试论地籍测量中GPS-RTK技术的有效应用

试论地籍测量中GPS-RTK技术的有效应用

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摘要:现阶段GPS-RTK技术得到了飞速发展,其空间定位精度越来越高,测量稳定性也越来越好,该项技术在地籍测量领域中广泛应用。本文首先阐述了GPS-RTK测量技术的工作原理和应用特点,其次,论述了地籍测量的精度要求,最后,探讨了GPS-RTK测量技术在地籍测量中的应用。

关键词:GPS-RTK技术;地籍测量;精度;应用

引言

随着现代科学技术的飞速发展和不断革新,大地测量技术也得到了较大的发展,其中一项重要的技术就是GPS-RTK技术,该项技术与传统的测量方式相比,具有更高的空间定位能力,测量结果稳定可靠、并且具有实时显示等优点,广泛应用在地籍测量中。

一、GPS-RTK测绘技术的基本原理

GPS-RTK测量技术也被称为实时动态定位技术,它是一种较为新式的GPS测量技术,GPS-RTK的基本工作原理如下:将两台或两台以上的GPS接收机系统进行无线连接,将安装在给定位置点上的GPS接收机设定为基准站,将其余的GPS接收机设定为流动站,将GPS接收站的观测信息(主要包括基准站高程、基准站坐标以及转换参数等),利用无线通信网络,在控制手簿上进行实时记录,基准站和流动站接收来自同一个GPS卫星发射的信号。首先,基准站接收信号,然后,基准站将信号通过无线网将观测信息传输到流动站,流动站在接收到观测信号后,将其与自身的观测信号做差分处理,这样就能够得到本站点的高程值、坐标值以及实际精度值,之后将这些数据与预设值对比,如果比较的精度达到预设的误差指标,手簿就会锁定当前测量值,将测得的坐标、精度等数据记录在案,完成测量。最后,利用相关测图软件输出地形图,从而完成地籍测绘。

二、地籍测量的精度要求

在测量工作中,为了保证需要的测量精度,需要确保测量误差在一定范围内,与传统的地籍测量方式相比,GPS-RTK测量技术点位精度高,误差累积问题无需考虑,并且能够满足地籍测量的需求。

(一)基准站位置要求

流动站的测量时效性和精度受基准站的影响较大,因此,GPS-RTK测量的实施过程中,非常重要的一点是选择合适的基准站位置。基准站设置的区域应该具有开阔的视野,以便保障测量区域被直接观测。同时,为了保障GPS卫星信号不受到障碍物的阻挡,GPS天线要与水平地面呈现出大于15°的倾角,同时基准站周围100m的范围内,要避免有电磁波辐射源例如雷达、高压线等的干扰。

(二)基准站架设高度要求

GPS-RTK作业中信号的发射是重要的一环,这就对基准站的假设高度提出了一定的要求。如果基准站的假设高度设置的较低,而观测距离又比较长,则远距离信号的传输效果会变得较差,因此,如果想要观测到较远的位置,应当将基准站的架设高度进行抬升,一般可以在较高的地点架设站点,进而可以较好地减少建筑物对通讯造成的干扰。

(三)基准站PDOP值要求

PDOP值是GPS-RTK有效作业中需要考虑的因素之一。因此在进行GPS-RTK作业之前应当用随机软件进行卫星星历的预报,保障PDOP值小于5的基础上进行GPS-RTK测量,只有满足这个条件,才能保证在测量的过程中找到“固定解”。

(四)设置数据链

出于便携式的考虑,当前GPS-RTK设备主机中,通常将数据链与GPS接收机做集成,形成一体化。就数据链设置而言,为了保证基准站在远距离测量时的可靠稳定,数据链应该使用高增益天线,可以去掉无线电中继站等辅助设备。对于数据链传输问题而言,通常会利用电台通讯方式,这样的数据传输会更具有稳定性、可靠性,保持误码在一个较小概率。GPS-RTK作业中,测量距离较远的情况无法避免,工程中,为了保障作业距离的有效性,一般将电台发射天线架设在高处,使发射天线保持较高的工作高度。

三、GPS-RTK技术在地籍测量中的应用

(一)基准站位置的选定和建立

GPS-RTK测量技术的核心是基准站,而基准站也是完成地籍测量数据传输的关键,所以在选择基准站时应多方面注意:(1)因为基准站借助电台发射信号,所以选定时一定要注意其具有一定高度,要保证基准站有效的传输信息。(2)为防止基准站在传输信息时数据链丢失,选定基准站需要周围无GPS信号反射物,要选定在非反射作业区域,这样能够保障传输的信息具有完整性。(3)如果基准站受到信号干扰不能正常工作,相关处理方法是将基准站迁移到无线电通信的稳定区域。

(二)测绘作业

在地籍测量中,使用GPS-RTK测量技术,一般需要2台以上的GPS接收机进行测绘工作,其中安排一名测绘人员在测量点进行定点测绘,安排另一名测绘人员在基准站处。测绘工作开始后,首先对系统进行初始化,确定GPS-RTK坐标系,然后将GPS-RTK测量装置参数关闭,进行站点设置,可以将站点分为已知与未知两种。

(三)对质量控制的应用

基准站获取的测量数据中,不可避免的必然会有一定的误差,这些误差来源多方面:(1)基准站建设过程中,各种情况不尽相同,存在着人为误差和系统误差等等,这方面,工程上可以发挥发质量控制优势,尽量排除地籍测量中的人为干扰因素,控制好误差。(2)GPS-RTK的测量结果误差要尽量减少,观测者利用工作经验,使用观测仪核实测量结果,判断数据是否有效;或者通过反复测量,经过对多次测量的结果分析,提高测量结果的精度。进行质量控制时,能够同时提高测量数据的准确度和质量,服务更高效、高规格的地籍测量工作。(3)此外,还可以通过构建控制网,进行观测数据约束,以此来提高GPS-RTK技术地籍测量的获取数据的质量以及精确度,降低误差出现的频次。

(四)地籍碎部测量

GPS-RTK测量技术在地籍碎部测量中优势非常明显,因为利用该项技术进行测量时,不需要通视,在基准站架设完成后,仅需一人就独立完成作业,采点速度快,作用范围广。由于GPS-RTK的计算速度较快,记录一组数据仅需1Hz,在此状态下,仅需1s就能够完成一组数据的测量和记录,测图的工作效率得到了较大的提升。使用GPS-RTK测量技术可以进行城市地籍碎部测量的详细方式如下:第一,测量员首先要对对仪器初始化;第二,在需要测量的地形地貌碎部点当中,测杆对中,待气泡居中后,开始进行测量,大约几秒后,获取此点的地理位置坐标,如果系统提示精度已满足误差要求,就可将此点进行保存记录;第三,待测区当中全部地形地物点位都完成了测定后,工作人员利用专业的数据传输以及处理软件,将测量的结果导出。

(五)放样

GPS-RTK测量技术还可以用于工程中的放样操作,此时需要使用行业专用坐标编辑软件进行位置编辑,然后将坐标点信息传送到GPS手簿当中,方便后续的野外操作。具体操作:按照提示挑选好放样点之后,GPS-RTK就会动态解算获得的天线所在位置的坐标,工作人员将其与待放样的坐标比较,判断两者的方位和距离差别。之后应用GPS手簿的界面文字和图形导航到点,逐渐靠近目标位置,这种作业方法可以更加迅速的定位到放样点。

结语

综上所述,在当前阶段的地籍测量工作中,GPS-RTK测量技术的应用不仅能够有效降低测量难度,提高测量效率,并且所需的人力较少,能够很大程度的提高地籍测量工作的效率和质量。随着该项技术的不断成熟,未来地籍测量中将会得到更多的应用,服务行业测量工作。

参考文献

[1]唐辉.GPS定位技术在城镇地籍控制测量中的应用研究[J].山西农经,2018(13):126-127.

[2]马云飞.GPS快速静态及RTK技术在物探中的应用研究[D].吉林大学,2007.

作者简介

赵延真,生于1990年,男,汉族,山东潍坊人,大学本科,研究方向:测绘工程。

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