栗濟(jì)臻

河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

試析GPS RTK在地形測(cè)圖中如何應(yīng)用

栗濟(jì)臻

河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

地形測(cè)圖過(guò)程中會(huì)運(yùn)用到多種技術(shù)及手段，GPS RTK作為時(shí)下較先進(jìn)的定位測(cè)量技術(shù)之一，已被普遍使用在實(shí)時(shí)勘測(cè)、定位測(cè)量等工作領(lǐng)域當(dāng)中。本文立足于GPS RTK技術(shù)設(shè)備在地形測(cè)圖工作中的具體運(yùn)用，展開(kāi)進(jìn)一步探究。

地形測(cè)圖；GPS RTK技術(shù)；應(yīng)用

1.前言

近些年來(lái)，GPS技術(shù)在各大產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到普遍運(yùn)用，隨其發(fā)展而來(lái)的是多種信號(hào)傳播方面的先進(jìn)性技術(shù)。從當(dāng)前定位測(cè)量技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r看，GPS RTK屬于相對(duì)先進(jìn)的系統(tǒng)技術(shù)之一，測(cè)繪工作人員較為重視這項(xiàng)技術(shù)在地形測(cè)圖實(shí)踐工作中的運(yùn)用方法研究。

2.GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)架及運(yùn)用特征

從GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)的整體構(gòu)造來(lái)看，這項(xiàng)系統(tǒng)包含著GPS接收機(jī)、控制電腦、電源系統(tǒng)、電子手簿及中繼站電臺(tái)等。以下重點(diǎn)探析GPS接收機(jī)、中繼站電臺(tái)這兩大部件。

2.1 GPS接收機(jī)

這種接收機(jī)將接收到的載波相位轉(zhuǎn)換成定位信息，運(yùn)用RTK展開(kāi)實(shí)時(shí)定位。為盡快求證整周測(cè)量的模糊度，雙頻接收系統(tǒng)能獲得更佳效果。整體系統(tǒng)中的GPS接收機(jī)主要任務(wù)是收集、整合處理、集中儲(chǔ)存衛(wèi)星信號(hào)，每個(gè)RTK系統(tǒng)中包含有兩臺(tái)以上GPS接收機(jī)，其一放置于基準(zhǔn)站，其余放置于流動(dòng)站?；鶞?zhǔn)站臺(tái)內(nèi)的發(fā)射電臺(tái)通常屬于獨(dú)立性的外置型電臺(tái)。流動(dòng)站中既有內(nèi)置型電臺(tái)，也有外置型電臺(tái)。在外業(yè)測(cè)量實(shí)踐中，一般同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)流動(dòng)站，每個(gè)站內(nèi)構(gòu)造是∶1套流動(dòng)性運(yùn)作系統(tǒng)、相匹配GPS接收機(jī)（包含接收天線）、流動(dòng)性信號(hào)接收電臺(tái)（包含接收天線）、用于顯示及實(shí)時(shí)設(shè)定的電子手簿[1]。

2.2 中繼站電臺(tái)

這種電臺(tái)系統(tǒng)可拓展整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的測(cè)量范圍及實(shí)時(shí)距離。一定條件下，能在基準(zhǔn)、流動(dòng)兩站間設(shè)置中繼站系統(tǒng)電臺(tái)。當(dāng)該種電臺(tái)被設(shè)定之后，其可匯集、轉(zhuǎn)發(fā)站內(nèi)接收到的各種信號(hào)，即將信號(hào)接收進(jìn)來(lái)后進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，然后進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)操作，使信號(hào)得以傳播至更遠(yuǎn)、更廣范圍。

2.3 GPS RTK系統(tǒng)運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

①實(shí)時(shí)定位。實(shí)時(shí)呈現(xiàn)站點(diǎn)內(nèi)接收到的各類定位信息，使操作人員可按照所得信息及數(shù)據(jù)測(cè)量具體物理點(diǎn)的詳細(xì)地形情況，找出對(duì)應(yīng)方位及有關(guān)數(shù)值。②定位較精準(zhǔn)。地形測(cè)圖實(shí)踐操作中，對(duì)設(shè)備附近15km以內(nèi)相應(yīng)地形信息集中定位，全面、精準(zhǔn)地實(shí)施測(cè)量，提升地圖繪制及相關(guān)測(cè)量工作的總體準(zhǔn)確性。③操作簡(jiǎn)便。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)搜集、集中處理、整合儲(chǔ)存、綜合傳輸?shù)雀鞣N工作納于一個(gè)整體，表現(xiàn)得更加精良、便捷和靈活。④GPS引導(dǎo)放樣。借助導(dǎo)航實(shí)施相關(guān)地形位置的全方位搜尋，適時(shí)調(diào)整時(shí)速、運(yùn)作方向等技術(shù)參數(shù)。⑤24小時(shí)作業(yè)。實(shí)現(xiàn)自由地選取勘測(cè)時(shí)間，且能夠自由開(kāi)展測(cè)繪操作工作。

3.GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)用于地形測(cè)圖實(shí)踐中的具體體現(xiàn)

3.1 GPS RTK控制測(cè)量

一定測(cè)區(qū)內(nèi)，按照實(shí)際測(cè)量目標(biāo)及精度要求，測(cè)量地平面的相關(guān)控制點(diǎn)，以構(gòu)建起測(cè)量結(jié)構(gòu)網(wǎng)，借助這些控制點(diǎn)開(kāi)展測(cè)量工作。涉及工作有∶①平面控制測(cè)量。測(cè)量相應(yīng)的控制點(diǎn)后，對(duì)某個(gè)地形平面展開(kāi)控制測(cè)量。②高程遠(yuǎn)控測(cè)量。借助GPS RTK系統(tǒng)為測(cè)量導(dǎo)向，實(shí)施高程控制測(cè)定。③三維化控制測(cè)量。以某一控制點(diǎn)作為基點(diǎn)，構(gòu)建三維空間或高程空間的坐標(biāo)模型，進(jìn)而實(shí)施具體測(cè)量操作。

3.2 GPS RTK地籍測(cè)量

GPS-RTK系統(tǒng)技術(shù)引入地籍測(cè)量工程當(dāng)中，主要分成兩種方式∶一是,無(wú)投影（或無(wú)轉(zhuǎn)換）運(yùn)作方式，此方式直接將接收機(jī)放在流動(dòng)站、基準(zhǔn)站之間，用以收集WGS-84坐標(biāo)的相關(guān)信息，然后借助已知點(diǎn)展開(kāi)系統(tǒng)觀測(cè)，再得到相應(yīng)地形坐標(biāo)，按所得坐標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建數(shù)學(xué)化模型并作信息轉(zhuǎn)換。二是，鍵入?yún)?shù)運(yùn)作方式。這種方式先將靜態(tài)測(cè)得的WGS-84坐標(biāo)及相應(yīng)地形坐標(biāo)導(dǎo)入手簿當(dāng)中，實(shí)施轉(zhuǎn)換處理后，求取靜態(tài)觀測(cè)轉(zhuǎn)換的具體參數(shù)值。

3.3 GPS RTK數(shù)字測(cè)圖

數(shù)字測(cè)圖的英文簡(jiǎn)稱是“DSM”，其借助計(jì)算機(jī)及其相關(guān)處理軟件進(jìn)行信息輸送、傳遞工作，并運(yùn)用科學(xué)方法對(duì)所得的地形數(shù)據(jù)展開(kāi)“收集-輸入-繪制圖-輸出”等一系列測(cè)繪操作。由于GPS RTK系統(tǒng)在地形定位、測(cè)量繪圖等方面都具有運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，在測(cè)圖作業(yè)當(dāng)中，通常以碎部測(cè)量法實(shí)施具體測(cè)量及有關(guān)操作，將所得數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行整體化的碎部點(diǎn)位整合處理，并展開(kāi)全方位地形數(shù)值實(shí)時(shí)測(cè)定和RTK參數(shù)轉(zhuǎn)換[2]。

3.4 GPS RTK地圖繪制

相關(guān)的地形信號(hào)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)收集完成之后，操作者把這些數(shù)據(jù)錄入電腦并作相應(yīng)處理。為避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)遺失或泄露，可對(duì)重要數(shù)據(jù)展開(kāi)二次采集與傳輸。然后，運(yùn)用原來(lái)的RTK模式展開(kāi)信息轉(zhuǎn)化，再將信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)導(dǎo)入繪圖軟件里，選取適宜比例的尺寸展開(kāi)繪制操作，開(kāi)啟繪圖指令，最終得到地形圖。整個(gè)過(guò)程不僅用到電腦，而且還有部分流程需要人工完成。由于繪圖軟件僅能識(shí)別一部分簡(jiǎn)單、不復(fù)雜的地理外貌，一些相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域位置則難以進(jìn)行準(zhǔn)確描繪，為此，在特殊情況之下，需要人工參與地形地圖的實(shí)時(shí)繪制。

4.結(jié)束語(yǔ)

GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)憑借其多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，獲得定位測(cè)量領(lǐng)域從業(yè)者的普遍認(rèn)可。為使這項(xiàng)先進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)得以有效運(yùn)用，操作者應(yīng)全面認(rèn)知這一技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)造、操作要點(diǎn)及相關(guān)事項(xiàng)，并選取合適方法展開(kāi)測(cè)繪操作，提升測(cè)繪總體質(zhì)量。此外，伴隨定位系統(tǒng)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的革新發(fā)展，GPS RTK將會(huì)得到更進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，使其地形測(cè)量功能得以充分、有效發(fā)揮。

[1]涂梨平，肖斌，蔣文秀.基于INPHO無(wú)人機(jī)航空攝影在大比例尺地形測(cè)圖中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫,2013,11(22)∶35-36.

[2]趙磊.大比例尺全數(shù)字地形測(cè)圖在城市測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013,12(23)∶47-48.