網絡RTK與全站儀聯合測繪在農村宅基地確權中的應用

周 聰

喀什市規劃設計研究院，新疆喀什 844000

根據 《中共中央國務院關于加大統籌城鄉發展力度進一步夯實農業農村發展基礎的若干意見》 （中發〔2010〕1號） 和國土資源部、財政部、農業部 《關于加快推進農村集體土地確權登記發證工作的通知》 （國土資發〔2011〕60號） 文件精神，近年來全國都在開展農村宅基地確權發證工作。

農村宅基地是為了滿足農村居民生產生活需要而由村集體劃定的用于居住、庭院經濟發展的土地，其中有住房、廚房、用于養殖或種植的構筑物，其面積不固定，是農民的生活保證與生產資源。提高宅基地的管理水平有利于提高農村居民的生產生活質量，有利于社會主義新農村的蓬勃發展，也有利于土地的集約利用、合理調配。目前，社會經濟發展加快，農村人口流動加劇，新建住房增多，宅基地劃分情況復雜，需要通過農村在基地確權發證工作來摸清農村建設用地基本情況，維護農村居民的合法權益，促進農村經濟發展與社會穩定。農村宅基地確權發證工作主要包括土地權屬調查、地籍測量、農村宅基地數據庫建設、土地登記發證等。

地籍測量工作是地籍管理和地籍信息系統建設的基礎，在地籍測量土地狀況利用調查中，查清各類土地的分布和利用狀況需要有一個準確的定位。但由于土地本身比較復雜，因此工程量龐大，需要一個快速和準確的測量方法。隨著新的測繪儀器的出現、測繪手段的更新與測繪精度的提高，以往的地籍測圖方法已逐漸被數字化測圖所代替。數字化測圖由多種手段，其中網絡RTK與全站儀為其中技術成熟且常用的手段。本文將探討在宅基地確權中，如何將全站儀和網絡RTK合理有效地組合，實現其優勢互補，達到觀測成果的無縫鏈接，實現對于樹木較多或房屋密集的村莊等觀測環境確權測繪的目標。

1 技術特點

農村路網密集，行道樹多為高大喬木，房屋類型多樣，高低錯落，通視條件差，衛星信號在建筑群或樹木茂密處微弱，只使用網絡RTK與全站儀中的一種容易被其缺點所制肘，使用兩種儀器聯合測圖，能夠取長補短，極大提高工作效率。

1.1 網絡RTK測量原理

網絡RTK，摒棄了以前GPS單基站加移動站測圖的模式，將一個區域內的所有的RTK基準站由數據交換網絡聯合起來組成一個統一的地面控制網絡，為流動站提供多方位的數據支持，極大拓展了流動站的作業半徑，GPS的應用更靈活，可靠性和精度進一步提高，避免了在一個大區域內反復架設基站，采集控制點數據的重復工作。網絡RTK的基本原理是在一個相對廣闊的地域內稀疏均勻的架設多個基準站，由數據網絡將這些基準站相互連接，構成基準站網，該基準站網連接到后臺服務器，進行衛星數據的實時差分計算，并由多個基準站將這些計算數據發送給該區域的RTK流動站進行測量成果修正。網絡RTK較以前的單機站RTK最大的優勢在于其有效距離大大的擴大了，可達上百公里，定位精度任然較單機站相同或更高，能夠達到厘米計。通常基準站網由三個或三個以上的固定基準站構成，每個基準站都與其他基準站都有單獨覆蓋或共同覆蓋的區域，數據傳輸網絡使其共同組成一個整體[1]。

1.2 全站儀測量原理

全站儀是一種將傳統測量經緯儀與機電、計算機結合的新型測繪儀器，是將測繪距離 （斜距、平距） 、高差、水平角、垂直角等功能集合于一體的測繪儀器。它的基本測量原理就是電子測距技術和電子測角技術。

實際操作中將全站儀架設在控制點上對中整平，選定相應的測量模式，輸入設站點與定向點的坐標、儀器高、覘標高，照準另一定向控制點以完成設站操作，照準目標點上的覘標棱鏡，進行測量，全站儀就會根據反射回來的電信號自動計算目標點的坐標值[2]。

1.3 測繪方法選擇

在農村地籍測繪中，全站儀在通視方面受限嚴重，在建筑物測點受到遮蔽的情況下，往往要換好幾個測站點才能測完目標地物，但在通視的情況下，工作效率較高。網絡RTK在衛星信號與網絡信號方面受限，在樹林茂密或建筑物高大稠密區域衛星信號屏蔽嚴重，在邊遠地區網絡數據信號較弱，這種情況下測點花費時間較多。

考慮在農村地籍測繪中將兩種設備結合使用，在無遮蔽的區域用全站儀進行目標點測繪，需要的人員少速度快，精度高；在通視不好的區域，交替使用全站儀與網絡RTK，可以解決全站儀多次設站布設支導線的麻煩，RTK可以隨時為全站儀進行圖根控制點測量，提高效率[3]。

2 網絡RTK與全站儀在農村宅基地確權中的應用

2.1 項目概況

本項目涉及的工程為喀什地區某縣市農村宅基地確權發證的重要部分，主要包括權屬調查、地籍圖測繪、確權、發證等工作。涉及10余個鄉鎮、70km2、近8萬余戶村莊宅基地確權測繪，測區均勻分布在1000km2的區域內。

2.2 聯合作業流程

（1） 測區控制。項目提供了覆蓋測區的70余個D級GPS控制點可作為求取網絡RTK參數起算點使用。網絡RTK測量，獲得的坐標是WGS84下的成果，而農村宅基地確權需要2000國家大地坐標系成果，可利用控制點解算七參數，根據誤差分析并剔除粗差或精度不高的個別點，利用RTK手簿根據七參數模型進行測量，即可得到目標點坐標。

（2） 工作平面圖測繪。工作開始時應對測區內地物進行全野外測繪，本測區界址點大部分為土坯墻墻角或柵欄，農村的房屋、圍墻等建筑物施工不規范，幾何形狀不規則，房角、圍墻角等上下投影不垂直，且被樹木遮擋；另外，由于信號塔較少，網絡信號干擾、屏蔽情況嚴重。這些都為使用網絡RTK施測帶來困難，網絡RTK即需要接受衛星信號，也需要接受無線數據信號，在遮蔽嚴重的區域存在信號弱或者無信號現象，測繪數據就會出現差分解或浮點解甚至無解，數據精度無法得到保證，因此，在測繪時采用網絡RTK與全站儀聯合測量作業，發揮兩種設備的長處，做到兩種儀器的優勢互補，在保證數據精度的同時，提高工作效率，節省大量的人力、物力。通過實踐發現，在網絡RTK與全站儀共同作業前，一個測量小組單使用全站儀測繪1km2宅基地平面圖 （不含確權工作） 需要時間35～45d，而現在只需要20～30d。

（3） 界址點測繪。工作平面圖測設完成后，依據該圖組織開展土地權屬狀況調查、界址調查，預編宗地代碼，填寫地籍調查表，繪制宗地草圖，完成土地權屬調查。在土地權屬調查基礎上，利用網絡RTK結合全站儀，以解析法進行全野外界址點測量。在施測區域內根據地形地貌復雜程度以及建筑物密度等環境指標進行作業區劃分，在通視條件差、衛星信號好的范圍內利用網絡RTK進行碎部點采集，在衛星信號差的范圍，選取滿足要求的圖根點，由網絡RTK采集圖根點坐標作為全站儀工作起算數據，再由全站儀進行碎部點測繪，通過兩種兩種儀器的聯合施測，每天每個測量組能進行約50戶的宅基地確權測繪工作。

（4） 質檢結果分析。以村為單位進行質量檢查，測點采樣采用網絡RTK進行施測，采樣點采取3次觀測，求平均值的方法進行。對全站儀界址點測點與網絡RTK界址點測點進行分別采樣。檢查結果見表1、表2。

表1 全站儀測點點位中誤差

表2 網絡RTK測點點位中誤差

此精度可以滿足地籍圖明顯界址點的各項精度要求[4]。

3 網絡RTK與全站儀聯合作業優缺點

3.1 優點

（1） 精度高，作業半徑大。網絡RTK可快速測定目標點的坐標并通可通過多次采集的方式進行檢驗，用網絡RTK采集數據相鄰點誤差與點位較差均為隨機誤差，分布平均，不產生累積且無傳導性，減少了人為因素的偶然誤差，成果可靠。網絡RTK覆蓋范圍上百公里，無需像傳統的GPS單基站那樣在大測區內分若干個小的控制區域單獨設站，節省了人工。

（2） 效率高，人員組織合理。用網絡RTK在開闊的區域進行數據采集，節約人力效率高；在通視情況不佳的測區，按實際情況將全站儀與網絡RTK配合使用，網絡RTK可以隨時為全站儀提供圖根點數據，避免單獨使用全站儀進行支導線測量，提高效率。在儀器充足的前提下，可以給一個測量小隊安排一臺RTK和一臺全站儀；在儀器緊張的時候，可以將全站儀和RTK分別成立測量小組，由項目負責人現場調度分配測區。這樣可根據實際情況充分節約人力。

3.2 實際作業中的不足及解決辦法

（1） 網絡RTK 測量時數據傳輸容易受到電磁干擾，且多數網絡RTK的數據傳輸依賴各大電信運營商，在信號塔稀疏的地方容易造成信號斷鏈。同時網絡RTK也接受衛星信號，與傳統GPS一樣容易受到多路徑效應影響與電離層波動等影響。這些影響都容易造成偶然誤差，要消除這種影響可以在測繪開始時就在已知點上進行測繪，檢查測繪結果與已知數據是否一致，對于測繪時產生的數據，也可抽取一些在不同的時段進行二次測量，以核對測繪數據是否正確。

（2） 全站儀測圖中較為容易出現的問題有：起始坐標錄入錯誤；測量目標點距離超過規范要求的最大測程；兩個圖根點距離過短，導致短邊定向；同一側段出現盤左盤右同時讀數等。這些問題需要測繪人員在測量過程中時刻注意。

4 結語

網絡RTK是近年來新興的測量手段，該技術可以全天候作業，受地域影響較小，無誤差累計；全站儀測量精度受天氣、遮蔽、電磁等影響小。兩者聯合施測，在提高了作業效率的同時降低了成本，在農村宅基地確權測量中具有明顯優勢，縮短了工作周期，為農村地籍調查的高精度測量提供了一種較好的技術手段，具有很大的優越性和廣泛的應用前景。

[1] 何宏.網絡RTK解決方法研究[J]. 測繪與空間地理信息，2015，38（11）：139-141.

[2] 周儉清. 全站儀對邊測量原理及精度分析[J]. 北京測繪，2005（3）：50-52.

[3] 楊林鴿，馮輝. 利用RTK和全站儀進行河道橫斷面測量的應用和誤差分析[J]. 測繪與空間地理信息，2014，37（2） ：211-213.

[4] TD/T 1001-2012,中華人民共和國國土資源部[S].