GPS-RTK技術(shù)在土地勘測定界中的應(yīng)用

摘 要:相比傳統(tǒng)測繪手段，在土地勘測定界工作中采用GPS-RTK技術(shù)能夠大大提高工作效率，本文結(jié)合作者自身工作實(shí)踐，探討運(yùn)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行勘測定界的技術(shù)路線、方法、作業(yè)流程及注意事項(xiàng)。

土地勘測定界是根據(jù)土地征收、征用、劃撥、出讓、農(nóng)用地轉(zhuǎn)用、土地利用規(guī)劃及土地開發(fā)整理等工作需要，實(shí)地界定土地使用范圍、測定界址位置、調(diào)繪土地利用現(xiàn)狀，計(jì)算用地面積，為國土資源行政主管部門用地審批和地籍管理等提供科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料而進(jìn)行的技術(shù)服務(wù)性工作。早期的土地勘測定界主要使用鋼尺、經(jīng)緯儀、測距儀、全站儀等常規(guī)測量儀器，使用這些設(shè)備通常存在著測量精度低、觀測范圍小、勞動(dòng)強(qiáng)度大、易受外界環(huán)境干擾等缺點(diǎn)，隨著精準(zhǔn)高效的GPS-RTK技術(shù)的出現(xiàn)，土地勘測定界工作中逐步采用這種先進(jìn)的衛(wèi)星定位技術(shù)來取代常規(guī)測量手段。

1GPS-RTK技術(shù)概述

1.1 GPS-RTK技術(shù)基本原理

RTK(Real-time kinematic)即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，GPS-RTK技術(shù)是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測量技術(shù)，在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站將其實(shí)時(shí)采集的載波相位觀測值、偽距觀測值和基準(zhǔn)站坐標(biāo)等信息通過數(shù)據(jù)傳送設(shè)備一起傳送給流動(dòng)站，而流動(dòng)站不但通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，而且要同時(shí)采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)對觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理，并及時(shí)給出三維定位結(jié)果，其數(shù)據(jù)精度可達(dá)厘米級。

1.2 GPS-RTK系統(tǒng)組成

(1)基準(zhǔn)站。

用作基準(zhǔn)站的GPS接收機(jī)用三角腳架架設(shè)在已知點(diǎn)或任意點(diǎn)上對中整平固定不動(dòng)。

(2)移動(dòng)站。

包括GPS接收機(jī)、電子手簿和對中桿，移動(dòng)站可以進(jìn)行快速采集三維數(shù)據(jù)信息或進(jìn)行坐標(biāo)放樣等操作。

(3)數(shù)據(jù)鏈。

數(shù)據(jù)鏈即數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，包括基準(zhǔn)站的無線電發(fā)射臺(tái)和移動(dòng)站的接收裝置，其功率和頻率的選擇取決于移動(dòng)站與基準(zhǔn)站的距離、數(shù)據(jù)傳輸速度、周圍環(huán)境等因素。

(4)控制軟件。

通過控制軟件的處理來實(shí)現(xiàn)流動(dòng)站三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)解算，該軟件系統(tǒng)的功能和質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測量的可行性以及測量結(jié)果的可靠性與精確性的重要保障。

2GPS-RTK技術(shù)在土地勘測定界中的應(yīng)用實(shí)例

2.1 項(xiàng)目簡介

國電優(yōu)能凌海(西八千)風(fēng)電場工程，位于遼寧省凌海市境內(nèi)，該項(xiàng)目裝機(jī)容量為49.5MW(包含33臺(tái)1.5MW風(fēng)電機(jī))，本次工作的任務(wù)是對該風(fēng)電場內(nèi)散布的33臺(tái)風(fēng)電機(jī)、新建道路及變電站工程建設(shè)用地征地進(jìn)行勘測定界。

2.2 資料收集勘測準(zhǔn)備

收集該工程相關(guān)的可行性研究報(bào)告、規(guī)劃設(shè)計(jì)圖、工程平面布置圖、地籍圖、土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用總體規(guī)劃圖、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)圖等資料。本次勘測定界工作采用1∶1000地籍圖和1∶10000土地利用現(xiàn)狀圖作為工作底圖，依據(jù)《土地勘測定界規(guī)程》、《土地利用現(xiàn)狀分類》、《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》、《GPS RTK測量技術(shù)規(guī)程》等結(jié)合該項(xiàng)目具體情況制定勘測實(shí)施方案。

2.3 外業(yè)調(diào)查現(xiàn)場施測

(1)權(quán)屬調(diào)查。

查閱用地范圍內(nèi)土地劃界、定界文件、土地權(quán)屬來源證明材料等地籍資料，在國土資源行政主管部門的組織下，由相關(guān)權(quán)屬單位有關(guān)人員按有關(guān)規(guī)定的要求共同到現(xiàn)場指界，并將權(quán)屬界線測繪到工作底圖上。

(2)地類調(diào)查。

利用地籍圖、土地利用現(xiàn)狀圖上的地類界線，通過現(xiàn)場調(diào)查及實(shí)地判讀，將用地范圍內(nèi)及其附近的各地類界線測繪到工作底圖上，并標(biāo)注三級地類編號。

(3)平面控制測量與界址點(diǎn)測設(shè)。

該項(xiàng)目測區(qū)內(nèi)雖然地勢較為平坦，但分散著農(nóng)村居民點(diǎn)、油田鉆井平臺(tái)等通視狀況不佳，為提高工作效率決定采用GPS-RTK測量，儀器選用華測X90 GNSS接收機(jī) 3臺(tái)，坐標(biāo)系統(tǒng)采用1980年西安坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準(zhǔn)，高斯-克呂格投影，3度分帶，投影帶號41，中央子午線123度。

由于GPS-RTK直接測量解算的坐標(biāo)數(shù)據(jù)屬于WGS84坐標(biāo)系，所以需要通過軟件進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算，點(diǎn)校正是完成這一操作的主要工具之一。本案例中首先使用RTK手簿中的“測地通”軟件的點(diǎn)校正功能對測區(qū)邊緣的4個(gè)接近方形分布的已知控制點(diǎn)進(jìn)行多點(diǎn)校正，然后使用RTK移動(dòng)站快速觀測采集大量的界址點(diǎn)、地籍要素點(diǎn)、土地利用現(xiàn)狀要素點(diǎn)和地形、地物要素點(diǎn)的坐標(biāo)信息數(shù)據(jù)。

界址點(diǎn)的放樣方法主要有兩種:一是坐標(biāo)法放樣，二是關(guān)系距離法放樣。本案例中利用GPS-RTK的坐標(biāo)放樣功能，輸入該工程平面布置圖給定的擬用地界址點(diǎn)坐標(biāo)，RTK經(jīng)過實(shí)時(shí)解算迅速給出當(dāng)前點(diǎn)去往目標(biāo)點(diǎn)的方向與距離，從而迅捷的找到目標(biāo)點(diǎn)完成界址點(diǎn)的放樣，通過用解析法對放樣的界址點(diǎn)進(jìn)行測量，其精度完全符合規(guī)程要求。

2.4 內(nèi)業(yè)處理與成果提交

各類面積的量算均采用計(jì)算機(jī)全解析法，實(shí)測該項(xiàng)目擬永久征地區(qū)域總面積為104789.79平方米，涉及耕地(013)、農(nóng)村道路(104)、溝渠(117)、鹽堿地(124)、沼澤地(125)等地類，國有與集體兩種土地所有權(quán)。

編制整理土地勘測定界表、土地分類面積表、界址點(diǎn)坐標(biāo)成果表、界址點(diǎn)點(diǎn)之記、項(xiàng)目用地地理位置圖等形成勘測定界技術(shù)報(bào)告，利用CASS7.0軟件處理RTK采集的碎部點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)編繪勘測定界圖，利用ArcGIS9.2軟件繪制標(biāo)注項(xiàng)目用地界址紅線的1∶10000土地利用現(xiàn)狀分幅圖及土地利用總體規(guī)劃圖，相關(guān)報(bào)告、圖件經(jīng)二級檢查和驗(yàn)收合格后提交國土資源行政主管部門組卷履行土地報(bào)批程序。

2.5 應(yīng)用體會(huì)

(1)關(guān)于GPS-RTK的點(diǎn)校正，已知點(diǎn)最好分布在整個(gè)測量作業(yè)區(qū)的邊緣，且形狀合理，盡量避免已知點(diǎn)的線形分布。

(2)GPS-RTK測量操作簡單快捷，測量時(shí)不要求點(diǎn)間通視，每個(gè)RTK移動(dòng)站僅需一人操作，測定一個(gè)碎部點(diǎn)僅需幾秒鐘就可以完成，其無論用于平面控制測量還是放樣可靠性和精度都很高，誤差分布均勻、相互獨(dú)立且不累加。

(3)GPS-RTK測量的不足之處是個(gè)別區(qū)域受高大建筑物、密集樹林遮擋影響，移動(dòng)站接收差分信號長時(shí)間浮動(dòng)，形成固定結(jié)緩慢，定位延遲。

3結(jié)語

總之，GPS-RTK技術(shù)以其高精度、多功能、操作簡便等特點(diǎn)，完全可以滿足土地測繪的需要，隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)試運(yùn)行的開始，同時(shí)接收美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航及歐洲的伽利略(GALILEO)多系統(tǒng)衛(wèi)星信號的GPS-RTK系統(tǒng)必將極大的提高測量的速度、精準(zhǔn)度與穩(wěn)定性，也將進(jìn)一步提高土地勘測定界工作的效率。

參考文獻(xiàn)

[1] TD/T1008-2007，土地勘測定界規(guī)程[S].