GPS實時動態技術在土地測量中的應用

葉智

摘 要：GPS實時動態技術是一種新型的土地測量技術，測量精度比傳統土地測量技術更高，且工作效率較高，即便是在條件較差的山區也可順利開展土地測量工作，因而在實際工作中得到廣泛應用。文章結合土地測量工作實踐，介紹了GPS實時動態技術的工作原理和GPS測量系統的組成，探討其在土地測量中的實際應用情況。

關鍵詞：GPS實時動態技術；土地測量；應用

前言

隨著社會和經濟的飛速發展，土地管理工作顯得越來越重要，而土地測量是土地管理中極其關鍵的工作，其工作精度和工作效率的高低直接影響土地管理工作的質量。土地測量工作包括地籍測量、地形測量、土地利用狀況測量、土地后備資源調查等諸多方面的工作，而在實際工作中土地測量工作往往要面臨各種各樣的復雜狀況，例如在農村土地測量時測量面積大、地形復雜，工作量很大，使得常規的土地測量技術存在工作難度大，工作時間長等弊端；而在城市土地測量工作中由于建筑物的密集遮擋以及土地類型繁多，給土地測量工作帶來困難，而GPS實時動態技術技術是利用GPS衛星對土地測量數據進行采集并通過無線傳輸裝置將數據實時傳送給用戶，因此可以很好地解決這些難題。

1 GPS實時動態技術原理

一般來說，GPS定位土地測量技術分為靜態定位測量和動態測量兩種，其中靜態定位測量是在基線布設完畢后，將若干臺GPS接收機分別安置在基線的端部，依據基線的長度以及測量精度要求進行觀測和采集數據，然后將數據進行處理，數據處理的過程需要經歷坐標解算、坐標傳遞、坐標轉換等一系列工作，因此得到的數據實時性不強。另一種動態測量則只需兩臺GPS接收機，一個是固定的，另一個則可移動，通過無線電傳輸將固定站點和移動站點的數據進行綜合處理，因而通過信號傳輸而使各設備成為一個有機的整體。GPS實時動態測量系統包括GPS衛星、基準站、無線電傳輸設備、用戶流動站等，其中基準站和用戶流動站上都安裝有GPS數據接收機，在實際工作中，安裝在基準站上的GPS接收機會對GPS衛星進行連續觀測，并采集數據，將數據通過無線電傳輸裝置傳輸到用戶流動站，與此同時用戶流動站的GPS接收機也接受到GPS衛星數據，然后利用相對定位原理即可計算出用戶流動站的三維坐標，因此可以保證觀測精度。

2 GPS實時動態土地測量系統組成

2.1 數據接收系統

數據接收系統主要組成部分即為基準站和流動站中的GPS接收機，其主要功能是跟蹤GPS衛星、接收GPS衛星的信號以及信號處理等，按照功能可分為單頻接收機和雙頻接收機兩種，在實際工作中這兩種接收機都可以完成實時動態土地測量工作，區別之處在于雙頻接收機具有比單頻接收機更高的定位精度和穩定性，其原因是單頻接收機在工作時需要對整周模糊度初始化，因此定位時間較長，而在實際工作中衛星信號是處于不斷變化中的，衛星的星歷誤差、衛星針的鐘差以及衛星信號在大氣傳播過程中的延遲等均會影響到定位的精度，相比較而言雙頻接收機由于可最大程度地避免大氣中弱電離層對衛星信號折射的影響，而且定位時間較短，因此定位精度和工作穩定性可以得到保障，故在實際工作中得到廣泛的應用。

2.2 數據傳輸系統

數據傳輸系統是將基準站、流動站通過數據傳輸的形式聯系起來的關鍵設備，其性能的好壞直接影響傳輸數據的可靠性，由于流動站需要不斷改變地理位置，因此基準站與流動站之間的傳輸距離和傳輸路徑中的地形、地貌、大氣條件等均有較大差別，若要保證數據傳輸的準確性和實時性，并且在接受數據后能夠將基準站與流動站接收到的數據進行實時處理就要求數據傳輸系統的傳輸頻率和功率范圍足夠大，一般來說頻率要求在10000Hz以上，以保證土地測量數據的質量以及有利于防止信號觀測過程中發生失鎖等問題。

2.3 軟件支持系統

對于GPS實時動態技術進行土地測量工作來說，其觀測的動態定位測量是基于載波相位技術的，因此要想保證定位測量的精度、準確性和可靠性，就必須在以下幾項工作中保證工作的質量：第一，載波相位初始整周未知數的確定；第二，GPS接收機在觀測過程中對衛星的連續跟蹤，第三，在觀測過程中如發生失鎖要重新進行初始化，這些工作的順利進行要借助于當前計算機快速結算和動態解算整周未知數技術，而這些技術的實現必須基于強大的軟件支持系統。

3 GPS實時動態技術在土地測量中的應用

3.1 測繪點的選取

在應用GPS實時動態技術進行土地測量工作時，測繪點的選取是否科學則直接影響后續工作的質量。在選取測繪點時，首先要確保測繪點上空處于開闊的狀態，周圍盡量不要有障礙物，以確保GPS接收機在對GPS衛星跟蹤時信號傳輸的穩定性，同時在對測繪點選取時要遠離電磁輻射源，如高壓電線、信號塔等，避免電磁干擾造成信號失真，另外，測繪點的地形要盡可能平坦，地物應盡可能少而簡單，避免高層建筑群等，以免無線電信號被反射形成多路徑效應，從而影響測量的精度。

3.2 GPS布網

目前常用的GPS布網形式主要有單基準站式、多基準站式、跟蹤站式和同步圖形擴展式等，實際工作中在布設GPS網絡時，要做多方面的綜合考慮，以最大程度地節約工作時間和節省人力，從而確保工作效率的提高。

3.3 測量隊伍的組成

在應用GPS實時動態技術進行土地測量時，根據工作需要，測量隊伍應當至少配備三個工作人員，包括導航員、記錄員和儀器操作員等，其中導航員負責測量地塊的選擇，記錄員負責對數據和操作細節進行記錄，儀器操作員負責操作GPS接收機并對儀器的工作狀態進行監測，確保儀器正常工作。

3.4 土地測量要點

在土地測量之前，應當根據實際情況對控制點進行疏密布置，如果采用單機絕對定位進行GPS測量，一般不需要設置控制點，但考慮到特殊需要的可能，一般要在測區地塊布設一定數量的測繪控制點，要求控制點的誤差常量為±10mm，相對誤差±20×10-6D。土地測量時首先開啟GPS接收機對衛星進行跟蹤鎖定，直到鎖定衛星數量達到至少4顆，即開始初始化工作，同時設置GPS接收機的各項參數，待初始化完畢后即開始土地測量工作，在此過程中要盡量保證衛星信號質量，防止信號被遮擋和反射，同時要對特殊點位采取不同的方法進行測量，如對控制點等點狀物測量時，可采用靜態差分法進行數據記錄，而對于河流、道路等線狀物測量時，應將測量天線置于線狀物的中心線上，通過移動測量完成對地物信息的記錄，對于面狀地物測量時應使天線沿著地塊的邊界移動，直到使其形成一個閉合的多邊形區域，從而完成對整個地塊數據的記錄和測量。

4 結束語

GPS實時動態技術是一種新型的土地測量技術，因其測量精度高、準確性好等優點成為土地測量工作中應用前景十分廣闊的技術。

參考文獻

[1]楊紅剛.淺談GPS實時動態（RTK）測量在工程測量中的應用[J].鐵道勘測與設計，2008.

[2]曹延村.淺談GPS實時動態技術在土地測量中的應用[J].資源節約與環保，2013.