动态GPS-RTK在城市数字化中的应用

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摘 要:本文简要介绍了实时动态差分（GPS－RTK）系统的基本原理.，结合其在实际测图中的应用，分析了其在地形测量中的好处，并对实际作业中两种作业方法进行分析。

关键词:GPSRTK数字化测图

中图分类号： P231.5 文献标识码： A 文章编号：

引言：GPS RTK(RealTmi eKinemat-ic,实时动态)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的一种新的GPS定位测量方式,是GPS应用的重大里程碑,因其操作快捷、直观、精度高、实时性强、自动化程度高、定位误差不累积等优点,被广泛应用于工程放样、地形测图、各种控制测量等工程领域中。地图的测绘是工程设计、施工的基础,提高绘图的效率及成图质量是测绘工作者长期研究的课题。传统的测量方法劳动强度大,出错机会多。随着测绘技术的飞速发展，各种带内存的全站式电子速测仪及RTK技术在测绘工作中的普及，数字化测图也有了更新的完善。

2.Leica GPS1200实时动态差分GPS－RTK的基本原理及特点

实时动态差分测量的基本原理是，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可视卫星进行连续的观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户流动观测站。在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示流动站的三维坐标及其精度。

3.数字地形测图的基本思想

数字地形测量又被称为地形测量自动化，即用于测量和绘图的工具在很大程度上实现了

自动化或半自动化，如自动记录数据，自动处理数据，自动绘制图形，以及作业环节的连接和过程的自动化。数字地形测量是利用全站式电子速测仪或GPS RTK在野外快速采集有关地物、地貌的各种信息并及时记录在数据终端上，然后在室内通过数据接口将数据终端中的数据传输给计算机，并由计算机对数据进行处理而形成绘图数据文件，由绘图软件成图。

4.数字化测图的方法

数字化测图一般采用带内存的全站式电子速测仪和计算机相结合的作业方法，由观测员和负责野外采集数据的作业员相配合，通过对讲机等通讯设备进行交流将地物、地貌的各种信息存储到仪器中。由于整个作业过程是由多人合作，比较费时费力，而且在作业员报告地物名称、类别和输入过程中都有可能出现错误，为以后内业处理数据增加很大的工作量。随着GPS技术日新月异的发展，数字化测图又增加了一种新方法，并在测量领域中得到广泛应用。

两种测图方法的比较

首先，利用GPS RTK我们野外作业不用再布设大量的图根控制点。在开始测量时，我们在GPS手簿中建好作业，然后通过内业或外业求出能够覆盖整个测区的转换参数，把这个参数加到当前作业中，就可以工作了。和全站仪相比较，能节省了大量的人力、物力、财力。

在通视条件不好的地区，更能体现出GPS RTK巨大的优势。由于GPS RTK是接收卫星信号，地面的起伏、建筑物的阻挡及有雾的天气这些在全站仪很难解决的问题，对于GPS RTK来说构不成太大影响。

在记录地物、地貌的各种信息时，我们可以调用GPS手簿中已经建好的编码库中的数据，也可以根据具体需要现场添加编码，很方便。而且由于是作业员自己操作，就保证了采集数据的完整和可靠性。

在外业数据采集完成以后，作业员通过数据输出端口把数据传到计算机上，通过绘图软件就可以成图了。由于整个作业过程都是由测量员自己独立完成，成图后的内业工作就比较轻松，这样能保证在最短的时间内完成测量任务，并且成图的质量得到有效保证。

在内业检查过程中，如果我们发现了出现了一些需要外业解决的问题，比方说测区范围不够，地物有遗漏等等。我们只需要把保存到微机上的原始数据记录文件（Leica GPS1200为DBX文件）重新拷贝到子目录下，里面相关测量参数等信息就被重新读到仪器中，我们在校核好控制点后，就可以直接测量了，省略了测量工作前很多准备工作，既方便又省时，还避免了由于测量时间过长，图根控制点难以寻找的烦恼。

测量任务完成后，我们需要上交相关测量记录。全站仪测图需要提交大量的图根控制资料，以及测量时的设站、校核记录，并且要逐项检查，这也需要花费很多时间。而GPS RTK测量数据我们都储存在微机里，只需要简单的整理检查，就可以打印装册。和全站仪比较起来，更加方便快捷。

举一个例子来说明：gps-rtk 技术在管线地形测量中的应用

(1)RTK 技术测量的作业流程

RTK 管网地形测绘工程的总体流程（如图 1）：

图1污水管网RTK测最流程图

(2) 测量前的准备工作

准备工作是 GPS 接收机和数据处理软件的熟悉使用，在认真科学分析了测区地形情况的基础上，应编制管线测量的操作规程和组建科学合理的测量队伍。 一个作业队伍应该至少有仪器操作员、记录员。仪器操作员的任务是操作 GPS 接收机，监视工作状态是否正常。

(3) 基准站的架设

在靠近所测管网的道路中线应布置基准站，同时有利于 RTK 的测量,所布置的观测点位要稳定、保证通视、 长时间保存以及排除有严重影响测区卫星信号的因素。 同时基准站之间的直线距离要满足电台的覆盖范围和功率。 为了得到最好的有效数据半径，尽量布设在所处较高的地方。

(4)基准站、移动台的参数设置

首先，应用手簿进行项目的新建包括项目名、椭球参数、投影参数、坐标转换参数。 然后利用手簿分别进行基准站、移动台的蓝牙连接设置，设置的内容包括位置、数据链、其他等设置，需注意的是基站和移动台的设置要一致， 这样才能保证管线测量工程的顺利进行。 当基站和移动台在传送接收差分信号后就可以开始工作。根据已知点进行参数转换求解

选取至少三个已知控制点（如表 1）对整个测区进行控制，控制点应该均匀分布在测区周围，然后根据这些已知点利用 RTK 自带的参数求解模型进行参数求解，并应用到管线测量中，确保 WGS-84 坐标转换成测区所需坐标转换参数。

6.GPS RTK作业的流程

GPS RTK作业的原则与实施

因为GPS RTK接收机需要接收卫星信号，基准站安放的位置比较重要。基准站一般要选在远离树林、微波站等有强干扰的地方。地势尽量要高一些，以便更好地接收电台信号。

作业前我们在求测区的转换参数时，参加求转换参数的控制点最好均匀分布在测区周围。如果测区范围过大，应该分片、分段分别求取，这样才能保证测图精度。

开始作业时时，要对已知控制点进行校核，校核精度满足GPS测量规范相关规定，才能进行测量。测量结束后，还要对控制点进行复核，校核无误后方可收仪器。

结语：综上所述，利用GPS RTK实时测量、快速定位、三维放样等功能，再加上GPS RTK是全天候测量系统，其在复杂环境下拥有超强的作业能力，和计算机绘图软件相结合，逐渐成为数字化测图的一种重要手段，成为测绘行业的一种新趋势。

参考文献：

[1]刘基余,等,编著.全球定位系统原理及其应用.测绘出版社，1995.

[2]Leica .GPS1200.实时测量参考手册.

[3]全球定位系统（GPS）测量规范.CH2001-92.