GPS RTK技術在數(shù)字地形圖測繪中的應用探討

GPSRTK技術在數(shù)字地形圖測繪中的應用探討摘要：隨著定位系統(tǒng)——GPS科學的迅猛發(fā)展和RTK測量技術的快速成熟，RTK測量技術逐步在測繪中得到應用。通過RTK技術能夠在野外測繪時得到厘米級定位精度的測量方法。本文分析了GPSRTK技術在數(shù)字地形圖測繪的應用，討論GPSRTK技術在數(shù)字地形圖測繪中的處理數(shù)據(jù)的方法，解析了GPSRTK技術在數(shù)字地形圖測繪中應用的優(yōu)點，等待本文對于GPSRTK技術在數(shù)字地形圖測繪中的應用提供一定的參考和根據(jù)。本文關鍵詞語：GPSRTK技術；數(shù)字地形圖測繪；應用一、地形圖測繪及GPS—RTK技術概要地形圖測繪的廣泛定義是測定地球外表的地物、地形在水平面上的投影位置、高程，而且根據(jù)一定的比例進行縮小，用符號與標記繪成地形圖的相關工作。地形圖測繪的狹隘定義是根據(jù)已經(jīng)測定的大地控制點，采取經(jīng)緯儀視距、平板儀與攝影測量等方法，根據(jù)一定符號與圖式把地物和地貌以等高線的形式測繪成地形圖。當前測繪地形圖基本上是采取航空攝影的測量方法，利用航空像片在室內(nèi)測圖。但面積較小的地形圖，或是知足工程建設需求的地形圖，則需要使用測量儀在野外測圖。傳統(tǒng)意義上的地形測量包括控制測量與碎部測量兩種，控制測量指測定一定數(shù)量的平面與高程控制點，是地形測圖的根據(jù)。平板儀測圖控制的測量分為首級控制的測量與圖根控制的測量。首級控制測量以大地控制點作為基礎，用三角測量或者導線測量的方法在整個測定區(qū)域內(nèi)測定一些精度高且分布均勻的控制點。圖根控制的測量是在首級控制之下用小三角測量方法和交會定點方法等加密來知足測圖需要的控制點。圖根控制點的高程常用三角高程或水準兩種測量方法測定。碎部測量指測繪地物、地形的作業(yè)。地物特征點和地形特征點統(tǒng)稱為碎部點。碎部點的高程常用視距測量法來測定。按所用的不同儀器，分為平板儀測圖方法、經(jīng)緯儀與小平板儀聯(lián)合測圖法、經(jīng)緯儀測圖法等。這些方法的作業(yè)經(jīng)過大致一樣。測圖前把繪圖紙固定在測圖板上，在圖紙上畫出坐標格網(wǎng)，繪出圖腳點與所有的控制點，經(jīng)正確檢核、確認點位后進行測圖。測量技術在不斷發(fā)展，測繪手段也獲得長足進步。測繪儀器從原始工具到經(jīng)緯儀，水準儀，測距儀，全站儀等，到最新的超站儀和三維激光掃描儀。如今GPS技術在地形測量中開始廣泛應用。RTK測量系統(tǒng)重要由基準站，流動站與數(shù)據(jù)鏈共同構成，建立無線的數(shù)據(jù)通訊保證明時、動態(tài)的測量，原理是取精度高的首級控制點為基準點，安頓接收機成為參考站，連續(xù)觀測衛(wèi)星。流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號后通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數(shù)據(jù)，流動站上的計算機根據(jù)相對定位原理實時計算、顯示出流動站的三維坐標與測量精度。這樣用戶能夠?qū)崟r監(jiān)測待測點的精度指標，確定觀測的時間，減少冗余觀測，提升其工作效率。二、慣例地形圖測繪與GPS?RTK技術慣例地形圖測繪的方法是先布設控制網(wǎng)點，控制網(wǎng)通常是在國家高等級控制網(wǎng)點的基礎上加密次級控制網(wǎng)點。根據(jù)加密控制點和圖根控制點，測定地物點、地形點后，根據(jù)一定的規(guī)律和符號在圖上繪制位置。應用RTK技術定位時要求，基準站接收機把觀測數(shù)據(jù)時傳輸給流動站GPS接收機，流動站馬上迅速地求解整周的模糊度，在觀測到衛(wèi)星后實時求解出厘米級的流動站動態(tài)位置。這與靜態(tài)定位需要事后處理相比，定位效率大大提升。故RTK技術開始在測量中應用就立即遭到人們喜愛。三、GPSRTK技術在數(shù)字地形圖測繪中的應用GPS-RTK技術控制數(shù)字地形圖測繪能馬上就知道定位結果和定位精度，應用RTK技術實時定位可達厘米級精度，因而除高精度的控制測量仍采取CPS靜態(tài)相對定位技術外，RTK技術在數(shù)字地形圖測繪中的控制測量、線路中邊線測、地籍和房地產(chǎn)測量中的控制測量和界址點點位的測量都有普遍的應用。用RTK技術測圖時，只需要一個人背著儀器在要測定的碎部點上停步一、二秒鐘，輸人特征編碼，用電子手簿或便攜微機進行記錄，在點位、精度符合要求的情況下，將一個區(qū)域內(nèi)的地形地物點位測定后，由專業(yè)測圖軟件輸出所要求的地形圖。四、RTK技術在數(shù)字地形圖測繪中的關鍵在地形測量頂用RTK定位時，基準站把觀測值和測站已經(jīng)知道的坐標通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送到移動站，移動站收集、觀測數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)鏈收到基準站的數(shù)據(jù)，在移動站上構成差分觀測值，實時計算出移動站厘米級精度坐標。RTK的關鍵技術重要有：〔一〕RTK系統(tǒng)采用快速算法，快速、精確地求解出整周模糊度。常用方法有：模糊度函數(shù)法、FARA法與組合搜索技術。有時候因初始經(jīng)過中產(chǎn)生的誤差導致產(chǎn)生不可靠的整周模糊度求解的結果。這就需要控制RTK的結果質(zhì)量?！捕砇TK定位要求基準站能夠?qū)崟r地向移動站發(fā)送信息。一般數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣炔坏陀??600?hit。數(shù)據(jù)鏈拉得遠就能減少設立參考試點，避免頻繁轉站；數(shù)據(jù)鏈穩(wěn)健，初始化運行時間明顯減少，提升工作效率。〔三〕RTK測量在WCS-84坐標系中進行，區(qū)測量在80坐標或54坐標上進行，RTK技術用于實時測量。要求給出80坐標或者是54坐標。因而坐標轉換特別主要。在數(shù)字地形圖測繪中經(jīng)常應用當?shù)厝我庾鴺?，使用平面轉換與高程擬合的方法。高程擬合分為曲線擬合，平面擬合與曲面擬合等多個模型。為提升精度，最好選兩個以上均勻分布于測區(qū)的點，利用最小二乘法來求解轉換參數(shù)，有效控制測區(qū)及保證足夠精度。〔四〕選擇、建立參考試點。參考試點位置應知足的條件是已經(jīng)知道點應該在地勢較高且交通方便，天空開闊，遠離障礙物，利于接收衛(wèi)星信號和發(fā)射數(shù)據(jù)鏈的位置。為防止數(shù)據(jù)鏈丟失及多路徑效應的影響，四周應遠離發(fā)射物、高壓線、電視臺、無線電發(fā)射臺、微波臺等干擾源，選擇土質(zhì)堅實、不易毀壞的位置。五、GPS?RTK在礦區(qū)數(shù)字地形圖測繪中的應用地形測量中應用RTK技術測定每一地形地物點以及測繪地形圖。實時測定一些地物點的位置，將獲得數(shù)據(jù)處理后直接錄入GPS定位系統(tǒng)，可及時、精到準確地獲得地形圖。但在影響接收GPS衛(wèi)星信號的掩蔽地帶，如礦區(qū)等，應使用全站儀，測距儀，經(jīng)緯儀等測量工具，使用解析法/圖解法進行細部測量。下面論述GPS—RTK在礦區(qū)地形測量中的應用?！惨弧硿y區(qū)位于河道帶狀測區(qū)，四周有密集的工業(yè)區(qū)建筑和居民建構筑物，地形起伏大，由于多年開采煤炭資源，大量煤研石堆積在上游周邊山坡，礦區(qū)內(nèi)植被毀壞，地表裸露且水土流失嚴重。測量的分布區(qū)域的河道兩邊地形復雜，通視條件差，采取慣例測量手段施測特別困難。采取GPS—RTK測量技術作為本測區(qū)地形地物點坐標的實測技術手段，在充足調(diào)研論證并通過試驗檢測認證的基礎上全面施行測試?！捕匙鳂I(yè)方法、精度分析1、選取精度高的城市基本控制網(wǎng)點作為RTK測量工作的基準：在試用、試驗階段，針對選用GPS儀器接收高質(zhì)量、清楚明晰的基準站發(fā)出數(shù)據(jù)。以此數(shù)據(jù)作為參考數(shù)據(jù)，選定分布于該測區(qū)的三維控制點，利用控制點的坐標系計算出用于CPS—RTK測量的坐標轉換參數(shù)。2、選取GPS?—RTK定位精度試驗：選用一個GPS—?RTK測量的基準網(wǎng)點，架設起RTK基準站，流動站在離基準站5公里的范圍內(nèi)，采取靜態(tài)測量技術、全站儀測量技術測量道路地物點坐標，將共測量結果、已經(jīng)知道結果與RTK測量結果比較。3、比較數(shù)據(jù)能夠得出RTK測量結果與其他測量技術獲取的測量結果互差都在厘米級，能夠以為GPS?—RTK測量結果的點位精度到達厘米級，且各點位之間不存在誤差。結束語：應用GPS?—RTK技術使得數(shù)字地形圖測繪的精度、效率和實時度到達最佳，隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的加強，數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性、抗干擾性水平、軟件水平的提升及傳輸間隔的增長，GPSR—TK技術將在數(shù)字地形圖測繪中得到更廣闊的應用。以下為參考文獻：[1]趙慶祥.GPSRTK技術在地形圖測繪中的應用[J].煤炭技術.2010(06)[2]朱金海,叢枝鮮,馬俊海.GPSRTK在城鎮(zhèn)地籍調(diào)查中應用[J].交通科技與