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摘要:隨著經濟水平及科學技術的發展,我國測繪技術也日趨向高技術的方向迅猛發展,同時,房產測量的方法和技術也在不斷地進步和更新。結合GPS-RTK技術在城鎮房產測量工作的應用,本文概括了RTK技術作業模式的相關理論,并闡述了RTK在具體應用中的特點和精度分析。
關鍵詞:GPS-RTK技術, 房產測量, 精度
Abstract: along with the economic level and the development of science and technology, surveying and mapping technology in our country has become more and more to the high technology of rapid development direction, and at the same time, house property measurement method and technology is in constant progress and updated. Combined with GPS-RTK technology in town house property measurement applications, this article summarizes the operation mode RTK technology related theory, and expounds the concrete application characteristic RTK and precision analysis.
Keywords: GPS-RTK technology, house property measurement, the precision
中圖分類號:P228.4 文獻標識碼:A 文章編號:
1 RTK測量技術原理
RTK(Real Time Kinematic)測量技術又稱載波相位差分技術,是以WGS-84坐標為基礎的全球通用的一種動態測量技術,實時處理基準站、流動站兩個測站載波相位觀測值的差分方法。它又可分為修正法和差分法。修正法是將基準站的載波相位修正值發送給流動站,改正流動站所接收到的載波相位,進而解求坐標,也稱準RTK;差分法是將基準站采集到的載波相位發送給流動站,進行求差解算坐標,即真正的RTK。
RTK的關鍵技術在于數據處理技術和數據傳輸技術,RTK定位要求基準站接收機觀測到的載波相位觀測值及基準站坐標等通過數據通信鏈實時傳送給流動站接收機,流動站不僅僅通過數據鏈接收來自基準站各項數據,而且還要采集GPS觀測數據,并在系統內組成差分觀測值進行實時處理,求得高精度的定位結果。
城鎮房產圖控制測量是在1954年北京坐標系或本地坐標系上進行的,因此,要快速完成測量工作,就必須實時進行坐標轉換。坐標轉換可采用至少三個以上同時擁有WGS-84地心坐標和1954年北京坐標或本地坐標的已知點,按Bursa模型解求七個轉換參數。其數學模型為:
式中X0,Y0,Z0是兩個坐標系統的平移參數,Ex,Ey,Ez是兩個坐標系統的旋轉系數,是兩個坐標系統的尺度比。在不考慮七參數中尺度比和旋轉參數時,可以現場求定三個平移參數,即令其為1,Ex,Ey,Ez均為0即可。其簡化公式為:
即僅求出3個平移參數。仍可以滿足一定精度要求的轉換參數。
2 RTK測量技術應用實例分析
下面以RTK測量技術在某城市房產圖修測工程中的應用為例,說明該技術在房產圖測量中的應用及精度。
測區位于該市工業區和居民生活區交匯處,建筑物密集,道路狹窄,交通繁忙,街道兩旁樹木密集,無線電信號復雜。本測區權屬關系復雜,用地種類多,產權單位數目多,權屬界地址點數量多,采用常規測量手段施測十分困難,很難在短時間內完成所有權屬界址點測量工作,而且因為全站儀等儀器需要多次擺站,累計誤差嚴重,難以滿足權屬單位對房產測量工作的精度要求。
同時,RTK測量也有其致命的弱點,在復雜的電磁環境以及周邊密集的建筑、樹木的影響下,精度急劇下降,甚至達不到固定解,測量精度可想而知。
采用RTK測量技術作為本測區產權單位權屬界址點坐標的實測技術手段,在房產圖測量的應用還是很少的。在充分調研論證后,我們認為,利用RTK在信號較好的位置測設圖根控制點,并結合全站儀測量界址點碎部的方法,既不會產生累積誤差從而保證精度,又避免了多次安置全站儀耗費大量的時間,是種很好的解決方法。通過檢測認證并全面施測,取得了比較好的效果。其作業過程如下:
2.1選取精度高、可靠性好的城市基本控制點作為RTK測量的工作基準站
針對所選用的GPS儀器,確定了該測區流動站在作用距離為5公里范圍內能高質量、清晰地接收基準站發出的數據,據此選定了分布于該測區的D級GPS三維控制網點6個,構成本次地籍測量工作的基準框架網,并利用6個控制點的WGS-84坐標系和1954年北京坐標系成果計算出用于GPS RTK測量的7個坐標轉換參數。
2.2 RTK定位精度試驗
在衛星信號較好的大街上,圍繞測區使用RTK布設5-6個通視的圖根控制點,將全站儀安置其上,直接對測區進行測量,同時對已知的界址點進行測量校核。將這些已知成果與RTK測量結果相比較,其較差列于表中:
2.3 RTK定位精度分析
從上表中比較數據可以看出:RTK測量結果與其他測量技術獲取的測量結果互差均在厘米級,其中互差最大為1.5cm,最小為0.2cm。可以認為GPS RTK測量點位精度達到厘米級,能夠滿足城鎮房產圖測量精度要求。
2.4 RTK測量誤差源
RTK測量誤差主要有GPS系統誤差、RTK設備、測量環境、用戶專業水平、測量方法等5個因素,在觀測過程中要注意采取一定的措施克服。由于RTK測量有時會出現點位坐標漂移誤差,當按設計要求進行RTK作業時,距離和測回數都必須按設計要求實施,如仍有部分測點超限時,只有通過減小測距和增加測回數加以解決。
2.5采用RTK技術測量控制點坐標
在檢測試驗取得成功的基礎上,以RTK基準框架網點為基礎,分別架設GPS基準站,使用1+2工作模式,用兩套GPS RTK接收機作為流動站進行測量。由于所用GPS RTK系統的發射電臺只有4W,中途不需更換電池,就可使用一天,十分方便;流動站在第一次測量時,在一已知點上作RTK測量, 其測量結果與已知進行比較,從而檢查RTK系統是否工作正常及基準站坐標輸入是否正確;最后,將GPS獲得的數據處理后直接錄入計算機,可及時地精確地獲得控制點坐標,配合全站儀測量,其成果最終用于準確地制作房產圖,計算房屋面積等。
3 改進建議
3.1 GPS RTK測量技術應用于房產測量,無論從定位精度還是作業效率看,都是可行的,而且也拓寬了GPS測量技術的應用領域。
3.2 RTK技術可實時地測定界址點位置并能達到要求的厘米級精度,在部分衛星信號優良的地區,可以直接用于確定權屬界限范圍,計算房屋權屬面積。在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶,也可在界址點附近作出數個控制點,再用全站儀等傳統測量工具進行細部測量,以彌補GPS RTK測量的不足。
3.3在計算轉換參數時,要注意:
3.3.1已知點最好選在測區附近,均勻分布,能有效的控制測區。盡量減少轉換參數誤差對測量結果的影響。
3.3.2為了提高精度,最好選5個以上的點利用最小二乘法求解轉換參數。為了校驗轉換參數的精度和正確性,還可以選用幾個點不參與計算,而帶入公式起校驗作用,經過校驗滿足要求的轉換參數認為是可靠的。
4結束語
GPS RTK測量技術的應用使得房產測繪的精度、作業效率和實時性達到最佳的融合,極大地推進了數字化房產測量技術的發展,使城鎮房屋權屬管理和房產測量手段實現自動化或半自動化,有力地促進城鎮房產信息系統的建設和城鎮房屋權屬管理水平的提高。并且RTK技術用于像控點的測量,操作簡便,靈活方便,不但可以大幅度提高測量速度,而且能夠大大減小作業人員的勞動強度,這在像控點測量中尤為顯著。RTK采集數據全部數字化,經過軟件處理,直接輸出電子地圖,適應數字化成圖及現代城市變化日新月異及時對地形圖修補測的需要,縮短了成圖周期,具有較好的經濟效益和社會效益。
相信隨著數據傳輸能力的增強、數據的穩健性、抗干擾性水平和軟件水平的提高,RTK技術將在房產測量和其他領域得到更廣闊的應用。
參考文獻:
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