GPSRTK在海島測量中的應用

宋小波聞峰王旭

（1國家海洋局第二海洋研究所工程海洋學重點實驗室，浙江 杭州 310000，2.南陽高新區大地測繪有限公司，河南 南陽 4730000）

GPSRTK在海島測量中的應用

宋小波1聞峰1王旭2

（1國家海洋局第二海洋研究所工程海洋學重點實驗室，浙江 杭州 310000，2.南陽高新區大地測繪有限公司，河南 南陽 4730000）

近年來，隨著計算機信息技術的發展，GPSRTK技術發展迅速，特別是在在城理測繪行業中的應用越來越廣泛了。本論文立足于作者的工作實踐，結合相應的知識體系，對GPSRTK技術測量的基本原理做了詳細的介紹，對其在海島測量中的優勢進行了分析，對測量的程序進行了詳細的探討。論文最后結合鴛鴦島地型的測量工作，對GPSRTK技術的應用進行了案例分析。

GPSRTK；海島測量；精度；應用

我國擁有多達18000千米的海岸線、廣闊的大陸架和300多萬平方千米的海洋疆土，合理開發和利用海洋資源、科學保護海洋環境是實現我國經濟可持續發展戰略的重要基礎。我國已經制定并逐步實施藍色經濟戰略，沿海各省市區也加大海洋投入，也是經濟轉型的重要一環。海島測繪不僅統一陸海測繪基準，為陸海地理信息共享和應用奠定基礎，而且開展海島基礎測繪工作，提供海島位置、地形地貌等基礎地理信息，這對海島開發利用、海洋經濟發展、國防建設等具有舉足輕重的作用。隨著3S 技術、衛星通訊技術、信息技術、數據處理技術、地球科學等領域的發展，包括海島（礁）的海洋測繪逐步進入以數字式測量為主體、以信息化技術為支撐、以智能化技術為代表的現代海洋測繪的新階段。GPSRTK在海島測繪中的應用情況來看，目前GPSRTK在海島（礁）測繪方面的應用，主要體現于海島（礁）區域的大地控制網布設、空間信息采集技術、海底地形信息采集的手段、大地基準面的精化和深度基準的確定。

1 GPSRTK技術簡介

GPS-RTK技術，也稱作實時動態測量系統，是數據傳統技術同全球定位系統的整合技術，是一種以載波相位觀測量為根據的實時差分 GPS 測量技術。其通過在工作基站中GPS接受設備，從而能夠通過衛星對各區域實時監測，并將監測所得結果通過無線電傳輸回地面控制中心。而在地面用戶站中，工作人員則可以通過相關設備使接受到的衛星發射信號根據相對定位原理將其解算并得出其精度以及三維坐標。通過這種實時監測的方式，就能夠有效的對基站觀測成果的質量進行掌握，并最終確定解算結果的合格性，從而有效的減少觀測時間以及觀測量。

在RTK系統中，通常由GPS接收設備、軟件系統以及數據傳輸設備這三部分組成。其中，GPS設備負責對衛星信號的接收，軟件系統能夠準確的對三維坐標進行計算，而數據傳輸系統則能夠對相關區域進行動態測量。經過這三者的有效整合，就能夠在對各技術取長補短的同時提高工作效率，提高計算精度，從而保證勘測工作的順利進行。

2 GPS RTK技術在當前海島地形測繪中的應用情況分析

海島地形測繪工作在我國的海洋土地開發工作中是一項較為基礎的工作，這為我國能夠充分開發海洋經濟提供準確的地形圖紙，從而能夠滿足我國海洋經濟建設的需求。在海島地形測繪工作中，主要是對土地界址點的位置進行測量，并通過測量、觀察對相關區域的土地利用情況進行一定的掌握。無論是精確性還是效率都有所不足，而通過GPSRTK技術則能夠更為準確、快速的獲取定位信息，從而極大的提高了工作效率。

在海島測繪工作中，首先應當根據控制點對圖根控制點進行加密，并使用平板或者經緯儀側圖法對地形圖進行繪制。近年來，我國的測繪技術也得到了較好的發展，目前已經能夠通過電子手薄以及測圖軟件結合的方式繪制地區地形圖，但是在這種測繪方式中還是需要點雨點之間的通視，需要多人共同完成。而通過GPSRTK技術，則僅僅需要一名工作人員在操作儀器的幫助下對各地區位置點進行測定以及信息的采集，并在室外工作完成之后將其錄入到專業軟件之中得出最終的地形測繪圖，從而有效的減少了地形測繪工作中人力、時間的花費。

3 GPSRTK在海島地形測量中的優勢

一般情況下，由于海島離大陸較遠，部分海島上無控制點，若用傳統的測量方式，從大陸引控制點到海島上，實現起來會很困難，給工程增加很大的難度；而且在進行碎步測量的過程中，儀器之間需要通視，并且儀器需要頻繁的移站、重新架設，影響測量進度。而GPSRTK技術的應用很好的解決了上述遇到的各種弊端，測量速度快、精度高，不需要考慮通視問題、天氣問題，大大降低了作業強度，節省外業測量工作的經費。

4 GPSRTK在海島地形測量中的應用

4.1 控制測量

當前我國大部份采用的是北京54坐標系和西安80坐標系，也有相應的地方是獨立坐標系。而GPSRTK技術也獲得的數據是WUS84坐標，所以我們需要進行相應的轉化，通過正確的坐標求解來獲得相應的數據，從而能正常的利用GPSRTK技術。對于地形測量來說，精度要求較高，需求解7參數進行坐標轉換，求解7參數需要至少3個以上的控制點同時具有WUS-84坐標和北京54坐標或西安80坐標。在測區中選擇無各種強電磁干擾源、遠離高壓線、視野開闊的相對較高等觀測條件良好的控制點架設基準站，打開接收機，選擇所需坐標系，輸入控制點的WUS84坐標和相應的西安80坐標或其他地方坐標，選擇“工地校正”，獲取7參數，然后再進行相應的轉換。

4.2 界址點放樣和埋設界樁

在界址點放樣的測量工作中，應當先在已知點上放置接收機作為測定的固定站，而在后續的定位以及放樣時，首先應當建立起坐標系統以及工作項目，并對參考橢球以及投影帶進行良好的選擇；其次，還應當根據當地區域無線電情況選擇適當的頻率，并保證基準站同移動站頻率的一致性；再次，在坐標輸入過程中，應當先將控制點以及放樣界址坐標輸入到項目系統之中以備后續定位以及檢查，并在系統測量菜單中以RTK測量形式對數據進行初始化，并在初始化工作完畢之后再次啟動RTK并正式開展數據測量工作。最后，在定位放樣工作中，應當先從項目系統中調取放樣點坐標，此時該坐標值以及同站點之間的方位情況以及距離情況就會顯示在手薄的顯示屏幕中，在這種可視化的環境下，工作人員只需要帶著GPS接收機根據系統提示情況走向放樣點位置即可，從而能夠有效的減少工作人員的工作量、提高工作效率。而當移動站標桿同放樣點位置相符時，手薄就會及時的發出提示，表明工作定位成功，之后工作人員在對界樁埋設的過程中只要根據設備體術不斷調整誤差即可。而在RTK測量速度方面，則同其初始化時間具有較大的聯系，而RTK初始化時間則會根據工作接受衛星數量、RTK信息傳輸質量以及RTK的技術類別不同而具有一定的差異，總的來說，計算技術越快、搜索到衛星數量越多、RTK信息傳輸質量越高，那么整個系統所需的初始化時間也就越短、整個系統的工作效率也就越高。

4.3 細部測量

在基準站架設完畢，界址點放樣和埋設界樁等工作完成后，就可以使用RTK進行細部測量了。在以往的海島地型測量的過程當中，一般都是需要提前建立圖根控制點，然后在圖根控制點上架設經緯儀或者全站儀進行測圖，這還需要考慮野外的天氣情況，否則還無法正常完成測試，控制點之間和細部點都需要通視，實際工作當中二都之間的遠近也必須達到要求，否則也無法進行，每個工作組需要3-4人一起共同作業。如果采取RTK測量時僅僅1-2人就能完成成有的工作。從工作內容上來看，測量1個細部點僅需2-3s，1天能夠采集600-700個細部點，而且RTK作業范圍大，不需要頻繁的移站、重新架設儀器，儀器架設好后，全力跑點即可。RTK測量地形圖與全站儀測量地形圖相比較：一是省時、省力。RTK作業對工作人員的需要大量減少了；二是測量工作的效率大大提高了高。測量1個細部點所需時間比以前減少了一倍；三是受外界特別的天氣的影響比較少，方便了外業測量工作；四是精度高，不會產生累計誤差。

5 GPSRTK在海島測量中的案例分析

鴛鴦島是于2013年末才立牌成立的，當前是我國最年輕的海島，位于盤錦市大洼縣趙圈河鎮境內的雙臺子河入?？谔?，距離盤錦市區70公里左右，當前島上沒有人居住。其地理坐標東經121°48.06′-121°48. 3′，北緯40°55. 32′-40°55. 74′，全島面積6.77平方千米。近年來在盤錦市鴛鴦島生態系統監視監測項口中進行地形測量工作。鴛鴦島是一個淤泥質海島，島上到處都是淤泥和槽溝，并且長滿了蘆葦，測量條件惡劣。如果采用傳統的全站儀進行地形測量工作，儀器沒有地方可以架設，蘆葦的遮擋使得細部點根本就不能與控制點通視，測量工作根本行不通，無法完成地形測量工作。采用RTK作業，基準站架設好后，不需要移動站位就可以對全島進行控制，不需要考慮蘆葦的遮擋，在這種淤泥質海島上用兩個移動站跑點，3個人進行外業作業，一天可以測量400^500個點，僅用10天就完成了全部的外業工作。設想如果用傳統的測量方式進行此次任務的測量，則耗費的人力、物力、時間將會遠遠大于RTK測量作業，而且不一定能完成外業的測量工作。

6 總結

總的來說，在我國經濟快速發展、工業建設加快、人口增長迅速的背景下，我國的海洋海島資源更為緊缺，急需對其進行相應的測量管理以便制定合理的的海洋開發規劃。當前隨著信息技術的發展，PGSRTK技術的發展，對于海島地形的測量提供了很多的便利，在測量工作中得到了廣泛的實際應用。綜合以上我們可以看到PGSRTK技術在海島的測量過程當中能夠快速、省時省力地完成，且提供精度高的3維坐標，可以大大提高工作效率。本論文對于GPSRTK技術做了詳細的，而在實際的海島測量工作當中也應當以此為依據，從而在對GPSRTK技術良好運用的基礎上為我國的海島資源良好開發作出了保障。

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GPS RTK

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1003-5168（2015）11-105-02