GPS 技術(shù)在土地開發(fā)整理工程中的應(yīng)用

楊艷艷

1 概述

在土地開發(fā)整理中測量工作的內(nèi)容主要包括測定和定測兩個方面。測定是通過測繪理論和測繪儀器，把地球表面地形信息測繪編制成各種比例尺的地形圖;定測是指利用測繪技術(shù)和測繪儀器把圖紙上設(shè)計的田坎和邊界等信息在實地標定出來作為施工的依據(jù)。

在現(xiàn)代測量儀器中，GPS以其速度快、精度高、效益好等優(yōu)點，在土地領(lǐng)域應(yīng)用中取得了良好效果，并且隨著我國土地使用制度改革的不斷深化，GPS應(yīng)用前景更加廣闊。本文以晉城市土地開發(fā)整理測量工作為例，為GPS在土地開發(fā)整理測量中的應(yīng)用進行了一個較完整的方案設(shè)計。

2 GPS控制測量與測圖

2.1 E級GPS控制測量

測區(qū)的控制測量遵循從高級到低級，從整體到局部的原則。利用測區(qū)已有原國家二、三等點作為起算點布設(shè)GPS E級控制點作為測區(qū)首級。

2.2 儀器的選擇

選擇經(jīng)過檢驗合格的南方GPS接收機(平面位置±2.5mm+5 ppm高程±5mm+1 ppm)進行同步觀測，采用靜態(tài)定位模式。

2.3 施測要求

1)選用參數(shù)見表1。

表1 施測參數(shù)

外業(yè)觀測時段長度應(yīng)根據(jù)同步觀測點間距離、觀測條件等情況作適當?shù)臅r間延長，但同步觀測時間不得少于表1的規(guī)定。

2)觀測前應(yīng)編制GPS衛(wèi)星可見性預(yù)報表，研究所要觀測點的最佳時間段，并制定工作計劃。

3)普通埋設(shè)標石穩(wěn)固一周后開始實施觀測。觀測出發(fā)前應(yīng)檢查電池電量、接收機內(nèi)存或磁盤容量是否充足。

4)天線基座應(yīng)嚴格對中置平;天線高測前從三方向量三次、測后量取一次，較差應(yīng)不大于3mm，取中數(shù)使用。

5)接收機在觀測期間應(yīng)防止振動、移動，防止人和物體靠近天線。

6)測量手簿按作業(yè)程序認真逐項填寫，要清晰、整潔，不允許事后補記或追記。

7)接收機在觀測期間，不應(yīng)在旁邊使用對講機和進行手機通話;雷雨過境時應(yīng)關(guān)機停測，以防雷擊。

8)觀測中應(yīng)保證接收機工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時整理野外記錄并將接收機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。接收機內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在卸到外存介質(zhì)時，不得進行任何剔除或刪改，不得調(diào)用任何對數(shù)據(jù)實施重新加工組合的操作指令。

2.4 平差計算

1)基線解算采用廠家提供的軟件上機進行。

2)基線向量檢核符合要求后，以三維基線向量及其相應(yīng)方差—協(xié)方差陣作觀測信息，以一個點的WGS-84系三維坐標作為起算數(shù)據(jù)進行GPS網(wǎng)的無約束平差。在無約束平差確定的有效觀測量基礎(chǔ)上，利用三個原國家高等級點進行80坐標系二維約束平差，最后輸出相應(yīng)坐標系中的二維坐標，基線向量改正數(shù)，基線邊長，方位及轉(zhuǎn)換參數(shù)和相應(yīng)精度信息。

3)平差后最弱點點位誤差應(yīng)小于5cm，最弱邊相對中誤差應(yīng)小于1/40000。

2.5 GPS RTK圖根點測量

1)圖根點采用GPS RTK差分定位方法測量，在E級控制點上設(shè)基準站，流動站至基準站的距離不大于5 km。

2)基準站選擇在視野開闊、遠離強電磁波發(fā)射源，便于接收機容易接收衛(wèi)星信號并方便地將此信息發(fā)送給移動站。

3)當基準站選擇完成后，選擇三個已知點且這三個已知點將所求點包圍起來，進行坐標系轉(zhuǎn)換參數(shù)和高程面模型轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定。

4)在采用GPS RTK差分定位方法測量圖根點時，在GPS手簿中事先設(shè)置好坐標系轉(zhuǎn)換參數(shù)和高程面模型轉(zhuǎn)換參數(shù)、基準站的坐標和高程，以及圖根點預(yù)設(shè)精度等;每站作業(yè)時連測兩個以上原有控制點，檢核參數(shù)輸入和設(shè)站的正確性以及測量的精度。

5)GPS RTK測量時將設(shè)置好的流動站的天線測桿放在所求點上，按照操作步驟進行操作。屏幕上出現(xiàn)完成了初始化符號及提示時，進入測量。當出現(xiàn)無法完成初始化符號及提示時，不可進入測量，則表示該所求點不能采用GPS測量，采用其他方法測定。

6)保證GPS RTK測量精度，每個圖根點均進行兩次初始化，兩次RTK測量坐標較差不得大于5cm、高程的較差不得大于7cm，在限差內(nèi)取平均值作為圖根點的平面坐標和高程。

7)采用GPS RTK差分定位方法測量圖根點時按對點形式布點，便于測圖時采用全站儀檢核相鄰點的邊長和高程。

2.6 全站儀圖根導(dǎo)線測量

測區(qū)內(nèi)用RTK施測不出來的地方，應(yīng)用全站儀加密一、二級圖根導(dǎo)線。布設(shè)形式主要為附合導(dǎo)線和結(jié)點網(wǎng)，一般加密兩次。為了提高對點精度目標方向使用對點器覘牌。

2.7 大比例尺地形圖測繪

根據(jù)工程項目現(xiàn)場實際地形、地貌以及地表植被情況，再結(jié)合單位儀器的狀況，選擇GPS RTK或全站儀進行全野外數(shù)字化地形圖測繪。利用測量儀器設(shè)備測記測繪數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場繪制草圖方法進行地形圖測繪?；氐絻?nèi)業(yè)后將儀器內(nèi)地形數(shù)據(jù)展繪到南方CASS中，利用外業(yè)繪制的草圖將外業(yè)的地形信息標繪在軟件中，以供設(shè)計人員設(shè)計。

2.8 施工放樣

根據(jù)土地開發(fā)整理的設(shè)計圖紙上各圖形信息，將需要放樣的數(shù)據(jù)輸入GPS中。利用前期制作的GPS E級控制點，具體步驟參照2.4部分，將各數(shù)據(jù)信息標定在實地。

2.9 土地開發(fā)整理項目竣工驗收

在項目竣工驗收階段，完全可以運用GPS系統(tǒng)進行田坎、道路、水渠的精確測量，為竣工驗收提供有效正確的測量數(shù)據(jù)。這一階段的測繪數(shù)據(jù)是工程項目的成果圖，最終將反映項目的竣工現(xiàn)狀，其測量成果一般就作為工程項目及各管理部門的存檔及管理資料，較設(shè)計階段而言，必須達到較高的測量精度，有著較全面的內(nèi)容要求。

3 結(jié)語

土地開發(fā)整理項目在地理分布上具有不確定性，無論平原還是丘陵、偏遠鄉(xiāng)村還是城市周邊都有項目分布，而GPS可覆蓋全球任何地點且可全天候工作，不受時間和地點的限制。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是GPS，GIS，RS的有機結(jié)合，GPS將在土地測繪中應(yīng)用更為廣泛。GPS技術(shù)在土地領(lǐng)域發(fā)揮重大作用并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

［1］ 沈文炳.論GPS地籍控制網(wǎng)的精度和密度［J］.測繪通報，1992(4):19-20.

［2］ TD-T1012-2002，土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］ 薛連春.淺談3S測繪技術(shù)在土地整理中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2007，33(3):43-44.

［4］ 賈文濤，劉峻明，于麗娜，等.基于GPS和GIS的土地整理現(xiàn)場調(diào)查技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25(5):46-47.