GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)在農(nóng)村集體土地確權(quán)測量中的應用

【摘 要】GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)是目前非常先進的一項測量技術(shù)，已經(jīng)廣泛應用于地籍測量中，是土地管理工作中的一項重大技術(shù)革命，前景十分廣闊。2012年寧夏農(nóng)村集體土地所有權(quán)登記發(fā)證工作在各土地相關(guān)部門的積極組織下已正式開始，根據(jù)此次在賀蘭縣農(nóng)村集體土地確權(quán)測量工作中的經(jīng)驗，本文就GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)在農(nóng)村集體土地所有權(quán)登記發(fā)證測量中的應用進行探討，為大規(guī)模開展國土資源、林業(yè)資源調(diào)查等項目測量精度要求不高的工作提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)；賀蘭縣；農(nóng)村集體土地確權(quán)；測量；應用

1.研究區(qū)域概況

1.1 自然地理

賀蘭縣位于寧夏回族自治區(qū)北部，地處東經(jīng)105°57′～106°36′，北緯38°27′～38°52′之間。東鄰黃河，與興慶區(qū)相望，西屏賀蘭山，與內(nèi)蒙古阿拉善左旗毗鄰，南靠銀川市西夏區(qū)、金鳳區(qū)、興慶區(qū)3區(qū)，北與平羅縣相接。全縣南北跨度約46公里，東西跨度約61公里，總面積1197.6平方公里，占寧夏回族自治區(qū)全區(qū)總面積的2.3%。

1.2 行政區(qū)劃

賀蘭縣下轄有習崗鎮(zhèn)、金貴鎮(zhèn)、立崗鎮(zhèn)、洪廣鎮(zhèn)、常信鄉(xiāng)、南梁臺子農(nóng)牧場、京星農(nóng)牧場、寧夏原種場和暖泉農(nóng)場，共63個行政村（見表1）?？h政府駐地位于習崗鎮(zhèn)。

1.3 土地資源

依據(jù)賀蘭縣第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)成果，賀蘭縣土地總面積119757.09公頃，其中耕地43932.35公頃，占土地總面積的36.69%，園地1130.02公頃，占土地總面積的0.94%，林地19548.61公頃，占土地總面積的16.32%，草地19244.38公頃，占土地總面積的16.07%，城鎮(zhèn)村及工礦用地8026.28公頃，占土地總面積的6.70%，交通運輸用地2393.77公頃，占土地總面積的2.0%，水域及水利設(shè)施用地18672.01公頃，占土地總面積的15.59%，其他土地6809.67公頃，占土地總面積的5.69%。

1.4 賀蘭縣農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)現(xiàn)狀

1994-1995年，賀蘭縣歷時兩年完成了原行政區(qū)劃中82個行政村的農(nóng)村集體土地所有權(quán)證的發(fā)放工作；2003年，賀蘭縣行政區(qū)劃調(diào)整，撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)后行政村調(diào)整為62個（此處計算中將南梁臺子農(nóng)牧場視為一個計算單元），其中德勝和沙渠兩村整村土地權(quán)屬由集體所有變更為國有，原農(nóng)村集體土地所有權(quán)證同時撤銷，其余已發(fā)放的農(nóng)村集體土地所有權(quán)證仍繼續(xù)使用。在賀蘭縣第二次農(nóng)村土地調(diào)查時，對土地利用權(quán)屬狀況進行了調(diào)查，2008-2009年，賀蘭縣共發(fā)放集體土地所有權(quán)證59宗，發(fā)證率100%，發(fā)放宅基地使用證29851宗，發(fā)證率97%。發(fā)證工作雖已開展，但受歷史原因還有一定的局限性，沒有上圖和建立數(shù)據(jù)庫。本次賀蘭縣農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作，將按新的要求開展村集體土地的確權(quán)工作，規(guī)范成果，建立賀蘭縣農(nóng)村集體土地所有權(quán)數(shù)據(jù)庫。

2.GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)介紹

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。而RTK（Real-time kinematic）實時動態(tài)載波相位差分法。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值，實時動態(tài)載波定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果，并達到厘米級精度。在這種作業(yè)模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，同時給出厘米級定位結(jié)果，歷時不足一秒鐘。流動站可處于靜止狀態(tài)，也可處于運動狀態(tài)；可在固定點上先進行初始化后再進入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機，并在動態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知數(shù)解固定后，即可進行每個歷元的實時處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出厘米級定位結(jié)果。

3.GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)在農(nóng)村集體土地確權(quán)中的應用

此次賀蘭縣農(nóng)村集體土地所有權(quán)登記發(fā)證測量是對集體土地權(quán)屬的界限進行確址，并把權(quán)屬范圍內(nèi)地物、地類、面積、權(quán)屬關(guān)系及利用狀況等要素準確的繪制在圖紙上和記錄在專門的調(diào)查表冊中的測繪工作。農(nóng)村集體土地農(nóng)村集體土地所有權(quán)測量的成果包括數(shù)據(jù)采集（控制點和界址點坐標等）、地籍圖和地籍冊。農(nóng)村集體土地所有權(quán)測量主要應用GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)的兩大功能：靜態(tài)功能和動態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過布設(shè)GPS控制網(wǎng)，為測量工作做好前期的準備；動態(tài)功能主要是實地采集界址點及相關(guān)點的準確坐標，為內(nèi)業(yè)成圖及數(shù)據(jù)庫建庫工作提供充足的數(shù)據(jù)資料。賀蘭縣集體土地所有權(quán)發(fā)證是在全國第二次土地調(diào)查基礎(chǔ)上來進行，是國土資源數(shù)字化管理的進一步細化成果，由于集體土地在測量實施中都會存在工作量大，時間緊的問題，采用GPS-RTK技術(shù)成為必然趨勢。根據(jù)賀蘭縣實際地物地貌情況，我們在組織實施中按照《寧夏回族自治區(qū)農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)發(fā)證技術(shù)細則》進行GPS控制網(wǎng)布設(shè)及細部測量。

3.1 GPS-RTK在集體土地所有權(quán)登記發(fā)證細部測量中的組織實施

賀蘭縣地處銀川平原，地勢平坦，地形簡單，可以充分發(fā)揮GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)的優(yōu)勢，此次農(nóng)村集體土地所有權(quán)登記發(fā)證任務緊、工作量大，短時間內(nèi)需將轄區(qū)內(nèi)所有集體土地地籍圖測繪出來。而此項測量技術(shù)可以充分發(fā)揮優(yōu)勢，所以完全可以應用在農(nóng)村集體土地所有權(quán)登記發(fā)證工作中。

3.1.1 測量點的選定

測量點的選定是準確完成測量的關(guān)鍵，所以在選址時應注意以下幾點：（1）避免選擇在有無線電、高壓線等干擾強烈的地區(qū)；（2）選址點必須具有一定的開闊性；（3）為避免數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路徑效應的影響，周圍應無GPS信號衍射物，如大面積水域、大型建筑物等。

3.1.2 外業(yè)施測

由于測量任務涉及范圍大，根據(jù)時間要求，我中心測量任務由兩個作業(yè)組同時進行，每一小組攜帶一臺儀器，兩個流動站同時連接衛(wèi)星信號進行界址點測量。作業(yè)人員在存取界址點數(shù)據(jù)時，同時畫出草圖，便于內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理。在外業(yè)測量時，有很多干擾因素是我們無法在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的，因此在測量過程中，應間隔一段時間，對流動站在就近控制點上進行一次檢查，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)外業(yè)采集的數(shù)據(jù)有沒有問題，如果出現(xiàn)問題，可在現(xiàn)場提出數(shù)據(jù)，查找錯誤原因。

3.2 GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)在應用中的缺點及應對措施

在實測工作中，此項測量技術(shù)有著測量精度高、定位準確、操作簡便等諸多優(yōu)點，但是在測量中也受到很多條件的影響和限制，這是我們工作中需要注意的。

3.2.1 受大氣電離層影響

離地約100公里以上的高空大氣十分稀薄，受太陽或宇宙線的輻射后，氣體分子產(chǎn)生電離，形成電離層。大氣電離層能使電磁波折射，反射，散射，吸收，嚴重影響微波通信，會吸收能量和引起信號畸變。一般說來，氣溫高，電離層活躍，RTK精度低，應避免在高溫中測量。

3.2.2 環(huán)境干擾

微波的自身特性導致其易受相關(guān)環(huán)境干擾，如磁場，同頻噪音等，因此在利用實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)施測時，應避免在高壓線、無線電臺、電視信號發(fā)射塔、移動通信基站、大型金屬建筑物，強能量噪聲源等附近，同時也要保證施測點位周圍垂直角15度以上天空無障礙物。

3.2.3 衛(wèi)星狀況限制

根據(jù)GPS空間衛(wèi)星群的均勻分布，任何時間和任何地點地平線以上可以至少接收到4顆GPS衛(wèi)星發(fā)送出的信號，但如想得到穩(wěn)定的測量精度，接收的衛(wèi)星信號應達到5顆。因此，一般情況下，高山峽谷深處、密集森林區(qū)及城市高樓密布區(qū)等地區(qū)接受到的衛(wèi)星信號較少，不適宜采用GPS技術(shù)測量。

4.小結(jié)

通過此次賀蘭縣農(nóng)村集體土地所有權(quán)外業(yè)測量的實踐證明，GPS實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)具有極高的測量精度，其作業(yè)模式能進一步提高測量作業(yè)效率，降低勞動強度，節(jié)省測量費用，使測量變更更加輕松容易。它的精度完全滿足賀蘭縣農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)登記發(fā)證技術(shù)規(guī)定的要求，此方法操作簡單，資金投入相對較少，對于國土資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)普查等精度要求不高的項目測量工作具有廣泛的推廣應用價值。隨著GPS技術(shù)特別是相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，各個廠家相繼推出了具有自主專利技術(shù)的儀器，其初始化時間越來越短，跟蹤能力也越來越強，精度越來越高，可靠性越來越好，有著良好的性價比，是測量技術(shù)的一項革命性創(chuàng)新，為今后的土地測量提供更快捷、準確的方法，成為國土資源數(shù)字化管理工作的根本保障。

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