淺析R T K技術在土地開發整理測量中的應用

王興朋

（臨沭縣國土資源局，山東 臨沭 276700）

0 前言

在土地開發整理中,測繪技術也具有基礎性的作用。對于土地開發整理的項目管理,測繪技術的應用也可以在一定程度上緩解其壓力。土地開發整理測繪工作貫穿于土地開發整理的全過程，但又不同于平常所指的地形、地籍、工程測量等專業測繪，比這些測繪工作更細致、更具體、更特色，同時更講究方法。實時動態 (real time kinematic——RTK)測量系統，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合，而構成的組合系統。是GPS測量技術發展中的一個新的突破。

1 土地開發整理及RTK技術基本原理

土地開發整理是以增加有效耕地面積并提高耕地質量為中心,通過對未利用土地、廢棄地、中低產田、閑置地等實行田、水、路、林、村及鄉鎮企業的綜合整治開發,改善農業生產條件、居住環境和生態環境。近年來,土地開發整理作為促進土地資源合理利用、實現耕地總量動態平衡的重要手段,在實現土地資源的節約集約利用、保障經濟建設用地、改善生態環境、增加農民收入、促進社會進步等方面發揮了重要作用。測繪技術應用貫穿于土地開發整理工程的各個時期,土地開發整理工程的前期要對整個整理區域內的地形地貌測繪、最終形成一張地形圖,為規劃設計提供準確的底圖,保證規劃決策的準確性。同時為土地登記、土地統計提供準確的權屬界線和各種地類界線的平面位置和面積。在中間施工過程中,需要提供準確的水準網與導線網,提供施工依據。土地開發整理工程后期,在土地利用現狀調查成果的基礎上,對現場進行補充調查和補測,進行詳細的地籍調查和地籍測繪,進行面積權屬等變更,讓土地所有者、土地使用者簽字確認。

RTK它是通過一臺基準站和至少兩臺同時工作的移動站組成的測量系統,基準站和移動站之間使用無線數據鏈進行連接。移動站以基準站的已知數據獲得改正參數,基準站和移動站同時接收衛星信號得到測量數據,基準站同時又把測量修正參數通過無線數據鏈傳送給移動站,使移動站測量數據得到改正而獲得所需要的測量成果,這樣移動站就可以實時、方便、快捷的進行各種測量工作。RTK數據處理實際上是基準站和流動站之間的單基線處理過程。根據基準站與流動站的工作原理，作業人員攜帶流動站系統在測區可快速準確地進行定位測量、放樣和地形測量等工作。

2 RTK技術的優點

與常規測量儀器相比主要有以下優點：

（1）作業效率高。這是RTK技術的最大優點，在一般地形，將RTK設在較高的開闊位置，一次可施測半徑約為4km的范圍，大大減少了常規測量儀器的搬站次數和對控制點數量的要求。在一般的電磁波環境中幾秒鐘即可測得一點坐標。

（2）作業條件要求低，自動化程度高。RTK技術不要求兩點間通視，只要求有電磁波信號，所以它受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小，作業自動化程度高。實時動態測量(RTK)一般至少要接收5顆衛星才能進行，為得到厘米級的測量精度，測量前必須進行初始化，雙頻RTK大大縮短了初始化時間，而且可以在運動中初始化。

（3）自動化、智能化程度高。操作簡便，容易使用，數據處理能力強。只要在設站時進行簡單的設置，就可以邊走邊獲得測量結果坐標或進行坐標放樣。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強，能方便快捷地與計算執、其他測量儀器通據。如輔助相應的軟件，RTK可與全站儀聯合作業，充分發揮RTK與全站儀各自的優勢。

（4）成果質量有保證。RTK作業自動化、集成化程度高，測量功能強大。RTK可勝任各種測繪內、外業。流動站采用內裝式軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能使輔助測量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業精度。RTK測量可以大大提高工作及成果質量。它不受人為因素的影響。整個作業過程全部由測電子技術，計算機技術控制，自動記錄、自動數據處理、自動誤差計算。在中線放樣的同時完成中樁抄平工作。

3 土地開發整理測量的作業流程

3．1 內業準備

在實施RTK 外業測量前,應事先收集測區的小比例尺地形圖,必要時進行野外踏勘,根據土地開發整理測量的特點完成內業的準備工作。主要包括以下幾方面的內容：

（1） 根據工程項目,設定工程名稱；

（2） 若已知坐標轉換參數,則輸人手簿；

（3） 若無坐標轉換參數,應整理測區的已知控制點資料,控制點應盡可能均勻分布在測區周圍,使得所測點均在已知點的包圍之內,盡可能避免從一端向另一端無限制的外推?？刂泣c所處的位置和周圍的條件應符合GPS作業的要求；

（4） 實施工程放樣時,內業輸人每個放樣點的設計坐標,以便野外實時、準確放樣。

3．2 求定測區轉換參數

土地開發整理測量是在地方獨立坐標系上進行的,這就存在WGS-84坐標和地方獨立坐標系的坐標轉換問題。由于RTK作業要求實時給出當地坐標,這使得坐標轉換工作非常重要。根據總體規劃和工程需要,求定測區轉換參數可按如下步驟進行：首先在測區以GPS靜態方式布設均勻分布的高等級GPS控制點，獲得各點的WGS-84坐標和地方坐標系下的坐標,利用同一點的兩種坐標求出轉換參數。

3．3 基準站的選定原則

數據傳輸系統由基準站發射電臺和流動站接收電臺組成,它們是實時動態測量的關鍵設備。穩定可靠的數據鏈是動態初始化的前提。保持高質量的數據傳輸,可以減少整周模糊度的解算時間,大大提高主作效率,所以基準站的安置是順利實施RTK作業的關鍵之一,基準站安置應滿足下列條件：

（1） 基準站可設立在有精確坐標的已知點上,也可設在未知點上；

（2） 基準站安置應選擇地勢較高、視空無遮擋、電臺有良好覆蓋域的地方,城市測量首選測區高大建筑物上；

（3） 為防止數據鏈的丟失和多路徑效應,基準站周圍應無GPS信號反射物,200m范圍內無高壓電線、電視臺、無線電發射臺等干擾源；

（4） 考慮到南北極附近是衛星的空洞區,電臺的天線應架設在GPS接收機的北方。

3．4 RTK 施測步驟

土地開發整理測量時,基準站安置在選定的控制點上,打開接收機輸人點號、天線高、WGS-84的已知坐標；設置完畢檢查接收的GPS衛星數5顆。檢查電臺發射指示燈是否正常,基準站設置完成。流動站選擇與基準站電臺相匹配的電臺頻率,檢查電臺接收指示燈是否正常,檢查接收衛星顆數4顆,流動站可開始測量任務。先聯測1個至2個已知控制點,評定測量精度,滿足設計要求后開始測量任務。實時動態RTK數據處理相對簡單,外業測量采集的實測坐標通過手簿的數據傳輸系統,直接下載到計算機內。經整理、分類、判斷形成文件后直接打印出來。

4 RTK測量誤差和精度分析

RTK測量最終精度首先受控制點的精度影響，其次受RTK測量本身的精度影響，rtk本身測量精度受多種因素影響，RTK測量本身誤差包括同測站有關的誤差和同距離有關的誤差。與測站有關的誤差包括天線相位中心變化、多徑誤差、信號干擾和氣象因素影響等，該部分誤差可通過各種校正方法和有效措施予以削弱。同距離有關的誤差包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差，該部分誤差將隨移動站至基準站的距離增大而加大。故RTK測量時應對作業半徑加以限制。與傳統的經緯儀視距、全站儀光電測距相比，使用RTK技術能顯著地提高地質勘測工程精度。

5 總結

RTK實時動態測量技術是繼GPS全球定位技術之后,測量領域又一次技術革命。它改變了傳統的測量模式,能夠實時提供厘米級定位精度,在不通視的條件下遠距離傳輸三維坐標。應用于土地開發整理測量中,RTK能夠快速準確的布設導線網,彌補由于農村土地的不規范開發造成的低等級導線點的毀壞,減輕測繪人員時間壓力。隨著RTK技術的日趨成熟,必將更好地服務于土地開發整理測量。