土地測繪中GPS、RTK技術(shù)的應(yīng)用

【摘 要】20世紀(jì)80年代以來，我國已出現(xiàn)了許多具有先進(jìn)水平的地面測量儀器，如電子經(jīng)緯儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光掃平儀、精密測距儀等等，這些先進(jìn)技術(shù)工具的出現(xiàn)為我國土地測繪走向數(shù)字化、現(xiàn)代化提高了必要的基礎(chǔ)和有利的條件。本文著重探討一下土地測繪中GPS、RTK技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】土地測繪；GPS；RTK；應(yīng)用

0.前言

隨著世界上全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)的迅速發(fā)展，GPS應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，測繪工程中RTK測量技術(shù)日益趨向成熟。GPS、RTK測量技術(shù)憑借自身技術(shù)基準(zhǔn)度高、實時測量性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點，逐漸應(yīng)用到了交通建設(shè)、城市化等測繪工程類實踐中。本文著重探討一下土地測繪中GPS、RTK技術(shù)的應(yīng)用。

1.GPS在土地測繪中的應(yīng)用

GPS衛(wèi)星定位新技術(shù)的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了革新改變，尤其是地籍控制測量工作受到很大的影響。運用GPS迸行地籍控制測量，不要求通視，這樣防止常規(guī)地籍控制工作點位選取的局限條件，同時GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對GPS網(wǎng)精度的影響也很小。因為GPS有著布點靈活、全天候、速度快、精度高等優(yōu)點，才導(dǎo)致GPS技術(shù)在國內(nèi)各城鎮(zhèn)地籍控制測量中得到廣泛應(yīng)用。運用GPS技術(shù)對地籍進(jìn)行控制，也有常規(guī)三角網(wǎng)（鎖）布設(shè)時要求近似等邊和精度估算偏低時要加測對角線或增設(shè)起始邊等繁鎖要求，使用的GPS儀器精度只要能和等級控制精度符合，選取控制點位符合GPS點位選取的需求，所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足地籍規(guī)程要求。

1.1 GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

在經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)中，兼顧精度、可靠性和成本費用等準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計已有許多研究成果和應(yīng)用。和經(jīng)典觀測相比，GPS觀測具有更為復(fù)雜的函數(shù)和隨機(jī)模型。盡管GPS具有靈活多樣的布網(wǎng)方式，速度快、精度高等特點，但GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計也存在優(yōu)化問題。在GPS觀測中，基線觀測向量是不受任何條件限制的，由此為GPS網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計提供了切實可行的條件。粗差、系統(tǒng)誤差等模型誤差是GPS網(wǎng)的主要誤差源，而精度和可靠性是衡量GPS網(wǎng)的坐標(biāo)參數(shù)估值受觀測偶然誤差影響和辯識、抵制GPS網(wǎng)模型誤差影響能力的二個重要度量指標(biāo)。所以，在GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)考慮到規(guī)程要求精度、儀器標(biāo)稱精度、網(wǎng)的可靠性準(zhǔn)則、人員配備和預(yù)支成本費用等條件，可采用機(jī)助模擬法對GPS網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)、觀測量的增減進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

1.2 GPS地籍控制網(wǎng)點的精度和密度

地籍測量的首要任務(wù)，是全區(qū)的控制測量，它是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。而地籍控制網(wǎng)點的精度和密度，主要是為滿足土地權(quán)屬范圍的特征點，即界址點服務(wù)。關(guān)于網(wǎng)點的密度，GPS地籍網(wǎng)可按測區(qū)范圍和先后次序分基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類。基本網(wǎng)控制較大的測區(qū)，點的密度大致按城市三、四等邊長要求定，加密網(wǎng)點密度相當(dāng)于5”級小三角網(wǎng)或?qū)Ь€。對于中、小城鎮(zhèn)的地籍控制，考慮到城市的長遠(yuǎn)規(guī)劃和近期需要，布設(shè)四等網(wǎng)和5”級小三角網(wǎng)或?qū)Ь€。由于城鎮(zhèn)地區(qū)界址點密度較大，故在保證網(wǎng)點的點位精度條件下，控制點密度力求增大到便干測定界址點，必要時在GPS網(wǎng)下再加密一級圖根導(dǎo)線，以便能直接從圖根點測定界址點。GPS網(wǎng)各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長變化幅度大且長短邊結(jié)合靈活方便，由此，各級網(wǎng)可視需要分期布設(shè)，也可一次性混合布設(shè)到需要的密度。

2.RTK在土地測繪中的應(yīng)用

利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行土地測繪是近凡年的事情，而實時動態(tài)RTK定位技術(shù)以其特有的技術(shù)優(yōu)勢，在土地測繪領(lǐng)域展現(xiàn)出了極為廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間、筆者通過實踐，感到實時動態(tài)定位技術(shù)在土地測繪中，主要適用于以下一方面：

2.1地籍控制測量

實時動態(tài)定位技術(shù)應(yīng)用于地籍控制測量，可以根據(jù)實際需要，靈活布設(shè)控制點，點位可疏可密，這使交通不便的獨立地區(qū)能方便地進(jìn)行整體聯(lián)測。采用實時動態(tài)定位技術(shù)進(jìn)行地籍控制測量，效率很高、不僅大大優(yōu)于傳統(tǒng)測量方式，而巨明顯優(yōu)于GPS靜態(tài)測量方式。例如：在大慶地籍調(diào)查中，我們在首級控制采用經(jīng)典GPS靜態(tài)測量的基礎(chǔ)上，加密控制均采用了實時動態(tài)定位技術(shù)，在應(yīng)用兩臺GPS接收機(jī)（分別作為基準(zhǔn)站和流動站），點位間距離平均為 05-10km，交通方便的條件下，平均每天測點 20-40個（5S點），主要時間是花費在交通上，這是傳統(tǒng)測量方式及經(jīng)典GPS靜態(tài)測量方式所無法比擬的、這種測量方式還非常適合中小城市（鎮(zhèn)）的地籍控制測量，在面積為100kmZ以下的中小城市，如果形狀比較規(guī)整，基準(zhǔn)站布設(shè)在合適的位置上，一般僅需一個基準(zhǔn)站就可完成控制測量，流動站與基準(zhǔn)站之間不必考慮通視問題。

2.2建設(shè)用地前期勘測

采用實時動態(tài)定位方式進(jìn)行建設(shè)用地前期勘測或地籍碎部測量，與采用全站儀進(jìn)行測量相比較，也具有非常明顯的優(yōu)勢：一是采點速度快，在保持衛(wèi)星連續(xù)跟蹤的情況下，一般單點測量僅需要十凡秒鐘，與全站儀相當(dāng)、但是在以基準(zhǔn)站為中心方圓20km內(nèi)，既不需要變換基準(zhǔn)站，也不需要圖根控制點，更不需要定向，這就減少了全站儀頻繁換站所花費的時間，可以使多個流動站同時工作，而互不影響，我們通過實踐比較，在相同的時間內(nèi)，一臺流動站大約是一臺全站儀工作效率的15倍。

實時動態(tài)定位測量方式在碎部測量上也有其不足的一面，它雖然不要求流動站與基準(zhǔn)站通視，但是要求GPS接收機(jī)的衛(wèi)星信號接收天線對天通視、在測量房屋、林帶時往往中于無法靠近被測地物，而無法測量，這就需要全站儀等光學(xué)測量儀器的密切配合、但是如果能夠使用雙系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)（即GPS+GLONASS系統(tǒng)，目前設(shè)備投資較大）。

2.3放樣土地權(quán)屬界線

實時動態(tài)定位技術(shù)另一個非常適合的領(lǐng)域是放樣土地權(quán)屬界線、尤其是在通視不便、測量困難地區(qū)、在土地管理中，經(jīng)常出現(xiàn)：土地權(quán)屬界線在圖上己確定，但實地地形復(fù)雜或通視困難等不利條件，利用常規(guī)方法很難落界的情況、在黑龍江省興凱湖農(nóng)場與八五六農(nóng)場之間的一條土地權(quán)屬界線是以平面坐標(biāo)X=5028000為界、在這條界線上多是草甸、沼澤、樹林，既難架設(shè)常規(guī)測量儀器，通視不便、我們利用實時動態(tài)定位技術(shù)，放樣界址線，即時顯示流動站所在點與放樣線的方位、距離，僅需要單人背負(fù)流動站作業(yè)即可。我們用一天十的時間步行放樣直線距離21km，另外，實時動態(tài)定位技術(shù)測量系統(tǒng)還具有圓曲線、緩和曲線等曲線放樣功能，適合于公路、鐵路的放樣。

3.結(jié)束語

綜上所述，如今GPS、RTK測量技術(shù)的普遍，在確保質(zhì)量的前提下，很大程度地提高了工作效率，給各個應(yīng)用領(lǐng)域帶來了非常大的效益。實時動態(tài)定位測量系統(tǒng)隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的增強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性、抗干擾性水平的不斷提高，傳輸距離的增長，軟件系統(tǒng)解算能力的不斷增強(qiáng)，實時動態(tài)定位技術(shù)必將會在更廣闊的范圍內(nèi)得到應(yīng)用。但避免RTK測量偶爾出錯必須引起我們足夠的重視，還得需要進(jìn)一步去改善該技術(shù)的運用。

【參考文獻(xiàn)】

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