解析RTK在地籍测量中的广泛应用.doc

1、解析 RTK 在地籍测量中的广泛应用摘要：随着测绘事业的发展，空间定位精度的不断提高，RTK 技术已被广泛地应用于地籍测量中。本文通过对地籍测量、RTK 的操作原理、测量精度等及其在地籍测量中的使用做了详细阐述，使 RTK 技术在确保测量成果精度可靠性的前提下，提高了地籍测量的效率。 关键词：地籍测量；RTK ； 精度；操作原理 ； 应用 Abstract: with the development of Surveying and mapping, spatial positioning accuracy continues to improve, RTK technology has be

2、en widely applied in the cadastral survey. Based on the cadastral survey, RTK operation principle, measurement accuracy and in the cadastral survey of the use of detail, the RTK technology in the premise of ensuring measurement accuracy of the results of reliability, improves the efficiency of cadas

3、tral survey. Keywords: Cadastral Survey; RTK; precision; principle of operation; application 中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 一、地籍测量 地籍测量是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，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，是土地管理工作的重要基础。 （一）测量内容 地籍平面控制测量，是指在地籍测量区内，依据国家等级控制点选择若干控制点，逐级测算其平面位置的过程；地籍细部

4、测量，是指在地籍平面控制点的基础上，测定地籍要素及附属地物的位置，并按确定比例尺标绘在图纸上的测绘工作。 地籍测量必须以土地权属调查为先导，在地籍调查表及宗地草图的基础上进行，其成果是土地登记的依据。地籍测量的精度要求及成图比例尺，取决于所测地区地籍要素的复杂程度及经济发展要求。地籍基本图比例尺一般为 1500 或 11000，经济繁荣的城镇地区，精度要求较高，宜采用 1500，独立工矿区和村庄也可采用 12000。 （二）测量特点 地籍测量具体表现如下： 1、地籍测量是在地籍调查的基础上进行的，其测量成果根据土地管理和房地产管理等相关的要求提供不同形式的图、数、册等资料。它在对完整的地籍调查

5、资料进行全面分析的基础上，选择不同的地籍测量技术和方法。 2、地籍测量的技术标准既要符合测量的观点，又要反映土地法律的要求，必须符合土地法律的要求。根据土地管理和房地产管理对图形、数据和表册的综合要求组合不同的测绘技术和方法。地籍测量技术是普通测量、数字测量、面积测算、摄影测量与遥感、大地测量、空间定位技术等技术的集成式应用。 3、地籍测量为土地管理提供了精确、可靠的地理参考系统。地籍测量技术不但为土地的税收和产权保护提供精确、可靠并能被法律事实接受的数据，而且借助现代先进的测绘技术为地籍提供了一个大众都能接受的具有法律意义的地理参考系统。 4、地籍测量工作有非常强的现势性。由于社会发展和经济

6、活动使土地的利用和权利经常发生变化，所以地籍测量工作比一般基础测绘工作更具有经常性的一面，且不可能人为地固定更新周期，只能及时、准确地反映实际变化情况。 5、地籍测量是一项基础性的具有政府行为的测绘工作，是政府行使土地行政管理职能的具有法律意义的行政性技术行为。现阶段我国进行的地籍测量工作的根本的目的是国家为保护土地、合理利用土地及保护土地所有者和土地使用者的合法权益，为社会发展和国民经济计划提供基础资料。 6、无论是产权的初始登记，还是变更登记或他项权利登记，在对土地权利的审查、确认、处分过程中，地籍测量所做的工作就是利用测量技术手段对权属主提出的权利申请进行现场的勘查、验证，为土地权利的法

7、律认定提供准确、可靠的物权证明材料。所以说，地籍测量具有勘验取证的法律特征。 二、RTK 的相关阐述 （一）RTK 技术工作原理 实时动态测量技术（Real Time Kinematic，简称 RTK） ，是以载波相位观测测量为根据的实时差分 GPS 测量技术，RTK 系统由基准站、流动站和数据链组成。RTK 定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求 9600 的波特率，这在无线电上不难实现。它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。它是 GPS 测量技术发展中的一个新突破。

8、其基本思想是：在基准站上安置 1 台接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站 GPS 接收机在接收 GPS 卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差X、Y、H，加上基准坐标得到的每个点的 WGS84 坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标 X、Y 和海拔高 H） 。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。 （1）基准站

9、位置的选择 接收机设在具有已知坐标的参考点位上，连续接受所有可视 GPS 卫星信号。同时，RTK 的数据链采用超高频电磁波，它的传输距离与接收机天线的高度、地球曲率的半径及大气折射等因素有关。所以基准站必须远离各种强电磁干扰源（如高压线等） ；同时为减少多路径效应的影响，基准站周围应无明显的大面积的信号反射物（大面积水域、大型建筑物等） ；另外，基准站电台天线之间无高大的遮挡物（高层建筑物等） ，且天线尽量设置高些，以提高数传电台的传输距离。 （2）选择流动站 流动站要先初始化，即确定整周未知数，完成整周未知数的搜索求解后，进入动态作业。RTK 工作时要求能够接收 5 个以上的卫星；迁站过程中

10、不能关机，不能失锁；能同时接收到 GPS 卫星的信号和基准站播发的差分信号。流动站随着与基准站距离的增大，测量精度会降低，所以流动站与基准站之间的距离不能太大（10范围） 。 （3）数据链的设置 能否实时接收基准站的差分信号，是 RTK 能否成功的决定因素，也是制约 RTK 测程的关键因素。其最大的传输距离是由接收机天线高度、地球的曲率半径及大气折射等因素决定的。因此在沙漠、戈壁、平原、海域等地区 RTK 定位的效果较好；而在城镇地籍进行 RTK 测量时，其成果质量及作业效率将受到一定的影响。 （二）RTK 精度分析 由于地籍测量中容易发生建筑物、街道等阻挡 GPS 信号，应该采用 RTK 结

11、合常规测量方法进行。根据全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范 ，RTK 图根点测量平面坐标转换残差不应大于图上 0.07mm，高程拟合残差不应大于 1/12 基本等高距。RTK 图根点测量流动站观测时应采用三脚架对中、整平，每次观测历元数应大于 20 个，采样间隔 25秒，各次测量的平面坐标较差应不大于 4cm，大地高较差应不大于 4cm，并取各次测量的平面坐标中数和大地高中数做为最终结果。RTK 图根点测量平面测量各次测量点位较差不应大于图上 0.1mm，高程测量各次测量高程较差不应大于 1/10 基本等高距。 1、RTK 精度测量包括以下几个部分： （1）坐标系转换导致的精度损失-G

12、PS 测得的是 WGS84 坐标，该坐标需要经过投影、转换才能变成施工中使用的地方坐标系，这个转换过程受投影变形、施测精度、区域地形等的影响必然会有精度损失。 （2）如果是网络 RTK 方式作业，其精度又受 CORS 网的精度限制了，一般情况下会比电台作业方式的精度更低，但特点是作业区域大，不需要自己求转换参数。 （3）仪器本身的精度-目前各品牌 GPS 的 RTK 标称精度多数都是平面 10mm+1ppm，高程 20mm+1ppm，以平面为例，这个参数是指仪器本身有10mm 的固定误差，再加上 1ppm 的比例误差。 （4）人为操作导致的误差-放样时气泡是否居中，下桩时桩子中心有没有对准放样

13、点也会影响精度。场地附近无高压线等电磁影响，一半控制在 2-3cm，一般我们最大没有超过 5cm。一般测量环境好的时候，XY 都在 2cm 以内，差点的 5cm 以内。 2、RTK 测量误差来源及消弱措施 RTK 测量误差来源主要有系统误差、RTK 设备误差、测量环境误差、操作员专业水平和测量方法等方面。从途径来源可以概括为：同仪器和GPS 卫星有关的误差包括天线相位中心变化、轨道误差、卫星钟差和观测误差。同信号传播有关的误差包括电离层误差、对流层误差、多路径误差和信号干扰。 RTK 测量误差消除和经常对 RTK 设备进行校准检查，加强操作人员的业务培训。同时对固定基准站，同仪器和 GPS 卫

14、星有关误差可通过各种校正方法予以削弱，同信号传播有关的误差将随移动站至基准站的距离的增大而加大，需控制 RTK 的有效作业半径（10KM 以内） 。 （三）RTK 技术进行地籍测量的优缺点及改进措施 1、RTK 技术在地籍测量中的优缺点 采用 RTK 技术进行测量时, 全天候作业、不要求通视、不需要频繁换站、不受常规的多个技术条件限制,只需一人背着仪器在待测的点位上停留 10-30 s,同时输入特征编码,通过电子手簿或便携机进行记录。在满足点位精度要求下,将一个区域内的地形、地貌点测定后,回到室内用专业测图软件输出所需要的地形图。利用 RTK 技术测定点位时,节省人力、物力,很大程度上提高了测

15、图的工作效率。 在 RTK 定位上虽不要求流动站与基准站相互通视，但在测量高大建筑物、构筑物时，往往因无法靠近被测地物而无法测量，还需要全站仪的配合。同时必须保证 RTK 在城镇地籍测量时所测星数不少于 5 颗，RTK测量才能得到固定解。 2、RTK 技术改进措施 为防止数据链的丢失及多路径效应的影响，基准站远离 GPS 信号的发射物、远离高压线、电视台、无线电发射台等干扰源。基准点应选在地势较高且交通方便，天空较为开阔，远离高建筑物，有利于卫星信号的接收和数据链发射的位置。 移动站在测量时，圆水准气泡须严格居中，使 RTK 得到固定解。同时借助静态 GPS 和全站仪检测一定数量测区内的控制点

16、，以便及时发现粗差点。利用多基站网 RTK 技术建立连续运行卫星定位服务综合系统，为用户中心提供 CORS 数据链服务，用户子系统的接收机完成定位。 通过不断研发、升级新的配套数据处理软件（CASS） ，为内业高效处理数据提供平台和保障；为数字地籍建库服务，实现数据源共享。 （四）RTK 技术在地籍测量中的应用 1、控点测量 控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一，传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点，内业再空三加密。采用 RTK 技术测量，只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站，流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程，对不易设站的像控点，可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。

17、像控点的精度要求对于 RTK 测量来说是不难达到的。与传统作业相比较，它不需要逐级布设控制点；与静态 GPS 测量相比，缩短了作业时间，因而大大提高了作业效率，功效至少提高 35倍。 GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。控制测量为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点。应用 RTK 技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。 2、用地测量 用地测量在建设用地勘测定界测量中，RTK 技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类

18、及权属调查时，应用 RTK 技术可实时测量权属界限、土地分类修测，提高了测量速度和精度。 3、建筑放线、放样 建筑物规划放线，放线点既要满足建筑物本身的几何关系，又要满足城市规划条件的要求。使用 RTK 进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系。在放样的同时，需要注意测量点位的收敛精度，如果点位收敛精度不高的情况下，强制测量则有可能带来较大的点位误差。在点位精度收敛高的情况下，用 RTK 进行规划放线一般能满足要求。 RTK 测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入 RTK 的外业控制器，即可放样。放样时屏幕上有箭

19、头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定的为止。放样方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。 其他方面测量 RTK 技术还可用于地形测量、水域测量、管线测量、房产测量等方面。用 RTK 测图，可不用布设图根控制，仅依据少量的基准点，即可直接测定地形地物点坐标，如果用专业测图软件，通过电子手簿记录即可实现数字化测图。 三、结语 随着 RTK 测量技术的日益成熟，使在确保测量成果精度可靠性的前提下，更加准确、快捷地测绘每宗土地的权属界址点、绘制地籍图，计算宗地权属面积；为准确、高效实现数字化地籍管理工作提供重要基础数据库。 参考文献： 1张晓明，高旭光.浅谈 GPS RTK 测量技术的应用.合肥工业大学学报,2004102全球定位系统(GPS)测量规范 GB/T18314-2001.北京:国家质量技术监督局 3李英冰,徐绍铨.利用 RTK 进行数字化测图的经验总结.全球定位系统,20055