GPS-RTK技術在國土測量中的應用探討

2021-01-16 消費導刊雜誌社

摘要:伴隨著我國國土資源信息化建設的不斷發展,社會對國土測量技術的精度和效率等有了更高的要求。傳統的國土測量方法存在成本高、作業強度大、效率低等劣勢,難以滿足當前國土測量管理的現代化要求,而GPS-RTK技術的出現,充分發揮了其準確度高、運算快、效率高等優勢,在提升國土測量精度,提高管理效果等方面發揮了重要作用。本文簡要闡述了GPS-RTK的相關概念,探討了有關GPS-RTK技術在國土測量中的應用問題及質量控制措施。

關鍵詞:GPS-RTK技術;國土測量;應用

中圖分類號:文獻標識碼:A

1GPS-RTK技術相關概念

1.1基本概念

GPS技術的全稱為全球定位系統,是由空間、地面控制和用戶設備等部分所組成的。其在測繪、通信及其他各個領域都得到了廣泛應用。GPS-RTK技術是將GPS技術作為基礎,在建立具有可靠性的中心基站後,由施測人員攜帶GPS流動站,通過一系列操縱獲得準確的三維定位信息,其精度能夠到達cm級。

1.2 GPS-RTK測繪技術的基本原理

RTK技術是指將GPS接收機架設在固定基準站中,通過對衛星進行連續觀測,利用無線電傳輸設備實現觀測數據向流動站的傳輸,確保數據信息具有實時性。流動站接收端GPS信號後,需要計算觀測數據,並以相對定位的原則為基礎,使得三維坐標及其精度能夠在流動站中得到準確顯示。同時,通過RTK技術實現定位,將誤差控制到最低,從而有效保證地籍測繪成果的精度。RTK地籍測繪的主要設施包括固定站和用戶觀測站,需要在已知點架設基準站,並展開連續觀測,在觀測過程中應確保觀測位置為測區中間,並確保觀測位置不受高大樹木及建築物等遮擋物所遮擋。同時,觀測位置和周邊高壓線的位置應當大於50m,且不能存在幹擾物體,防止對觀測精度造成影響。流動站應當架設在帶測點上,並和基準站共同接收信號。

2國土測量中應用GPS-RTK技術的優勢分析

2.1 GPS-RTK技術的應用能夠有效的節約人力

在傳統的國土測量中一般需要多人進行配合,共同完成國土測量的工作,而GPS-RTK技術的呈現,就大大節約了人力,這項工作僅需一人就能夠完成測繪,在設備設置完成之後能夠順利地在測量工作中直接在界址點進行數據採集,整個的操作流程快速簡單,方便高效,在一定程度上減少了不必要的人員浪費,所以能夠有效的節約人力。

2.2 GPS-RTK技術的應用可以縮短測量工期

由於GPS-RTK技術的應用,最大的特點就是能夠提升地形測量的精準度,這一特點能夠有效地提升測量數據的可靠性、安全性,為後續的工作開展提供精準的數字依據。GPSRTK技術尤其在地形複雜、物品較多。難以測量的地方將會取得更好的測量效果,能夠解決傳統測量方式中由於地面障礙物帶來的測量不便的問題。

2.3 GPS-RTK技術的應用有效的提升測量數據的精準度

由於GPS-RTK技術相比於傳統的測繪技術具有較高的自動化程度,這一特點就能夠使得國土測量中的內業作業和外業作業都進行高效解決。在具體的工程測量的過程中,採用RTK技術進行控制測量和放樣測量的方式,能夠有效的確保它的精確度。

3誤差分析

GPS-RTK測量技術在國土測量具體應用過程中雖然具有很多優勢,但是也存在一定缺陷,在對該項技術進行應用時要全面了解數據誤差,有助於工作人員依據具體情況通過合理分析並採取相應措施來縮減誤差,實現高水平測量作業。具體測量期間,產生誤差的原因主要有以下幾點:

(1)基準換站中出現誤差。導致誤差發生的原因有坐標系統轉換引起的誤差,同時也會引起控制點誤差,這都會對最終的測量結果造成不良影響。

(2)工作人員採用的接收設備在應用過程中存在誤差,其中最為常見的誤差是由於天線相位中心變化造成的,此時相關的工作人員要採取合理的措施對誤差進行消除,但是在具體作業過程中的一些誤差是無法避免的,技術人員需要通過認真操作來有效減小這些誤差,以減弱這些誤差對最終測量結果造成的不良影響。

4國土測量中GPS-RTK技術的應用

4.1布設GPS地籍控制網

GPS地籍控制網的布設,需要特別注意以下3方面:

4.1.1基準設計

地籍控制網的基準設計具有較高的複雜性,並且設計包括位置、方向及尺度等多種參數,因此,在設計GPS地籍控制網基準時,通常應用整體平差法展開計算。在這一過程中,需要先明確控制網的位置基準。基準設計可以採用2種方法:(1)將控制網中的點作為坐標值,並將其進行固定;(2)不對任何點進行固定,通過自由網穩擬平差法來有效確定GPS地籍控制網的基礎位置。在這一過程中,利用最小約束法對GPS控制網進行平差,並且不會對整個GPS地籍控制網的定向和尺度產生影響。但是這種方法的應用,會導致點的精度和控制網位置會存在一定差異。

4.1.2點位選擇

GPS技術的應用具有一定靈活性。因此,點位的選擇不需要確保各個測量站之間能夠相互通視,只需要測量GPS即可,所以較為簡單。基於GPS控制網,點位和測量結果的選擇需要有一定關聯性,所以在選擇點位時,需要事先仔細觀察和監測測區的地理情況及標誌點的分布情況,從而最大程度地滿足觀測點的選擇合理性和需求。

4.1.3處理觀測數據

使用GPS-RTK技術進行測量前,需要對原始觀測數據進行預處理,特別是需要計算基線向量等參數,以便後續能夠對其進行同步校對,從而有效保證觀測數據的準確性。另外,還需要採用平差計算方法合理確定觀測量。

4.2 GPS-RTK地籍細部的測量

GPS-RTK技術是以GPS系統為發展基礎,通過GPS系統的應用,快速有效地確定了流動站在指定坐標的三維定位結果,並且能夠保證該坐標的精確度。通過應用這一特點,使得GPS-RTK技術在公路沿線、郊區以及農村等的地籍細部測量過程中的應用十分廣泛。地籍細部測量是建立在地籍平面控制測量的基礎上的,需要根據相關調查規程,有效測量特定宗地的權屬界址點、線、形狀、位置等內容。通常來說,需要將地籍細部測量的誤差控制在10cm以內,若是地籍細部測量存在一定困難,則需要將誤差控制在15cm以內。其中,測量界址點是地籍細部測量的重點,其測量精度與地基調查結果和土地確權都有著直接的影響,因此,必須確保界址點測量的精度和準確度。通過科學應用GPS-RTK技術,能夠有效保證地籍細部測量中界址點測量的精度。另外,對於測量過程中的特殊情況,比如,難以有效接收GPS信息時,可以合理利用全站儀、測距儀等設備或儀器,從而有效提高測量的有效性以及測量結果的精度。

4.3 GPS-RTK技術在建設用地勘測中的應用

RTK技術是GPS技術的延伸發展,通過RTK技術的應用,能夠實時獲得測量點的精準三維定位坐標,並保證精度處於cm級。同時,RTK技術的應用具有較高的準確性和測量速度,並且靈活性較強,能夠有效保證測量效率,從而滿足建設用地勘測對於精度的實際需求。因此,在應用GPS-RTK技術進行建設用地勘測時,需要採用RTK對界樁位置進行實時測量,從而實現土地使用範圍及面積的計算。同時,RTK技術還能夠勘測定界放樣,能夠有效簡便建設用地勘測的程序,減少了傳統勘測的工作量,有效節約了人力資源的浪費。除此之外,RTK技術還能夠對土地使用情況進行動態檢測,有效提高了監測的精度和效果,實現監測目標,順利推進地籍管理工作有效進行。

5 GPS-RTK技術在國土測量過程中的質量控制

在國土測量過程中,GPS-RTK技術的質量控制可以使用檢核已知點法或覆核比較法進行。首先,檢核已知點法是指利用RTK技術測繪收集控制網點,並將其與首級控制網坐標進行比較校核,滿足精度要求後才可實際展開測量,從而保證測繪質量。覆核比較法是指在每次測量開始前,通過對部分圖根控制點進行RTK複測,滿足精度需求後才可展開實際測量。在圖根測量過程中,需要嚴格校驗各個特定點複測精度,滿足要求後才能進行後續測量。同時,對於每個控制點必須二次測量,才能確保地籍測繪質量獲得有效控制。當前,GPS-RTK技術重複測量值的水平誤差應小於2cm,高度誤差應小於或等於5cm。

結束語

綜上所述,GPS-RTK技術在國土測量過程中的應用,具有測繪精度高、運算快、靈活性強等優勢,在測繪領域逐漸實現廣泛應用,對於提高測繪質量和效率,促進國土測量管理效果的提升具有重要意義。伴隨著我國科學技術的繼續發展,GPS-RTK技術也將不斷發展,從而為我國土地測量工作奠定良好的技術基礎。

參考文獻

[1]王孟晨.地籍測繪中GPS-RTK技術的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2018(10):92.

[2]鍾仁健.GPS-RTK在地籍測繪中的應用[J].科技與創新,2017(15):145-146.

(孫紅梅 梁山縣自然資源和規劃局 山東 濟寧 272600)

投稿郵箱:xfdk5052@163.com

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