图根点控制测量中GPS RTK技术的应用

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摘要：通过论述GPS技术在城市基础测绘中图根控制测量中的应用研究，突出介绍了gps技术在测绘中运用的技术原理、作业流程与实际运用中的注意事项，本研究在多次实践分析的基础上，得出确切的结论：GPS技术不但能够较好的控制测量的精度，而且具有方便快捷等传统导线测量所不具备的优势。

关键词：GPS技术； 图根控制测量；优越性

中图分类号：K826文献标识码： A

GPS即全球定位系统，是一种可向全球用户提供实时、高精度及连续的三维位置、速度及时间信息的卫星导航定位系统，近年来该系统已在测绘行业得到普遍应用，这项技术因其快速、高效、准确及操作简捷等特点现已成为地形测绘、施工放样测量、图根控制测量与控点测量等实时定位的重要手段。

一.GPS rtk的测量原理

GPS技术来自美国，它由卫星，地面监控与用户站三部分组成，能够在海、陆、空全方位进行导航与定位。RTK定位是基于载波相位观测值的一种实时动态定位技术，是GPS测量城市图根测量中GPS技术的应用技术的新突破，它所提供的测站点在坐标系统中的三维定位结果可达成厘米精度，它由基准站与流动站组成，基准站设备主要有数据发射电台与GPS接收机，流动站设备包括数据接收电台和GPS接收机及手持控制器，基准站把观测值与观测站坐标信息传给流动站，流动站接收数据并采集GPS观测数据，通过特定算法得出载波相位整周模糊度，然后通过相对定位模型，就能计算出所在点相对于基站的三维坐标，流动站即可流动也可静止，观测员在完成系统的初始化后，很快就可完成观测点的坐标测量。

二.测绘项目介绍

为加快测绘对城市建设的推动，我测绘院对合作市提供1：500及1：1000的基础测绘服务，通过这一项目的实施可解决合作市城市建设规划中城区坐标系统的改造，进而也推动基础测绘工作的发展与应用，项目的主要内容包括：城区坐标系统改造（合作市45km规划范围内E级GPS基础控制网）、规划区25km测绘范围的GPS二级加密及图根控制、1：600的数字线划图 ( DLG)l4.5k m的数据生产；l：1000 数字线划图( DLG)9.5km的数据生产；

范围内的数字正射影像图(DOM)数据生产；完成数据及和数据库管理平台建设。

三.本研究的GPSRTK图根控制测绘流程

本测量所用仪器包括双频GPS接收机3台，1个基准站， 两个流动站用于RTK测量，采用 “1999合作市城区坐标系统”及“1985国家高程基准 ”。

① 基准站的设置要高标准选择基准站以免影响所有流动站的工作，应选择视野开阔、截止高度角要超过15度、无信号反射干扰、精度高及可靠性好的D、E级GPS基础控制点架设基准站，本次测量将基准站设于H B03号控制点所在的高坡，这样可方便于播发差分改正信号，首先应正在安装连结 GPS天线信号发射天线、主机、电源，然后启动基准站并设 置为动态测量模式就可以开始工作了。②坐标转换关系的建立，在本次承担的项目中，因为GPS控制点的面积超过规划区范围，保存有完整的控制点标志，故运用直接输入1999合作市城区坐标系统与WG S一84坐标系统建立坐标转换关系，控制点选在测绘区周围与中央，并要分布均匀的HD22、HD19、HD11、HD10、HD01共5个，以达到精度的要求，坐标转投关系的建立是RTK测量的基础，其建立的精度给R T K测量成果带来直接影响，所以务必要认真完成。③验证流动站测量图根控制点坐标转换关系，在上述工作完成后就需要进行图根控制点坐标转换关系的验证，随意抽取测绘区D级、E级GPS 控制点进行观测，当 R T K所测坐标和已知坐标的比较差小于2cm（坐标、 高程较差）时，可认为坐标转换关系正确，下一步即可进行图根控制点的测量。

四 .GPS R T K的图根控制测量过程

1. 对图根控制点的布设要求，①每平方公里内1：500的成图要求永久性控制点不得少于32点，建成区范围内每图不少于2点，每平方公里内1：1000的成图要求永久性控制点不得少于4点，建成区范围内每图不少于1点。②永久性或半永久性标志物的设置，非铺装地面如草地、耕作区要埋设混凝土标石；柏油路面与水泥路面要打入水泥钉作测量标志；其它地方采用能满足测图需要的水泥钉、木桩作观测标志即可。③对于布设好的永久性控制点要及时记录点位概况，这样便于成果表中的注点位描述，无法注记时也可用用经纬度代替。

2. 对RTK定位的精度分析在观测区不同位置选取D、E级GPS控制点14点，运用RTK方式测量，与GPS静态测量结果进行比较，结果为两种测量方式所得到的测量结果误差在0.1--1.5厘米之间，这一结果表明RTK测量其精度是符合设计要求的，并且点位之间的误差无关联性，这大大优于传统图根导线测量的方式，克服了其弊端，其精度可以满足本次测量对图根控制点的精度要求。

3. 对图根控制点的施测要求 ①图根控制点技术要符合《全球定位系统城市测量技术规程》 相关规定。②为最大限度的消除RTK测量出现的误差，可在不同时段多次测算，成果误差不大于5 c m时才可且取其平均值作为正式结果，多次观测的图根控制点数量要占到总观测点的60%以上，且要分散到全部观测区。③对于个别大型建筑物附近及小街巷内无法进行GPSRTK测量的，可用导线或分支导线的方式测量。④每个图根控制点至少要能与另外的 任意一图根控制点通视。

4. 本测量项目图根控制点施测结果 所在图根控制点以D、E级GPS控制点及二级GPS 控 制点为基础进行加密布设，整个测区共布有图根控制点1040个，永久性及半永久性标志共设置1276点，全区运用RTK的方式施测的图根控制点个数为988个，占到总数的95.7%，全区重复观测控制点为745个，点到总数的74.9%，比较分析两次观测成果，其平面较差的误差为M p=±0.025 m，高程较差的误差M h =±0.015 m，达到了本项目设计目标要求，观测时间共用14天，超出预计3天完成任务。

五. 综上所述，GPS RTK的测量方式观测用时短、定位精度高，高度自动化、操作简单且形式灵活，可以全天候作业，能节省时间提高效率，减轻人工作业的劳动强度。是一种可以广泛应用于城市图根测量的测量方式，在测量领域有着较大的推广应用价值。

参考文献 ：

[1 ] 金继读， 詹家民，吴庆忠，等．GPS―RTK配合全站仪联合进行数字化测图[ J ]．全球定位系统，2003，19(10)：

[2 ]刘大杰．全球定位系统(GPS） 的原理 与数据处理[ M]．同济大学出版社，2 0 0 7 ．

[ 3 ] 李征航，黄劲松．GPS测量与数据处理[M]．武汉：武汉大学出版社，2005 ．