利用GPS-RTK技术进行地籍测量论文_张彩玉

利用GPS-RTK技术进行地籍测量论文_张彩玉

赣州市晔兴测绘服务有限公司 江西省赣州市 342300

摘要:近年来,随着科技的迅速发展,GPS-RTK测量技术水平不断提高,对我国建设事业的发展具有重要意义,在现代技术测量过程中,通过计算机和卫星技术的有效结合,从而有效的提高了地籍测量的准确性,GPS-RTK技术取得了非常快速的发展,有效的推动了我国现代化的建设的进程。

关键词:GPS-RTK;地籍测量;界址点测量

引言

GPS全球定位系统(Global Positioning System)是由美国国防部联合美国海、陆、空三军为满足其军事导航定位而建立的无线电导航定位系统。由于GPS具有实时提供三维坐标的能力,因此在民用、商业、科学研究上也得到了广泛应用。从静态定位到快速定位、动态定位,GPS技术已广泛应用于测绘工作中。

地籍测量是土地管理工作的重要基础,它是以地籍调查为依据,以测量技术为手段,从控制到碎部,精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图,以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。

1、RTK应用于界址点测量的分析

由于RTK是利用高空中的卫星进行定位的,在定位过程中是有很多干扰因素的存在的,加之RTK自身的不完善,这样就会影响RTK的定位精度,对于RTK能否达到上述测量工作的精度要求,以及实际应用时能否方便的操作使用,对此,我们要对RTK进行界址点测量的可行性进行实例论证,并制定以下方案。

为了论证RTK用于界址点的测量,我们采取以下方法:先用RTK进行界址点测量,再用全站仪用一定的方法对界址点进行检验测测量,最后进行精度分析。对于分析的结果我们可以与《地籍测量规范》中的规定值进行比较,看测量结果能否达到要求。

地籍测量是精确测定土地权属界址点的位置,同时测绘供土地和房产和管理部门使用的大比例尺的地籍平面图,并量算土地和房屋面积。常规的测量方法(如用经纬仪、测距仪等)通常是先布设控制网点,这种控制网一般是在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点;最后依据加密的控制点和图根控制点,测定界址点的位置并按照一定的规律和符号绘制宗地图;这种测图方法不仅要求测站点界址点通视,而且要求至少2~3人操作,作业效率较低;而利用RTK技术不仅可以高精度、快速地测定各级控制点的坐标,甚至可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以测定界址点。采用 RTK技术用于地籍界址点测量,在宗地间指界过程中,就可以完成界址点的平面坐标数据采集,并能得到厘米级甚至更高精度,提高了工作效率及经济效益。

2、RTK的误差来源和测量精度

(1) RTK定位的误差,一般分为两类:同距离有关的误差:包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。同仪器和干扰有关的误差。同仪器和干扰有关的误差:包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象因素;对固定基准站而言,同仪器和干扰有关的误差可通过各种校正方法予以削弱,同距离有关的误差将随移动站至基准站的距离的增加而加大,所以RTK的有效作业半径是有限制的(一般为几公里)。同距离有关的误差的主要部分可通过多基准站技术来消除。但是其残余部分也随着移动站至基准站距离的增加而加大。

(a)同距离有关的误差

轨道误差:目前轨道误差只有几米,其残余的相对误差影响约为1×10-6,就短基线(<l0km)而言,对结果的影响可忽略不计,但是对20~30km的基线则可达到几厘米。

电离层误差:电离层引起电磁波传播延迟从而产生误差,其延迟强度与电离层的电子密度密切相关,电离层的电子密度随太阳黑子活动状况、地理位置、季节变化、昼夜不同而变化,白天为夜间的5倍,冬季为夏季的5倍,太阳黑子活动最强时为最弱时的4倍。利用下列方法可使电离层误差得到有效的消除和削弱:利用双频接收机将L1和L2的观测值进行线性组合来消除电离层的影响:利用两个以上观测站同步观测量求差(短基线);利用电离层模型加以改正。实际上RTK技术一般都考虑了上述因素和办法。但在太阳黑子爆发期内,不但RTK测量无法进行,即使静态GPS测量也会受到严重影响。太阳黑子平静期,其误差一般小于5×10-6。

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对流层误差:对流层误差同点间距离和点间高差密切相关,一般可达3×10-6。

(b)同仪器和干扰有关的误差

天线相位中心变化:天线的机械中心和电子相位中心一般不重合,而且电子相位中心是变化的,它取决于接收信号的频率、方位角和高度角。天线相位中心的变化,可使点位坐标的误差一般达到3~5cm。因此,若要提高RTK测量的定位精度,必须进行天线检验校正。

多路径误:多路径误差是RTK测量中最严重的误差,其大小取决于天线周围的环境,一般为几厘米,高反射环境下可超过l0cm。多路径误差可通过选择地形开阔、不具反射面的点位、采用具有削弱多径误差的各种技术的天线、基准站附近铺设吸收电波的材料等措施予以削弱。

信号干扰:信号干扰可能有多种原因,如无线电发射源、雷达装置、高压线等,干扰的强度取决于频率、发射台功率和至干扰源的距离。为了削弱电磁波幅射副作用,必须在选点时远离这些干扰源,离无线电发射台应超过200米,离高压线应超过50米。

气象因素:快速运动中的气象峰面,可能导致观测坐标的变化达到1-2dm。因此,在天气急剧变化时不宜进行RTK测量。

(2) RTK测量采用求差分法降低了载波相位测量改正后的残余误差及接受机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响,使测量精度达到厘米级,一般系统标称精度为10mm+2×10-6。工程实践和研究证明RTK测量能达到厘米级精度。有研究表明,RTK测量的平面精度在数据链信号接收半径小于4-5km时可保持较高精度,用全站仪检查其中误差在±5cm以内),大于5km时测量误差明显增大。另外作业时接收到的卫星数目越少,RTK测量结果误差越大,但只要能接收到5颗以上卫星,得出的固定解就能达到仪器标称精度。

3、RTK的技术特点

(1)工作效率高:在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完4-5km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数,移动站一人操作即可,劳动强度低,作业速度快,提高了工作效率。

(2)全天候作业:RTK测量不要求基准站、移动站间光学通视 ,只要求满足“电磁波通视”,因此和传统测量相比,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,在传统测量看来难于开展作业的地区,只要满足RTK的基木工作条件,它也能进行快速的高精度定位,使测量工作变得史容易史轻松。

(3)定位精度高:只要满足RTK的基木工作条件,在一定的作业半径范围内(一般为4-5km )RTK的平而精度和高程精度都能达到厘米级。

(4)操作简单,易于使用:现在的仪器一般都提供中文菜单,只要在设站时进行简单的设置,就可方便地获得二维坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便地与计算机、其他测量仪器通信。

结语

应用RTK技术,使得地籍测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合。随着数据传输能力的增强,数据的稳健性,抗干扰性水平和软件水平的提高,传输距离的增加,RTK技术将在地籍测量及其他领域得到更广阔的应用。GPS RTK技术己经在地籍测量界产生了重大变革,带来了空前的高效率。随着RTK价格的降低,它将会被测量部门所普及,随着RTK的广泛使用,它将使GPS的应用领域获得极大地扩展,从根本上提高测量的质量和作业效率。但是,对于RTK的不足之处还有待于改进。

参考文献

[1]汪胜国.地籍测量中的RTK技术和其他技术[J].岩土工程技术,2004,4(10):1-5.

[2]徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应用[M]. 武汉:武汉大学出版社,2003.

[3]王毅明,钟金宁,黄志洲等. GPS-RTK测量技术的应用于体会[J],现代测绘,2003.(02):28-29.

[4]詹长根.地籍测量学[M]. 武汉:武汉大学出版社,2001.

论文作者:张彩玉

论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期

论文发表时间:2019/10/28

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