宋焕胜

（河北省地质测绘院，河北廊坊065000）

1 引言

多年来，GPS实现了快速发展，尤其在RTK技术出现后，为传统复杂的测量工作提供了一个全新的方向。RTK具有精度高、效率高且可以实现持续工作的优势，因此，在测量领域得到了广泛的应用，例如，现阶段开展的农村地籍调查工作便以此作为主要技术方法。农村地籍调查测绘要求采用1∶500比例尺，根据精度要求，测量区域的投影长度变形值必须符合城市测量规范相关标准，为此，需要构建针对测量区实际情况的独立坐标系，而这一点也是下文对GPS-RTK技术进行探究的主要方向。

2 GPS-RTK测量技术简述

2.1 GPS-RTK技术

GPS可以界定为一种定位技术，同时也可以理解为是应用GPS卫星导航系统实现持续、全方位测量的定位设备，结合GPS提供的坐标或坐标演变量精度方式，可细化为毫米级、厘米级、静态、动态后处理RTK等多种测量方式[1]。其中，RTK技术需要应用更为高速、更小体积的计算机，将其置入GPS接收机中，在外部作业过程中可以随时提供厘米级的定位。RTK技术是测量技术的一个全新突破，其构成部分包括基准站接收机、数据链、流动站接收机。如图1所示，在该技术的应用过程中，需要在基准站设置1台接收机作为参考站，将观测到的数据动态发送到流动站，流动站接收信息后，结合相对定位原理，解算出流动站三维坐标与精度。

图1 RTK系统结构图

2.2 GPS-RTK测量原理

RTK是将载波相位测量作为依据的动态差分GPS测量，可动态提供测量站点在指定坐标系中的厘米级精度的三维定位结果[2]。RTK测量系统一般由GPS信号接收、动态数据传输、动态数据处理3大部分构成。RTK测量结合GPS相对定位理论，将接收机放置到已知点，同时配置多台接收器在待测点，借助于数据链将观测值、卫星跟踪状态与测站坐标信息同步发送到移动站，移动站在接收数据后应用GPS控制器数据处理软件进行相关信息处理，以便提供待测点的坐标与高程。

3 实际案例阐述

3.1 研究方法

本研究中，三参数模型主要是将GPS测定的WGS-84坐标视为具有系统性误差的2000国家大地坐标系坐标值，默认应用点所处坐标系与WGS-84坐标系的北方向一致，重点参考X平移、Y平移、Z平移等相关参数，忽略X旋转、Y旋转、Z旋转、尺度比参数可能带来的影响[3]。三参数经过对已知点进行校正，可以获取WGS-84坐标系统坐标值与实际使用坐标值的三维差值，以此控制系统误差。WGS-84坐标系统与本研究项目地区坐标系统的转换属于2种椭球之间的转换，可理解为椭球参数之间的转换，针对这种转换类型，不存在通用参数，为保证转换结果的严密性和精度，需要结合实际情况选择差异化参数。七参数转换为不严密转换关系，考虑转换前后2个坐标系统间椭球参数与投影方式存在的差异性，针对这种转换类型，一般选用相对严密的布尔莎模型。

3.2 研究案例

在本研究中，以A农村地籍调查项目为案例，探究应用GPS-RTK技术进行农村地籍测绘的过程中，其测量数据转换成果的精度是否符合作业需求。A项目约处于东经116.5°，北纬39.3°，项目区范围中分布有3个控制点。结合项目区范围中的控制点，应用全站仪依据四等水准测量要求布设多个控制点，各控制点之间维持通视状态，且全站仪测量数据作为真值。针对已知控制点，进行静态测量，采集各控制点的WGS-84坐标数据，应用三参数与七参数的布尔莎模型，分别核算转换参数。同时，应用可靠的坐标转换软件，参考所求的转换参数，对项目中控制网点分别做三参数与七参数空间直角坐标进行转换，收集各控制网点坐标数据，与真值进行精度分析[4]。经验证，转换后坐标精度符合要求，转换参数有效可靠。

4 GPS-RTK在农村地籍调查测绘中坐标转换精度研究

为明确GPS-RTK数据坐标转换后的精度，利用转换参数使用RTK直接进行重新观测，对GPS-RTK测量成果与真值进行各项误差统计，对比结果如表1所示，采用七参数转换与采用三参数转换相比，精度大约可以提高1倍，并且可以发现转换参数越多，转换精度越高。农村地籍调查测量比例为1∶500，误差要求±5cm，七参数转换可以符合农村地籍测量精度需求。

表1 GPS-RTK测量成果观测中误差cm

5 结论

本研究利用三参数与七参数转换模型，使用GPS-RTK技术进行了A农村地籍测量项目坐标转换的相关分析，总结而言，应用七参数模型获取的数据精度更高，即相关数据解算期间，转换参数越多，转换精度越高，精度大约可以提高1倍。调查结果显示，三参数模型误差超出标准，七参数模型符合农村地籍调查中测绘需求，但相比之下，三参数需要的已知点较少，精度与成本较低，而七参数精度高、所需已知点较多。