浅谈GPS-RTK结合全站仪在鹤山市农村地籍调查中的应用

浅谈GPS-RTK结合全站仪在鹤山市农村地籍调查中的应用

周泳锋

鹤山市国土资源信息中心529700

摘要：随着GPS技术和数字网络传输技术的发展，GPS-RTK技术系统将有效解决数据传输困难、临时基站架设和人员设备投入多等诸多问题，使地籍地形测量变得更加轻松和简单易行，同时，RTK技术应用具有工作效率高、定位精度高、数据处理能力强和操作简单易于使用等优势。本文就GPS-RTK结合全站仪在鹤山市农村地籍调查中的应用进行探讨，操作可行性高、技术优越性好，通过结合GPS全站仪测量技术能够最大限度的消除影响，对农村地籍调查工作具有重大意义。

关键词：GPS-RTK；全站仪；农村地籍测量

引言

GPS-RTK技术是在GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度，是一种新的GPS定位测量方式，其精密定位可直接应用于测量、建筑、商业地图测绘、土木工程、精准农业、地面工程、摄影测量等。

近年来，GPS-RTK技术的出现以及GPS空间定位的精度的不断提高，符合一般地籍测量的要求，并广泛应用于农村地籍测量中。农村地籍测量，与其它测量不同，它是对法定地块边界的定界、标界、量测和测图及对地块上建筑物的测量。

目前，鹤山市农村地籍调查工作已经在10个镇街全面开展，其主要工作就是进行农村地籍测量。农村地籍调查工作是明晰农村宅基地产权关系，保护农村宅基地使用权人的合法权益，规范农村宅基地管理，建设社会主义新农村的一项重要的工作，和城镇地基调查相比，农村地基调查具有范围广、地域分散的特点。下面主要介绍GPS-RTK结合全站仪技术的局限性、优越性和使用中应注意的问题进行分析，并结合鹤山市农村地籍调查工作实例对GPS-RTK技术进行可行性论证，拓展GPS-RTK技术在测量领域的应用范围。

1.鹤山市农村地籍测区的地形概况和作业方法

1.1测区的地形概况

鹤山市位于广东省南部珠江三角洲腹地，与南海、顺德隔江相望，325国道、江鹤和佛开高速公路、江肇高速公路纵横贯穿全市，水陆交通便利，因市内有山形似仙鹤而得名。全市总面积1082.73平方公里，下辖10个镇（街），常住人口46万。人称“海内一个鹤山，海外一个鹤山”。东西最宽约58.7公里，南北相距约42.3公里，境内丘陵、平原、水乡交错。本测区为低山丘陵区，山势平缓、地形开阔。

1.2作业方式的选择

因大部分测区分布分散，而且测区内没有达到控制要求的图根控制点，如采用常规全站仪测量，难以将控制点坐标传递到测区。另外测区内高差较大，造成通视困难，会限制新作的控制点所控制的范围。而采用GPS-RTK方式测量，因其是双频接收机，能很好地消除大气电离层对定位的影响，一般距离在5km内只要移动站和基站之间通讯良好就可以精确定位。而且在测图时，RTK方式测量不需要作图根控制点也不需要施测点与基站通视。因此，鹤山测区选择采用GPS-RTK方式测量。

2.GPS-RTK结合全站仪技术的优势性和局限性

2.1GPS-RTK的工作原理

在已知点上安置接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标和误差（即基准站和流动站坐标差，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标和高程）。

2.2农村地籍测量的方法

一是地籍控制测量：利用现有的可用已知点作为控制点的起算点，一般农村地籍控制网布设城市二级和三级控制网就能满足控制精度要求。布设每个网型中必须有三个已知点起算点，以保证起算精度。首级控制采用GPS静态测量方法测量，图跟控制采用GPS-RTK方法加密测量。

二是地籍碎部测量：对地籍碎部测量在采用GPS测量时往往会有一定的局限性，因此需要配合全站仪测量方法使用，为提高效率，可使用GPS-RTK的方法测量为全站仪器测设摆站点和后视点，在分散区域或是封闭的独立区域这种方法尤为有效。

2.3GPS-RTK技术的优势性与局限性

传统的农村地籍测量方法是先采用全站仪对整个测区布设控制点，然后在布设的控制点上进行碎部测量，其工作方法是利用全站仪在野外实地测量各种地籍要素（控制点和目标点）的数据，在数据采集软件的控制下，实时传输给电子记录簿，经过预处理后，按相应的格式存储在数据文件中，同时配绘草图，供测图软件进行编辑成图。

而GPS-RTK结合全站仪技术在农村地籍测量中的运用，同传统的测量手段相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，同时RTK测量智能自动化、集成化程度高，数据处理能力强，能够实现角度、距离的自动计算，技术容易掌握，而且成果精度高，但是要求测站点间与碎部点间必须通视，并且受到测量的视距长度的限制，在大面积测量中是不可取的。因此，在农村建筑物较多，并伴有高山树林，信号接收受到阻碍，容易导致测量精度降低而变得无法测量，还需要全站仪配合使用最佳。

3.使用GPS-RTK结合全站仪测量技术要注意的若干问题

GPS-RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，①数据处理技术：目前采用运动中快速求解整周模糊度的算法OTF已能在1分钟内实现整周模糊度快速准确求解，较好地解决GPS信号失锁状态下快速重新初始化。②数据传输技术：RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。因此，能否连续地、可靠地接收基准站播发的信号，是GPS-RTK能否成功的决定因素。在实际应用中，为保障GPS-RTK的可靠性和精度，必须注意以下三个方面的问题。

3.1基准站观测点位选择

RTK定位的数据处理过程是基准站和流动站之间的单基线处理过程，基准站和流动站的观测数据质量的好坏对定位的影响很大。为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求基准站上空应尽可能的开阔，让基准站尽可能跟踪和观测到所有在视野中的卫星，在5-15高度角以上不能有成片的障碍物。

为减少各种电磁波对GPS信号的干扰，在基准站周围200米范围内不能有强电磁波干扰源，如大的无线电发射塔、高压电线。为避免多路径效应的发生，基准站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域。由于电台信号属于直线传播，为了基准站和流动站数据传输更远，基准站应选择在地势较高的点上，并且不要远离测区。

3.2坐标参数的选择

坐标参数的选择对所测成果的精度影响很大。GPS采用WGS-84坐标系，由于目前鹤山市基本使用的是113°西安80平面坐标系，因此必须转换到113°西安80平面坐标系，然后再投影到高斯平面上。因此，坐标转换精度是个非常重要的问题，在选择公共点求参数时应对测区范围内的已知点进行筛选。

如要采用RTK高程，还必须做到：求转换参数时测区外围要有一定数量的高等级并有经过水准联测的控制点，所选公共点不要远离测区并均匀分布在测区周围。要在不同时段分别观测检查其测量粗差，并进行一定数量的已知点检验。

3.3技术的操作规范

技术设计方案的合理性和准确性对测量成果的质量和可靠性也起着重大的影响，例如基准站的选择、坐标系的选择、观测时间的选择、质量控制方法等等。此外，要严格规范操作，减少人为因素对测量精度的影响。

4.结语

实践证明，GPS-RTK测图在鹤山市农村地籍调查工作中不但省时省工省力，定位精度高、观测时间短并可实时提供三维坐标、误差不累计、操作简便、减轻劳动强度等优点，尤其是在通视条件差、常规测量仪器完成难度较大的区域进行野外作业时，能够使测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳融合，进而达到缩短工期，节约成本的目的，因此，具有高精度定位功能的GPS-RTK测量技术适合更加广泛的被应用于各种工程测量领域之上，充分发挥经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]郭秋.刘贺春.GPS-RTK技术在地形图测绘应用中的精确性和可靠性研究.山西华晋岩土工程勘察有限公司，2008，（23）：11-14；

[2]孙海东.GPS-RTK技术在地形测量中的应用.科技天地，2009，（50）：42-43；

[3]支卫斌.RTK数字化全要素地籍地形测量中的应用.职业时空，2010，（6）：147.