GPS在土地測繪中的應用

王穎吉林省國土資源調查規(guī)劃研究院

GPS在土地測繪中的應用

王穎
吉林省國土資源調查規(guī)劃研究院

在科學技術發(fā)展如此迅猛的今天，全球定位系統(tǒng)作為冉冉升起的新興科技產(chǎn)品，正在被不斷地開發(fā)和應用于各個方面。土地測繪作為直接受益者，更是由于引入GPS而進行了一場技術的革新。在實際工程的中，提升工作的準確度和測量精度的同時，盡可能地節(jié)省了勞動力的投入，為社會生產(chǎn)力的進步做出了重大的貢獻。本文從介紹GPS技術發(fā)展及其現(xiàn)狀入手，探討GPS技術在土地測繪中的重要應用，并對GPS技術在土地測繪工作中更加廣泛的應用提出展望。

土地測繪；GPS技術；應用

前言

全球定位系統(tǒng)是新興的高科技產(chǎn)品，將其應用在土地測繪中，不僅可以節(jié)省人力測量耗費的人力物力，還能實現(xiàn)人工操作無法做到的精確和持久。在GPS衛(wèi)星定位技術沒有出現(xiàn)之前，主導測繪的是電子經(jīng)緯儀、精密測距儀等傳統(tǒng)的地面測量儀器。GPS技術一經(jīng)問世，就引起了世界的廣泛關注，隨著技術的不斷發(fā)展，GPS技術在民用事業(yè)、國防建設和軍事服務等多個方面得到了越來越廣泛的應用。在土地測繪中，GPS定位系統(tǒng)更是帶來了一場技術的改革與創(chuàng)新，積極地推動了測繪領域的發(fā)展。

1.全球定位系統(tǒng)及其相關技術發(fā)展概況

全球定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）是一種利用衛(wèi)星和無線信號媒介來實現(xiàn)實時導航、測距的新型高科技。該技術前期需要通過發(fā)射衛(wèi)星和建立衛(wèi)星信號接收點來構建。系統(tǒng)主要包括了三個空間，分別是太空衛(wèi)星、地面控制站以及用戶設備。工作時系統(tǒng)利用四個以上衛(wèi)星運行的瞬間位置，遵循三角定位的原則，測量出被定位對象的起點和終點之間的距離，并結合空間交互的方式，計算出被定位對象的具體位置及其全球坐標、實現(xiàn)在全球范圍內的對目標物的精確定位和導航。GPS還可以對全球范圍內的無線電信號進行精確的定位、導航，全球覆蓋率可達98%。

GPS全球定位系統(tǒng)在測繪工作中，主要具有精準性、空間坐標可測性、抗干擾性強和無須通視設施等技術優(yōu)勢。其全球性、連續(xù)性、實時性和高效性等特點保證了GPS技術在不同的場合、不同的領域的應用適應性。

2.在地籍測繪中應用到的GPS技術

2.1 地籍測繪控制精密度

在土地測繪的整個流程中,地籍測量的工作十分重要，它可以實現(xiàn)對整個區(qū)域全方位控制。為了保證提供的數(shù)據(jù)資料的有效性，還需要精確的數(shù)據(jù)采集。若想要從根本上提高土地測量的精密度，首先，需要實現(xiàn)對地基網(wǎng)點密度的精確測量，因為在整個地基測量工作中，每一個網(wǎng)點之間的密度控制是不同，并且對測量精度影響很大。第二，需要建立相應的地籍控制網(wǎng)點,并將其定位到三維坐標差之中，使其能夠隨著三維坐標差的改變來提高網(wǎng)點的精密度。最后，需要對地籍測量網(wǎng)進行全面的優(yōu)化設計。精度、可靠以及成本是主要的優(yōu)化對象，才能保證提升觀測的速度，進而提高精確度。

2.2 控制地基細部測量

地籍細部測量是土地測繪中極其重要的組成部分。其主要任務測量土地的權屬界限、精確位置以及可用面積數(shù)量。所以對測量精度的要求極其苛刻。在傳統(tǒng)地籍細部測量中，往往會出現(xiàn)很大的誤差，影響測量精度，直接導致整個測量結果的不全面性。GPS技術的出現(xiàn)完美地解決了細部測量精確度方面的問題。并且可以對測量任務的實際情況進行精確測量。在細部測量的區(qū)域應用GPS技術，采用交會法、坐標法對地籍進行勘測，實現(xiàn)測量信號在各種測量儀器如測距儀、經(jīng)緯儀、全站儀等之間的無阻礙傳遞。通過這種同一化的方式，不僅能實現(xiàn)滿足精確度的基本要求，與此同時也極大地提高了細部測量的基本效率。

2.3 控制土地界線勘測

我國對土地的利用的定義一般包括有土地征用、轉讓、規(guī)劃使用等方面。這些項目都要求對土地的范圍、界線進行精確的定位測量。有關部門如想對土地進行合理的規(guī)劃，高效利用土地也都需要對土地的范圍、界線進行精確的定位測量。但傳統(tǒng)的測量方法存在許多弊端。一是傳統(tǒng)測量需要利用許多測量工具如測量儀等和大量的人員投入測繪和計算，二是所用的測量儀器本身的精準度存在固有的偏差，再加上人工操作中各種意想不到的影響因素，對測量結果造成的影響極高，相對測量的結果也必然存在極大的差距。

3.RTK新技術在土地測繪中的新應用

3.1RTK技術簡介

地籍測繪應用的測量方式主要有兩種，一是差分GPS定位，二是RTK定位。實時動態(tài)差分法（Real-time kinematic，RTK）是一種新的GPS測量方法。它采用載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS技術發(fā)展一次重大變革。RTK的基準站主要由主機、天線、電臺、放大器和電子手簿等組成。通過對接收到的衛(wèi)星信號以及基準站發(fā)送的信號進行準確的解碼和處理，自動輸出高精確度的數(shù)據(jù)。GPS的精確定位依賴于基準站發(fā)出改正數(shù)后，移動站對其接受和修正，輸出結果進行定位。而RTK定位則是通過載波相位觀測實現(xiàn)，更加精確。測量精度達到厘米級，完全能夠達到對地勘界址點所要求的精度的標準。

3.2 在土地測繪中出現(xiàn)的RTK技術

RTK是現(xiàn)行GPS工程測繪中最新的測量方法。在以往的初始測量工作完成之后，還需要結合靜態(tài)、快速靜態(tài)和動態(tài)過程中的信息進行再處理和結算，才能得到毫米級別精度的測量數(shù)據(jù)。分差法的高精度定位是采用載波相位的實時動態(tài)實現(xiàn)的，所以操作更簡便，精度卻更高。傳統(tǒng)的動靜態(tài)測量都需要進行測量后的解算才能獲取細微的精度，而RTK能夠在不同測量條件下得到實時的細微定位測量精度。在土地測繪中應用該項技術，大大提高測量放樣、地形測圖以及控制測量的精度，作業(yè)的效率和質量也得到了飛躍式的提升。

結語

隨著GPS中廣域差分、實時差分等高新技術的不斷更新與應用，土地測繪中靜態(tài)、動態(tài)、高精度定位將不再是難事，更可以實現(xiàn)不受到任何地形條件的影響，全天候無間斷地實時測量。在高水準航測和地形圖繪制等方面的應用也將越來越廣泛。特別是在土地測繪工程中，將GPS、GIS、RS三項技術有機地結合，實現(xiàn)更全面深入地應用，將帶來不可估量的經(jīng)濟、社會等效益。所以大力推動GPS及其相關技術的更新與應用開發(fā)，定會對我國各個行業(yè)的發(fā)展帶去一波又一波的技術改革，大地推動行業(yè)的發(fā)展。

[1]劉德銀，實時動態(tài)RTK定位技術在土地測繪中的應用，中國科技博覽，2011

[2]杜保倫，張明福，史先良，GPS在土地測繪中的應用與開發(fā)，價值工程，2010