GPS RTK技术在像片控制测量中的应用

1、GPS RTK技术在像片控制测量中的应用摘要：本文以北票市1：500航测成图项目为例，利用GPS RTK技术进行像控点测量。通过与现有的作业方法进行分析比较， GPS RTK技术可以满足像控点测量的精度要求，而且比常规作业方法具有很大的优越性，展示了RTK在航测成图项目中的广泛应用前景。关键词：GPS RTK技术、像控点、测量一、 概 述 北票市为了快速小城镇建设发展的需求，在北票市市辖的三宝乡和东官营乡进行比例尺1:500航测数字化成图，成图面积约38km2。测区共施测D级控制12点个，E级控制点22个，像控点330个，本人组织参加了该项目全部的航空摄影测量外业控制测量任务。 三宝乡建筑物密

2、集，以三宝煤矿矿区及生活区为主，测区地形为丘陵地，植被稀少。东官营乡以冶金工业园区和农村散列式居民地为主，大面积旱地遍布测区，地势南部为丘陵地，北部地势平坦。测区均匀布设了34个D、E级GPS控制点，并进行静态GPS联测及四等水准联测D、E级控制点。可以满足像控测量的需求。 二、 像片控制点的一般测量方法 测定像片控制点的平面坐标，常规的作业方法：导线测量像控点。较长路线采用符合导线测量像控点的作业方法；短距离通常采用支导线的作业方法进行像控点测量。线形锁测量像控点。交会法测量像控点。当已知点为三个时，通常采用前方交会法或侧方交会法进行像控点测量；已知点为四个是可以采用后方交会法进行像控点测量

3、。引点法。在通视条件受到限制时，可以采用引点的方法在通视较好的地方做一个过渡点进行像控点测量。 像控点的高程可根据地形条件选择作业方法：布设高程导线进行像控点高程测量；利用测图水准和经纬仪水准法进行像控点高程测量；三角高程路线法进行像控点高程测量；独立交会法测定像控点高程。 上述传统的像控点测量方法在该地区的实际测量中受到了诸多限制：如 高等级的控制点成果很少，实施困难极大。采用传统测量方法需施测大量的D、E级控制点才能满足需要，这样不但浪费人力、物力，还需要大量的时间，工期将受到一定程度的限制。 由于像控点大多都位于房顶和明显地物折角顶点等影像清晰的地物上，往往这些点的通视条件较差，施测中需

4、要投入大量的辅助性工作，成本高； 工程时间要求紧，采用上述方法，一天只能测量8至10个像控点（依据该地区的实际情况进行实测），在困难地区时只能测量5至6个像控点，根本无法如期完成测量任务； 应用传统的测定方法，内业计算工作量较大，且出错率高，返工现象较严重等等。 近年来测量技术的快速发展，尤其是GPS RTK（以下简称RTK） 技术的大力发展，其技术手段早已替代了传统测量方法。本次1：500航测成图项目的实施采用了RTK技术进行像控点的测量。 三、RTK技术的一般原理 GPS实时动态测量（Real-Time Kinematic）简称RTK，具体作业方法是在已知点上设置一台GPS接收机作为基准站

5、，并将一些必要的数据如基准站的平面坐标、高程、坐标转换参数等输入RTK控制手簿，以至多台GPS接收机设置为流动站。基准站和流动站同时接收卫星信号，基准站将接收到的卫星信号通过基准站电台发送到流动站，流动站将接收到的卫星信号与基准站发来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理，实时得到本站的坐标和高程及其实测精度，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将提示测量人员是否接受该成果，接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录并贮存到手簿。 四、RTK测量的技术要点 1、基准站的选择 RTK定位测量中，一种是采用电台差分的方式作业，流动站随着与基准站距离的增大，

6、初始化的时间将会延长，精度将会降低，所以流动站与基准站之间的距离不能太大，一般不超过10km范围。目前国际测绘领域的RTK，无论是单频和双频RTK系统，都采用UHF电台播发差分信号，为了接收到基准站发射的差分信号，要求基准站和流动站之间的天线必须“准光学通视”。这在沙漠、戈壁、沙滩、岸边、平原等地区的几公里范围内，一般都能顺利进行RTK测量。但在城区和丘陵地带则难以成功实施RTK 测量。 另一种是采用网络RTK的方式作业,该方法速度快、距离远、操作简单方便。主要利用运行商服务器传输数据进行作业，本次作业便采用此方法。 2、坐标转换参数的求解 在求解转换参数时，一般要求作业区要有3个以上高等级控

7、制点，通过实际作业发现，利用远离作业区的控制点求解的转换参数，测量成果误差较大，所以在求解转换参数时，最好使用作业区附近的控制点求解转换参数，才能满足成果精度的要求。 本次作业在像控点的测量中，求取转换参数的方法采用布尔莎七参数法，选取控制测区的5个控制点，根据前期GPS控制测量中静态平差成果，利用RTK手簿计算程序，直接求取七参数。 3、RTK作业前的检验 RTK测量的可靠性取决于数据链传输质量和流动站的观测环境，虽然RTK技术使用了较好的数据处理方法，但毕竟RTK测量利用非常有限的数据量，而且实时处理难以消除由于卫星信号暂时遮掩、无线电传输错误所造成的误差。所以在每天作业施测前都应复测检核

8、。通过检验，一方面可以发现在基准站和流动站设置中的问题，另一方面可以检验RTK作业的精度情况是否可以满足像控点的精度指标。 在作业中RTK的检验应采用测区内的高等级控制点，即在设置好基准站和流动站后，求解完转换参数，测定点的坐标前，将流动站放置到已有的未参与参数转换的控制点上进行比较，然后将测定坐标与已有的成果进行比较。此外，为了提高像控点测定的可靠性，在检验时，尽量使用该基准站作业范围边缘（一般距离基准站在5km左右）的高等级控制点进行检验。在控制点成果较少的情况下，也可以使用前一次测定的结果与本次测量结果进行比较，以达到检验的目的。通过在测定过程中的实际检验情况，与已有的高等级控制点的检验

9、平面坐标较差最大为2.49cm，高程较差最大值为3.2cm，均可以满足对像控点的精度要求。 4、RTK作业中注意的问题 在应用RTK测量中，要注意以下几个问题：减少信号的干扰。对于基准站而言，要避开在测站周围100-500m范围的UHF、VHF、TV和BP机发射台，避开用于航空导航的雷达装置等强电磁波辐射源。在进行RTK测量前，要登录相关网站查看太阳的活动信息，避开太阳黑子爆发活动期。在太阳活动平静期，其影响小于5ppm，当太阳黑子爆发时，其影响可达到50ppm。实践证明，在太阳黑子爆发期，不但RTK测量无法进行，即使静态GPS测量也会受到严重影响。作业前，使用随机软件做好卫星星历的预报，应选择PDOP值小于5的情况下进行RTK测量，否则在野外测量中很难得到固定解，达不到成果精度要求。 五、 结论 1、与传统像片控制测量相比，RTK技术不仅能达到像控点测量的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差的积累，完全可以满足1：500,1:1000航测成图的要求。 2、通过10余天的实际测量结果来看，RTK技术用于像控点的测量，操作简便，灵活方便，不但可以大幅度提高测量速度，而且能够大大减小作业人员的劳动强度，这在像控点测量中优为显著。 3、差分模式的选择致关重要，它将直接影响到流动站的施测精度和测量速度，采用网络模式可使测量更轻松。 4、应根据测区的实际情况选择合适的坐标转换参数求解