数字化地形测量技术研究

摘要：文章首先分析了数字化地形测量的流程和测量数据在不同参照坐标系之间的转换，随后结合数字化地形测量实例，对数字化地形测量结果进行了校验。应用实践表明，GPS RTK测量技术可以实时地提供测量结果，有效提高测量的速度和效益。

关键词：GPS RTK；数字化；地形测量

中图分类号：U412 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0098-02

受增城市政府的委托，增城市国土资源测绘院对增城市中部近21平方公里的区域进行了1：500数字化地形测量。测区的地形以平原为主，部分地区存在丘陵和山地，有大量灌木少量树林和数条河涌，通视条件较差。测区现国道和数条省级公路穿过，未来规划还将有高速穿过，交通条件较为便利。测区气候炎热，雨量充沛，土壤肥沃，适宜热带、亚热带以及暖温带作物生长。区内的经济以农业为主，主要种植荔枝、优质米、蔬

菜等。

1 数字化地形测量流程分析

1.1 GPS RTK测量系统

1.2 GPS RTK测量技术的原理

作为GPS测量技术发展到一定阶段的产物，RTK测量技术是一种观测量为载波相位的实时差分GPS测量技术，其在野外测量的水平精度可以达到点位厘米级。RTK测量技术的原理是：将1台GPS接收机设置于基准站，并连续观测所有可见的GPS卫星，然后实时地通过无线电将观测数据发送到用户观测站。而在用户观测站端，GPS接收机同样也在接收GPS卫星的信号。利用相对定位原理，用户观测站端将自身所观测的信号与接收到的基准站观测信号组成差分观测值，再进行实时差分及平差处理，即可计算并显示出用户观测站的三维坐标以及精度信息。通过动态的GPS测量技术，只需在设备完成初始化后，测量人员就可以在很短时间内获得点的坐标信息。

1.3 测量数据在不同参照坐标系之间的转换

由于GPS RTK测量与各种工程测量和定位的参照坐标系是不同的，因此需要对两者的坐标系进行转换。GPS RTK测量的参照坐标系为WGS-84坐标系，而各种工程测量和定位的参照坐标系是西安80地方或坐标系。与GPS静态测量技术在测量完成后再进行坐标的转换不同，GPS RTK测量技术是实时而动态的，必须及时对坐标进行转换。因此，要求出该测区的地方坐标转换参数。为了计算测区的地方坐标转换参数，要选取至少3个以上的WGS-84大地坐标、西安80或地方坐标都已知的已知点。为了有效地控制测区，这几个已知点宜均匀分布于测区的中心及四周。此外，最好能采用最小二乘法来选取3个以上的点计算转换参数，这样可以对求得的转换参数可靠性与精度进行检验。转换参数数量一般采用七参数。

1.4 基准点的选择

合理选择基准点是GPS RTK测量技术顺利开展的关键环节之一，本次地形测量的基准点选择GPS E级点。基准点的选择要符合下列条件：

（1）坐标要已知，且坐标准确无误。

（2）交通便利，地势较高且比较开阔，具有良好的通视条件，对卫星信号的接收与发射比较有利。

（3）周围电磁干扰较少，能够有效提高GPS卫星信号测量与发送的可靠性。

（4）四周没有其他干扰源，不会产生多路径效应，以避免丢失数据链。

1.5 野外测量作业

控制测量作业：第一步，要将被测区的不同参照坐标系坐标转换参数输入到基准点GPS接收机的软件后台系统中；第二步，打开基准点的GPS接收机，并输入基准点的地方坐标和天线高，由软件后台系统将地方坐标转换为WGS-84坐标；第三步，基准站的GPS接收机连续接收可见GPS卫星信息，并实时送出观测值、测站坐标、卫星跟踪状态以及接收机工作状态等数据；第四步，流动站的GPS接收机将自身接收的GPS卫星信息与接收到的基准站接收信息进行处理，获得流动站位置的WGS-84坐标，然后再由软件后台系统转换得到西安80坐标或地方坐标，并实时显示出来。

地形测量作业：由于受到视距的限制，在利用全站仪采集数据之前，需要在被测区内建立图根控制点，且要求碎部点能够与测站点之间相互通视。考虑到测区通视情况较差，本次地形测量采取GPS RTK数字化地形测量技术，在测量设备完成初始化后，单点的数据采集时间为1～2s，几乎可以忽略不计。随后再利用专业软件对所采集到的数据进行处理，即可编辑得到所需要的1：500地形图。

2 测量结果校验

本次被测区已有8个E级GPS控制点，但为了满足1：500数字化地形图测量的要求，用GPS RTK技术施测了70个GPS图根控制点，并收集碎部点坐标。为检测便利，施测图根水准35公里。

2.1 重合点结果校验

3 结语

应用实践表明，GPS RTK测量技术可以实时地提供测量结果，具有操作简便、灵活方便、工作状态稳定等优点，可以准确而迅速的测定图根点、碎部点的坐标和高程。其测量结果的精度可达厘米级，且不需要分级布网，不仅可以大大减轻测量人员的劳动强度，还能大大减少测量成本，有效提高测量的速度和效益。

参考文献

[1] 焦明连，吕秀健.基于GPS RTK技术的数字化地形测量[J].全球定位系统，2005，（2）：20-22.

[2] 聂上海，殷立琼.GPS RTK技术在数字化地形测量上的应用实验[J].测绘通报，2005，（3）：30-31.

[3] 王爱国.GPS RTK技术在地形测量中偏心改正模型[J].城市勘测，2007，（5）：18-20.

[4] 薄怀志，缪德都，杜海霞，等.基于RTK的地形测量工作流程及精度探析[J].测绘与空间地理信息，2009，（1）：191-192.

[5] 孟继红，何秀珍.数字化地形测量的几个问题探讨[J].地矿测绘，2005，（3）：38-39.

作者简介：蔡伟锋（1983—），男，广东增城人，增城市国土资源测绘院助理工程师，研究方向：测绘管理。endprint

摘要：文章首先分析了数字化地形测量的流程和测量数据在不同参照坐标系之间的转换，随后结合数字化地形测量实例，对数字化地形测量结果进行了校验。应用实践表明，GPS RTK测量技术可以实时地提供测量结果，有效提高测量的速度和效益。

关键词：GPS RTK；数字化；地形测量

中图分类号：U412 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0098-02

受增城市政府的委托，增城市国土资源测绘院对增城市中部近21平方公里的区域进行了1：500数字化地形测量。测区的地形以平原为主，部分地区存在丘陵和山地，有大量灌木少量树林和数条河涌，通视条件较差。测区现国道和数条省级公路穿过，未来规划还将有高速穿过，交通条件较为便利。测区气候炎热，雨量充沛，土壤肥沃，适宜热带、亚热带以及暖温带作物生长。区内的经济以农业为主，主要种植荔枝、优质米、蔬

菜等。

1 数字化地形测量流程分析

1.1 GPS RTK测量系统

1.2 GPS RTK测量技术的原理

作为GPS测量技术发展到一定阶段的产物，RTK测量技术是一种观测量为载波相位的实时差分GPS测量技术，其在野外测量的水平精度可以达到点位厘米级。RTK测量技术的原理是：将1台GPS接收机设置于基准站，并连续观测所有可见的GPS卫星，然后实时地通过无线电将观测数据发送到用户观测站。而在用户观测站端，GPS接收机同样也在接收GPS卫星的信号。利用相对定位原理，用户观测站端将自身所观测的信号与接收到的基准站观测信号组成差分观测值，再进行实时差分及平差处理，即可计算并显示出用户观测站的三维坐标以及精度信息。通过动态的GPS测量技术，只需在设备完成初始化后，测量人员就可以在很短时间内获得点的坐标信息。

1.3 测量数据在不同参照坐标系之间的转换

由于GPS RTK测量与各种工程测量和定位的参照坐标系是不同的，因此需要对两者的坐标系进行转换。GPS RTK测量的参照坐标系为WGS-84坐标系，而各种工程测量和定位的参照坐标系是西安80地方或坐标系。与GPS静态测量技术在测量完成后再进行坐标的转换不同，GPS RTK测量技术是实时而动态的，必须及时对坐标进行转换。因此，要求出该测区的地方坐标转换参数。为了计算测区的地方坐标转换参数，要选取至少3个以上的WGS-84大地坐标、西安80或地方坐标都已知的已知点。为了有效地控制测区，这几个已知点宜均匀分布于测区的中心及四周。此外，最好能采用最小二乘法来选取3个以上的点计算转换参数，这样可以对求得的转换参数可靠性与精度进行检验。转换参数数量一般采用七参数。

1.4 基准点的选择

合理选择基准点是GPS RTK测量技术顺利开展的关键环节之一，本次地形测量的基准点选择GPS E级点。基准点的选择要符合下列条件：

（1）坐标要已知，且坐标准确无误。

（2）交通便利，地势较高且比较开阔，具有良好的通视条件，对卫星信号的接收与发射比较有利。

（3）周围电磁干扰较少，能够有效提高GPS卫星信号测量与发送的可靠性。

（4）四周没有其他干扰源，不会产生多路径效应，以避免丢失数据链。

1.5 野外测量作业

控制测量作业：第一步，要将被测区的不同参照坐标系坐标转换参数输入到基准点GPS接收机的软件后台系统中；第二步，打开基准点的GPS接收机，并输入基准点的地方坐标和天线高，由软件后台系统将地方坐标转换为WGS-84坐标；第三步，基准站的GPS接收机连续接收可见GPS卫星信息，并实时送出观测值、测站坐标、卫星跟踪状态以及接收机工作状态等数据；第四步，流动站的GPS接收机将自身接收的GPS卫星信息与接收到的基准站接收信息进行处理，获得流动站位置的WGS-84坐标，然后再由软件后台系统转换得到西安80坐标或地方坐标，并实时显示出来。

地形测量作业：由于受到视距的限制，在利用全站仪采集数据之前，需要在被测区内建立图根控制点，且要求碎部点能够与测站点之间相互通视。考虑到测区通视情况较差，本次地形测量采取GPS RTK数字化地形测量技术，在测量设备完成初始化后，单点的数据采集时间为1～2s，几乎可以忽略不计。随后再利用专业软件对所采集到的数据进行处理，即可编辑得到所需要的1：500地形图。

2 测量结果校验

本次被测区已有8个E级GPS控制点，但为了满足1：500数字化地形图测量的要求，用GPS RTK技术施测了70个GPS图根控制点，并收集碎部点坐标。为检测便利，施测图根水准35公里。

2.1 重合点结果校验

3 结语

应用实践表明，GPS RTK测量技术可以实时地提供测量结果，具有操作简便、灵活方便、工作状态稳定等优点，可以准确而迅速的测定图根点、碎部点的坐标和高程。其测量结果的精度可达厘米级，且不需要分级布网，不仅可以大大减轻测量人员的劳动强度，还能大大减少测量成本，有效提高测量的速度和效益。

参考文献

[1] 焦明连，吕秀健.基于GPS RTK技术的数字化地形测量[J].全球定位系统，2005，（2）：20-22.

[2] 聂上海，殷立琼.GPS RTK技术在数字化地形测量上的应用实验[J].测绘通报，2005，（3）：30-31.

[3] 王爱国.GPS RTK技术在地形测量中偏心改正模型[J].城市勘测，2007，（5）：18-20.

[4] 薄怀志，缪德都，杜海霞，等.基于RTK的地形测量工作流程及精度探析[J].测绘与空间地理信息，2009，（1）：191-192.

[5] 孟继红，何秀珍.数字化地形测量的几个问题探讨[J].地矿测绘，2005，（3）：38-39.

作者简介：蔡伟锋（1983—），男，广东增城人，增城市国土资源测绘院助理工程师，研究方向：测绘管理。endprint

摘要：文章首先分析了数字化地形测量的流程和测量数据在不同参照坐标系之间的转换，随后结合数字化地形测量实例，对数字化地形测量结果进行了校验。应用实践表明，GPS RTK测量技术可以实时地提供测量结果，有效提高测量的速度和效益。

关键词：GPS RTK；数字化；地形测量

中图分类号：U412 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0098-02

受增城市政府的委托，增城市国土资源测绘院对增城市中部近21平方公里的区域进行了1：500数字化地形测量。测区的地形以平原为主，部分地区存在丘陵和山地，有大量灌木少量树林和数条河涌，通视条件较差。测区现国道和数条省级公路穿过，未来规划还将有高速穿过，交通条件较为便利。测区气候炎热，雨量充沛，土壤肥沃，适宜热带、亚热带以及暖温带作物生长。区内的经济以农业为主，主要种植荔枝、优质米、蔬

菜等。

1 数字化地形测量流程分析

1.1 GPS RTK测量系统

1.2 GPS RTK测量技术的原理

作为GPS测量技术发展到一定阶段的产物，RTK测量技术是一种观测量为载波相位的实时差分GPS测量技术，其在野外测量的水平精度可以达到点位厘米级。RTK测量技术的原理是：将1台GPS接收机设置于基准站，并连续观测所有可见的GPS卫星，然后实时地通过无线电将观测数据发送到用户观测站。而在用户观测站端，GPS接收机同样也在接收GPS卫星的信号。利用相对定位原理，用户观测站端将自身所观测的信号与接收到的基准站观测信号组成差分观测值，再进行实时差分及平差处理，即可计算并显示出用户观测站的三维坐标以及精度信息。通过动态的GPS测量技术，只需在设备完成初始化后，测量人员就可以在很短时间内获得点的坐标信息。

1.3 测量数据在不同参照坐标系之间的转换

由于GPS RTK测量与各种工程测量和定位的参照坐标系是不同的，因此需要对两者的坐标系进行转换。GPS RTK测量的参照坐标系为WGS-84坐标系，而各种工程测量和定位的参照坐标系是西安80地方或坐标系。与GPS静态测量技术在测量完成后再进行坐标的转换不同，GPS RTK测量技术是实时而动态的，必须及时对坐标进行转换。因此，要求出该测区的地方坐标转换参数。为了计算测区的地方坐标转换参数，要选取至少3个以上的WGS-84大地坐标、西安80或地方坐标都已知的已知点。为了有效地控制测区，这几个已知点宜均匀分布于测区的中心及四周。此外，最好能采用最小二乘法来选取3个以上的点计算转换参数，这样可以对求得的转换参数可靠性与精度进行检验。转换参数数量一般采用七参数。

1.4 基准点的选择

合理选择基准点是GPS RTK测量技术顺利开展的关键环节之一，本次地形测量的基准点选择GPS E级点。基准点的选择要符合下列条件：

（1）坐标要已知，且坐标准确无误。

（2）交通便利，地势较高且比较开阔，具有良好的通视条件，对卫星信号的接收与发射比较有利。

（3）周围电磁干扰较少，能够有效提高GPS卫星信号测量与发送的可靠性。

（4）四周没有其他干扰源，不会产生多路径效应，以避免丢失数据链。

1.5 野外测量作业

控制测量作业：第一步，要将被测区的不同参照坐标系坐标转换参数输入到基准点GPS接收机的软件后台系统中；第二步，打开基准点的GPS接收机，并输入基准点的地方坐标和天线高，由软件后台系统将地方坐标转换为WGS-84坐标；第三步，基准站的GPS接收机连续接收可见GPS卫星信息，并实时送出观测值、测站坐标、卫星跟踪状态以及接收机工作状态等数据；第四步，流动站的GPS接收机将自身接收的GPS卫星信息与接收到的基准站接收信息进行处理，获得流动站位置的WGS-84坐标，然后再由软件后台系统转换得到西安80坐标或地方坐标，并实时显示出来。

地形测量作业：由于受到视距的限制，在利用全站仪采集数据之前，需要在被测区内建立图根控制点，且要求碎部点能够与测站点之间相互通视。考虑到测区通视情况较差，本次地形测量采取GPS RTK数字化地形测量技术，在测量设备完成初始化后，单点的数据采集时间为1～2s，几乎可以忽略不计。随后再利用专业软件对所采集到的数据进行处理，即可编辑得到所需要的1：500地形图。

2 测量结果校验

本次被测区已有8个E级GPS控制点，但为了满足1：500数字化地形图测量的要求，用GPS RTK技术施测了70个GPS图根控制点，并收集碎部点坐标。为检测便利，施测图根水准35公里。

2.1 重合点结果校验

3 结语

应用实践表明，GPS RTK测量技术可以实时地提供测量结果，具有操作简便、灵活方便、工作状态稳定等优点，可以准确而迅速的测定图根点、碎部点的坐标和高程。其测量结果的精度可达厘米级，且不需要分级布网，不仅可以大大减轻测量人员的劳动强度，还能大大减少测量成本，有效提高测量的速度和效益。

参考文献

[1] 焦明连，吕秀健.基于GPS RTK技术的数字化地形测量[J].全球定位系统，2005，（2）：20-22.

[2] 聂上海，殷立琼.GPS RTK技术在数字化地形测量上的应用实验[J].测绘通报，2005，（3）：30-31.

[3] 王爱国.GPS RTK技术在地形测量中偏心改正模型[J].城市勘测，2007，（5）：18-20.

[4] 薄怀志，缪德都，杜海霞，等.基于RTK的地形测量工作流程及精度探析[J].测绘与空间地理信息，2009，（1）：191-192.

[5] 孟继红，何秀珍.数字化地形测量的几个问题探讨[J].地矿测绘，2005，（3）：38-39.

作者简介：蔡伟锋（1983—），男，广东增城人，增城市国土资源测绘院助理工程师，研究方向：测绘管理。endprint