GNSS測(cè)量技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用

李彥凱　范樹永

摘 要 近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的繁榮發(fā)展，國(guó)家對(duì)于土地資源的保護(hù)措施與力度不斷加強(qiáng)，針對(duì)土地的登記制度不斷出臺(tái)。相應(yīng)的，針對(duì)土地展開的測(cè)繪也日漸成為一項(xiàng)重要的土地管理工作。在土地測(cè)繪的實(shí)際中，測(cè)繪技術(shù)隨著信息科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷迭代，GNSS就是其中一項(xiàng)非常常見的測(cè)繪應(yīng)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞 GNSS測(cè)量技術(shù) 土地測(cè)繪 特點(diǎn) 應(yīng)用策略

一、引言

在土地測(cè)繪的具體工作中，引入GNSS技術(shù)，就是通過利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的強(qiáng)大地理信息數(shù)據(jù)支撐，從而在節(jié)約測(cè)繪成本的同時(shí)不斷提高測(cè)繪的精度和效率。需要注意的是，當(dāng)前GNSS技術(shù)在我國(guó)廣大測(cè)繪從業(yè)人員的意識(shí)中，尚未形成一定的重視。筆者認(rèn)為，要規(guī)范我國(guó)的土地測(cè)繪工作，從業(yè)人員必須不斷提高新型技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)的應(yīng)用技能，不斷推進(jìn)行業(yè)健康有序高效發(fā)展。

二、GNSS定位系統(tǒng)的特點(diǎn)

（一）GNSS測(cè)量技術(shù)定位精度高

目前GNSS測(cè)量基線的精度已經(jīng)得到了顯著提高，而GNSS靜態(tài)相對(duì)定位的精度也提高到了毫米級(jí)甚至亞毫米級(jí)，尤其是高程精度也達(dá)到了毫米級(jí)。GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位精度也有顯著性的突破，可以達(dá)到厘米級(jí)的定位精度，可以滿足各種土地測(cè)量的要求。大型建筑物、構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)，在采用特殊的觀測(cè)措施、精密星歷和適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理模型和軟件后，平面精度可達(dá)亞毫米級(jí)，高程精度可穩(wěn)定在1mm左右。

（二）GNSS測(cè)量技術(shù)觀測(cè)時(shí)間短

GNSS技術(shù)定位耗時(shí)較短，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模式幾秒時(shí)間就可完成流動(dòng)站1分鐘～5分鐘才能完成的觀測(cè)，大大提高了測(cè)繪效率。并且，運(yùn)用GNSS技術(shù)的觀測(cè)站間不需要通視，只要求觀測(cè)站15°以上空間開闊性，這就大大降低了觀測(cè)環(huán)境與通視條件方面的限制，不僅縮減了測(cè)量時(shí)間及經(jīng)費(fèi)，而且使測(cè)量選點(diǎn)更具靈活性。

（三）GNSS測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球全天候定位

GNSS衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了全球地面被連續(xù)覆蓋，使得地球上任何地方的用戶在任何時(shí)間至少可以同時(shí)觀測(cè)到4顆GNSS衛(wèi)星，能有效保障在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)，并不會(huì)受到天氣變化的影響。

（四）GNSS測(cè)量技術(shù)相關(guān)儀器操作簡(jiǎn)便

隨著GNSS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，GNSS測(cè)量的自動(dòng)化程度越來越高，有的已趨于“傻瓜化”。在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)只是安置儀器，連接電纜線，量取天線高和收集氣象數(shù)據(jù)，監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其他觀測(cè)工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)和記錄等均由儀器自動(dòng)完成。結(jié)束測(cè)量時(shí)，僅需關(guān)閉電源，收好接收機(jī)，便完成了野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

三、GNSS測(cè)量技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用

（一）GNSS技術(shù)進(jìn)行地籍測(cè)量時(shí)控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度

對(duì)于地籍測(cè)量來說，它的首要任務(wù)就是要對(duì)于所確定的一個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行全測(cè)區(qū)的控制和測(cè)量，同時(shí)它也是各種測(cè)繪地籍的圖件以及數(shù)據(jù)采集的一個(gè)基礎(chǔ)，而對(duì)于地籍控制的網(wǎng)點(diǎn)來說，能夠更好地控制它的精度和密度，才能夠更好地滿足一個(gè)土地權(quán)屬范圍的測(cè)量，并確定這個(gè)區(qū)域的特征點(diǎn)。要控制好網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位密度，首先要將其進(jìn)行分類，而GNSS地籍網(wǎng)一般可以按照測(cè)區(qū)的范圍和先后的次序來進(jìn)行分類，分為基本網(wǎng)點(diǎn)和加密網(wǎng)點(diǎn)這樣兩類。由于大多數(shù)的城鎮(zhèn)地區(qū)的界址點(diǎn)的密度是比較大的，所以在保證了這些網(wǎng)點(diǎn)所具有的點(diǎn)位精度的條件之下，控制點(diǎn)的密度總是要力求的增大到一個(gè)便于測(cè)定的界址點(diǎn)的條件，而且在必要的時(shí)候也可以在GNSS的網(wǎng)點(diǎn)下再加密一級(jí)的圖根導(dǎo)線，這樣就可以更加便于我們能夠直接從它的圖根點(diǎn)測(cè)定到界址點(diǎn)了。對(duì)于GNSS的各邊來說，它一般是要比常規(guī)的網(wǎng)邊長(zhǎng)、變化的幅度也會(huì)比較大，并且其長(zhǎng)短邊的結(jié)合也會(huì)更加的靈活和方便的，因此，各個(gè)級(jí)網(wǎng)的可視需要進(jìn)行分期的布設(shè)，同時(shí)也可以一次性的混合的布設(shè)到我們所需要的密度。

（二）GNSS控制網(wǎng)的布設(shè)與數(shù)據(jù)處理

1. GNSS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)。在開始計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)收集到的測(cè)區(qū)范圍已有CORS站、各種大地點(diǎn)位資料、各種圖件、地質(zhì)資料，以及測(cè)區(qū)總體建設(shè)規(guī)劃和近期發(fā)展方面的資料分析研究，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)地勘察，然后進(jìn)行圖上設(shè)計(jì)。

2.選取測(cè)繪點(diǎn)。在選取測(cè)繪點(diǎn)時(shí)必須科學(xué)合理，才能保證土地測(cè)量工作的質(zhì)量。應(yīng)用GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)選取測(cè)繪點(diǎn)，需要選擇測(cè)繪點(diǎn)上空開闊的地區(qū)，并且周圍最好沒有任何障礙物，能夠保證GNSS接收機(jī)信號(hào)傳輸更加穩(wěn)定。選取的測(cè)繪點(diǎn)要避開電磁輻射源，以免因?yàn)殡姶泡椛涞母蓴_，使信號(hào)失真，比如信號(hào)塔、高壓電線等，都應(yīng)該遠(yuǎn)離；還應(yīng)遠(yuǎn)離湖泊水面和外部為玻璃裝飾的高大建筑物，避免多路徑效應(yīng)；測(cè)繪點(diǎn)的地形要平坦，避免在高層建筑群中，地面最好簡(jiǎn)單少有物品，防止影響電磁波信號(hào)，使測(cè)量不準(zhǔn)確。

3.進(jìn)行布網(wǎng)。對(duì)GNSS布網(wǎng)主要形式有四種，同步圖形擴(kuò)展式、跟蹤站式、單基準(zhǔn)站式以及多基準(zhǔn)站式。在實(shí)際工作中，需要根據(jù)具體的情況全面考慮，選擇合適的方式進(jìn)行布網(wǎng)，能夠最大的節(jié)省人力和時(shí)間，提高工作效率。同時(shí)要根據(jù)具體的工作需要，配備合適的工作人員，至少需要三個(gè)工作人員，包括儀器操作員、記錄員和導(dǎo)航員。在實(shí)際工作中，各個(gè)工作人員有具體的工作責(zé)任，儀器操作員負(fù)責(zé)管理GNSS接收機(jī)，記錄員需要記錄操作細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)，導(dǎo)航員需要選擇合適的測(cè)量地點(diǎn)。

4. GNSS測(cè)量數(shù)據(jù)處理。第一對(duì)外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核；第二對(duì)GNSS網(wǎng)基線精度處理結(jié)果質(zhì)量檢核；第三使用GNSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行GNSS網(wǎng)平差，首先提取基線向量，其次進(jìn)行三維無約束平差，再次進(jìn)行約束平差或聯(lián)合平差，最后進(jìn)行質(zhì)量分析與控制。

（三）GNSS測(cè)量技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用實(shí)踐

1. RTK的碎部測(cè)量與放樣。RTK技術(shù)是實(shí)時(shí)處理2個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。基準(zhǔn)站、移動(dòng)站為RTK系統(tǒng)的重要組成部分。其工作原理為向用戶發(fā)送基準(zhǔn)站采集的載波相位，按照基準(zhǔn)站的差分信息用戶可求差解算用戶的位置坐標(biāo)。一般都會(huì)在地形圖、地籍圖測(cè)繪及平面位置施工放樣等方面應(yīng)用RTK技術(shù)。在碎部測(cè)量中GNSSRTK技術(shù)的應(yīng)用，不需要進(jìn)行圖根控制的建立，可對(duì)工作效率進(jìn)行有效提升。

2.像控點(diǎn)測(cè)量。作為航空攝影測(cè)量外業(yè)的主要內(nèi)容，像控點(diǎn)測(cè)量對(duì)土地測(cè)量至關(guān)重要。傳統(tǒng)方式應(yīng)進(jìn)行大量導(dǎo)線的布設(shè)，以此對(duì)相應(yīng)平高點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。通過RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，需在測(cè)區(qū)或測(cè)區(qū)周圍高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行基準(zhǔn)站的架設(shè)，流動(dòng)站可對(duì)各像控點(diǎn)平面坐標(biāo)、高程進(jìn)行直接測(cè)量，如像控點(diǎn)架設(shè)難度大，可通過間接方式進(jìn)行測(cè)量。相比傳統(tǒng)測(cè)繪方式，無須進(jìn)行控制點(diǎn)逐級(jí)布設(shè)，相比靜態(tài)GNSS測(cè)量，GNSSRTK技術(shù)可縮短測(cè)量土地的時(shí)間、提升測(cè)量工作效率。

3. GNSS變形監(jiān)測(cè)。橋梁、水庫(kù)大壩、建筑土地地基沉降、位移等方面的監(jiān)測(cè)都屬于變形監(jiān)測(cè)。水準(zhǔn)測(cè)量方式為常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)，主要監(jiān)測(cè)地基的沉降情況。地基位移、整體傾斜監(jiān)測(cè)可選取三角測(cè)量方式。選用GNSS技術(shù)進(jìn)行地基水平位移監(jiān)測(cè)，有效提升其精度，一般控制在-2毫米到+2毫米之間，高程測(cè)量精度則控制于-10毫米到+10毫米的范圍，由此可見，變形監(jiān)測(cè)中GNSS技術(shù)尤為重要。

四、結(jié)語

土地測(cè)繪工作是統(tǒng)計(jì)國(guó)家土地資源的重要方式，在采用GNSS測(cè)繪技術(shù)后，其測(cè)繪效率和質(zhì)量都得到了提升，為此，相關(guān)工作人員要提高認(rèn)識(shí)，要積極做好新時(shí)期土地資源測(cè)繪工作。這樣才能進(jìn)一步對(duì)GNSS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐分析，以更好地為土地測(cè)繪工作開展提供有效保證。

（作者單位為遼寧博昊土地科技發(fā)展有限公司）

參考文獻(xiàn)

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