準點,不必在兩測區(qū)中間設(shè)計連接點,通過A測區(qū)上的已測點直接傳遞到B測區(qū)。
　　3RTK技術(shù)用于地籍碎步測量
　　與采取全站儀相比,采用RTK技術(shù)在地籍碎步測量中也具有非常突出的優(yōu)勢：
　　采點速度快,因為解算速度已達到20Hz,一般用1Hz,即每秒鐘就可以記錄一組觀測數(shù)據(jù),所以初始化完成后單點采集的時間幾乎可以忽略不計。
　　作用范圍廣,減少做控制和換站的工作量。一般在沿基準站方向阻擋較少的地區(qū),RTK作用半徑可達十幾公里。多臺接收機可以同步工作,而且相互不影響,也無誤差的積累。實踐證明,在相同的時間內(nèi),一臺流動站大約是一臺全站儀工作效率的2倍。
　　實現(xiàn)單人操作,節(jié)省勞動力。在保證基準站安全的前提下,每臺流動站只需要一人。
　　RTK定位方式在碎步測量上也有其不足之處。它雖然不要求流動站與基準站通視,但是要求GPS接收機的衛(wèi)星信號接收天線對天通視,在測量建筑物、構(gòu)筑物、林帶時往往無法靠近被測地物而無法測量，這就需要全站儀等光學儀器的配合使用。
　　利用RTK技術(shù)應(yīng)當注意的幾個問題：
　　○1用距離有限,RTK測量在解算整周模糊度時,需要一個近似的估值,該估值是以相位常規(guī)差分測量得到的,作用距離太大時,該估值就大,有可能在運動狀態(tài)下無法搜索到可靠的整周數(shù)解,導致作用距離有限,一般要得到厘米級的精度,基準站和流動站的距離不能超過20km,要得到亞米級的精度作用距離就不能超過50km。
　　○2基準站與移動站必須在所有測量時間內(nèi)維持4顆以上公共衛(wèi)星連續(xù)鎖定。
　　○3在應(yīng)用實時動態(tài)GPS進行測量的時候,可能會出現(xiàn)信號受阻擋、衛(wèi)星信號中斷、衛(wèi)星失鎖等現(xiàn)象。這時GPS能夠自動重新進行初始化,在初始化的過程中,精度將會降低到常規(guī)差分GPS的精度。為了保證測繪成果的質(zhì)量,有時初始化成功以后,還需要重測附近的點來檢核初始化結(jié)果是否正確。
　　○4利用實時動態(tài)GPS進行控制測量所作的控制點時,兩點間最好通視,以方便全站儀等其他儀器的聯(lián)測。
　　4結(jié)束語
　　應(yīng)用RTK技術(shù),使得地籍測繪的精度、作業(yè)效率和實時性達到最佳的融合。隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的增強,數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性,抗干擾性水平和軟件水平的提高,傳輸距離的增加,RTK技術(shù)將在地籍測量和其他領(lǐng)域得到更廣闊的應(yīng)用。
　　
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