网络RTK在像控测量中的应用_像控论文发表

网络RTK在像控测量中的应用

李蕾

摘要：本文结合苏州某市的像控测量项目，重点介绍了网络RTK技术在航测像控测量中的应用。通过应用并分析得出，网络RTK技术完全可以满足航测像控点测量的精度要求，并且与常规方法相比具有很大的优越性，具有广泛的应用前景。

关键字：像控测量 网络RTK

1、网络RKT简介：随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（Continuous Operational Reference System，缩写为CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。

　　CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。

CORS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式，其主要优势体现在：1）改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围；2）采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；3）拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性；4）用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少了费用；5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰；6）提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；7）扩大了GPS在动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航；8）为建设数字化城市提供了新的契机。

江苏CORS系统的平面精度达到一级导线精度要求，高程精度经大地水准面精化后可达到四等水准精度，故该系统完全可以用来做1：500、1：1000航测地形图的像控测量。

2、像片控制点的一般测量方法

像片控制测量（photo control survey）又称像片控制点联测，是在实地测定像片控制点平面位置和高程的测量工作。

像片控制测量有以一条航线段为单位布设像片控制点的航线网布点、以几条航线段或几幅图为一个区域布设像片控制点的区域网布点、以一张像片或一个立体像对为单位布设像片控制点的全野外布点等。按规定的位置和数量选刺像片控制点并连测其坐标和高程的测量工作。通常按精度要求分全野外布点法和室内解析空中三角测量法。像片控制点一般选用像片上明显的地物点。大比例尺测图一般利用目标清晰、精度高的直角地物目标或点状地物目标作为像片控制点，也可在航摄前在地面上敷设人工标志。被选定的目标精确地在像片上刺出位置，并于像片背面绘出与相关地物关系略图，以简明确切的文字说明其位置。

测定像片控制点的平面坐标，通常采用的方法：①导线。较长路线采用符合导线；短距离通常采用支导线法。②线形锁。③交会法。当已知点为三个时，采用前方交会或侧方交会；已知点为四个是可以采用后方交会。④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。

高程控制点根据地形条件可以采用：①高程导线；②测图水准和经纬仪水准；③三角高程路线；④独立交会高程点。

上述传统的像控点测量方法在该市的实际测量中受到了诸多限制：

① 高等级的控制点成果很少，采用传统测量方法实施困难极大；

② 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明显地物上，往往这些点的通视条件较差，施测中需要投入大量的辅助性工作，成本高；

③ 工程时间要求紧，采用上述方法，一天只能测量5~6个点（依据在该市实际进行实测的情况），在困难地区有时只能测量3~4个点，根本无法如期完成测量任务；

④ 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。

3. 网络RTK在像控测量中的应用：

3.1 像控点的网型设计

　　此次地形图要求利用网络RTK做航空摄影测量的像片控制点测量,用于数字摄影测量测绘1:1000地形图以及1:2000正射影像图。从而为苏州规划、建设部门提供高精度的数据支持。本次布网采用区域网的方式布设，六条基线布点。由于苏州的水域面积比较大，从而不可避免的有主点落水的情况出现，对于主点落水的航摄范围采用全野外布点方式进行。

3.2 施测方案

3.2.1像控点的目标选择

像控点的目标选择是像控测量中一个关键问题，在工作中要反复查看地面目标和对照影像，选择野外的实地位置和像片的影像位置都可以明确辨认的点作为像控点，一般地区较理想的目标是近于直角而且又近于水平的线状地物的交点和地物拐角上，如道路交叉点、拐角点、围墙或平台的拐角点等。

3.2.2像控点的位置标定

航摄像片由于像点坐标误差的影响使像片边缘产生的像点位移和影像变形比中心部分要严重。为了提高外业判读刺点和内业点位量测精度，像片所选像控点的位置距像片边缘要大于1～1.5cm。像控点选定之后，像片上要准确标示出它的位置。最常采用的方法是用细针在像控点的影像上刺一小孔，小孔中心表示该点在像片的精确位置，刺孔不得超过0.1mm。为进一步提高作业速度，发挥网络RTK 技术观测速度快的优势，在同一个像控点范围内，对地物模糊或观测精度没有把握时，可以在关联地物上选择多个像控点，以便内业处理时有所选择，保证像控点的精度。刺点时要将像片影像与地物形状仔细对照辨认，点位刺出后，要实地检查核对并做点之记。该点之记与控制点的点之记不同，主要是为了便于内业人员判点。选定统一而规范的记录格式，完善外业记录信息，可以简化内业工作，进一步提高作业效率。记录中要包括点号、刺点位置文字说明，文字字头朝北，可充分利用代码记录更多信息。同时还应在该点的正面、近处、远处分别拍摄相片，明确该点的具体位置及在周围地物中的相对位置。

3.2.3像控点的位置测量

⑴流动站设置

在进行实地测量之前要把RTK的流动站连接到附近城市的参考站上。做这一步时要把流动站的端口、IP、用户名、密码等参数正确录入流动站手簿中，并且保证RTK的手机卡开通GPRS功能，连接成功后即可用来进行测量工作。

⑵为了达到厘米级的测量精度,流动站在进行测量前要进行初始化。像控测量其实与常规的RTK采集数据相同，只是为防止RTK在测量过程中出现假解，对于每个像控点要测量3次，然后取平均值。每天开始测量之前和结束测量之后要进行控制点检核，确保所测数据的精度在成图精度允许范围内。

3.3 内业处理

在计算机上把数据下载之后，将所测像控点数据进行比对，剔除粗差之后将采集的坐标数据解求平均值。苏州某市的高程数据要经过CORS参考站统一求解。数据处理之后即可用于空三加密和测图。

4、网络RTK在像控测量中的优势、主要误差以及改正方法

4.1 优势

①改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围；②采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；③拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性；④用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少了费用；⑤使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰；⑥提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；⑦扩大了GPS在动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航；⑧为建设数字化城市提供了新的契机。

4.2 主要误差来源

应用网络RTK技术进行定位测量时，其误差来源一般可以分为以下几种类型:与卫星有关的误差;信号传播过程中的误差;观测误差和地面接收设备的误差;采用软件的数学模型误差。

针对以上误差来源，结合RTK工作的特性，在具体实践中应该注意解决以下几个关键技术问题：

① 在工作开展前，应先做星历预报分析，且尽量挑选卫星数多、卫星图形结构好的时段进行作业;尤其在电磁波密集的大中型城区作业时，应做电台信号传播试验，选择适当的频点以避免TRK电台信号被其它电磁波信号干扰。

② 选用质量好的接收机和数据处理软件，能够较好的降低因接收设备带来的误差。而好的数据处理软件能通过有效模型改正，削弱大部分与卫星有关的误差和信号传播过程中带来的误差。

③ 多进行检测，包括已知点检测和异站重点检测，这是保证RTK数据可靠性的有效方式。

④ 初始化的问题。RTK设备一般都支持动态初始化，在作业过程中应时刻注意整周模糊度处于固定状态。对于厘米级要求的RTK作业，浮动解的精度都是不可靠的。

5. 结语

网络RTK技术应用于像控测量，拥有常规测量技术无法比拟的优越性，主要体现在以下几个方面。

① 操作简便、作业方式灵活。

② 直观方便，指示清晰。

③ 投入人员少、效率高。作业模式1台流动站就相当于1台常规全站仪组，且每个流动站的作业速度均要远高于常规1个作业组的作业速度。不受时间限制，不必考虑基站距离。

④ 实现实时检核，成果可靠性增强。实施过程中随时对已知点进行检测，也可方便地实现异站重点检测等。误差不累积、不传播，精度高。

参考文献：

徐绍铨等 GPS 测量原理及应用 武汉大学出版社 2003

乔瑞亭等 摄影与空中摄影学 武汉大学出版社 2008