基于GPS-RTK技术的数字测图应用

摘 要:随着现代科技的发展,以GPS基础上发展起来GPS RTK测量技术日益成熟, 由于其快可以快速实时提供点位的三维定位而迅速的应用到交通、水利、灾害治理等方面,本文就是基于此优势而进行的一次有益探索和应用。 
　　关键词:GPS RTK 地形测量 应用 
　　 
　　随着我国经济的快速发展,尤其是2008年经济危机促使我国为扩大内需而进行的4万亿拉动内需进行的基础设施投资,从而为在 GPS基础上发展起来的RTK技术逐步在我国测绘工作中得到广泛应用,为我国的测绘发展、建设提供了新的发展平台。现今在工业、农业、水利、交通、滑坡灾害治理等到处都可见到RTK技术身影。这是因为 GPS RTK技术可以实时提供点的定位结果,被誉为“GPS全站仪”,可以说是测量史上的又一次变革。 
　　 
　　一、GPS-RTK技术及工作原理 
　　GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外,利用该系统,用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。GPS RTK (Real Time Kinematic,实时动态)技术就是在 GPS基础上发展起来的,是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术, 能够实时提供流动站在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。 
　　GPS RTK 测量的工作原理是: 将一台接收机置于基准站上。另一台或几台接收机置于载体(称为移动站)上一个 基准站和移动站同时接收同一时间、同一G P S 卫星发射的信号, 基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较, 得到GPS 差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的移动站精化其GPS 观测值, 从而得到经差分改正后移动站较准确的实时位置。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态。 
　　 
　　二、GPS RTK作业步骤 
　　1、基站设置:将基准站设在的点位上,该点可以是已知点,也可以是未知点,并通过观测手簿启动基准站接收机设置基准站各项配置参数,如测量类型为,卫星高度角,天线类型等工作。 
　　2、流动站设置:流动站设置也是通过手簿进行测量操作,使其与基站无线电连接,并进行相应的设置。 
　　3、坐标转换:由于GPS RTK 获得的是WGS-84 坐标,实际工作一般需要国家平面坐标或地方坐标,因此需要进行坐标转换,这项工作可以说是GPS RTK进行测量的关键设置。一般采用四参数或七参数方法转换。不同坐标系统的转换本质上是不同基准间的转换,不同基准间的转换方法有很多,其中,最为常用的有布尔沙模型,又称为七参数转换法。高程拟合有曲线拟合、平面拟合和曲面拟合等多种模型。 
　　 
　　三、应用实例分析 
　　某县拟进行新区规划,测区内地形资料基本没有,特进行一次1:500图地形测量,测区内面积13平方公里,测区内9个村庄,地势平坦,交通相对便利,但项目工期要求十分紧迫,加大了测量工作的难度。 
　　考虑到该项目的工期要求的特殊性,项目组决定采用GPS技术来完成该项目。通过技术分析及甲方要求,测区内在平面控制测量中,为了满足本次工程的需要,首级控制网采用GPS 静态定位,布设整个测区,以便于控制网的加密及数字化测图。本项目用2天时间利用5台GPS建立了首级控制网、全区域内共布测了10个D级GPS点,按边连式布网。首级网建立好后,立刻就进行图根控制测量,技术采用GPS RTK技术,工作模式为1+2的作业方式. 
　　目前, RTK 测量定位误差一般为10mm + 1 ×10-6 ,根据控制测量规范要求, Ⅰ级导线点的点位误差为±5cm ,从理论上分析,利用RTK测量完全能满足Ⅰ、Ⅱ级导线控制测量和图根控制测量的要求。RTK做控制测量的速度快并能实时了解定位精度,完全可以满足地形图测绘中的图根控制测量和一般工程的控制测量要求。 
　　由于GPS RTK具有的速度快、精度高和误差不积累的优点,所以在做图根控制点时,同时进行碎步测量,对于村庄内民用建筑和因信号遮挡不能观测的点位,通过GPS RTK在其旁边布设图根控制点,利用全站仪进行配合测量。通过项目组的努力,全部测量数据采集和1:500成图工作仅用11天,且仅动用了3名技术人员,这样的工作量、用的时间和人员在传统常规的测量方法,是难以想象的。 
　　 
　　四、结束语 
　　通过该县地形测量的生产实践见证了GPS RTK高精度、快速度的优越性。结果表明,GPS RTK在地形测量的应用是成功的,无论是在质量上、还是在效益上都达到了最佳。可以说GPS RTK的投人使用,是本测量工程按期完成的有力保障。否则的话,外业作业时间至少要增加一半还多。因此随着社会的发展GPS RTK将会越来越深入到各个工程的使用中去,必将会为我国的建设发展提供新的、巨大的发展保障,为现代测绘的发展提供一个新的、尖端的武器。