JXCORS網(wǎng)絡(luò)RTK在土地開發(fā)測量中的應(yīng)用

（江西省國土資源勘測規(guī)劃院 江西南昌 330025）

0 引言

近年來，我省實(shí)施“造地增糧富民工程”，確保了全省耕地保有總量不減少，保證了耕地占補(bǔ)平衡和耕地總量動態(tài)平衡。未利用土地開發(fā)是實(shí)現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡，補(bǔ)充耕地的一種有效途徑。未利用土地開發(fā)的面積大小和質(zhì)量不僅關(guān)系到耕地占補(bǔ)平衡和耕地總量動態(tài)平衡，還關(guān)系到未來國家糧食安全，影響地方經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。因此，對土地開發(fā)面積勘測意義重大。本文將JXCORS 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)應(yīng)用到土地開發(fā)面積測量中，通過應(yīng)用新的測繪技術(shù)，大大提高外業(yè)測量工作效率，節(jié)省人力物力，降低外業(yè)作業(yè)成本。

1 GPS 網(wǎng)絡(luò)RTK 概述

1.1 GPS

GPS（全球定位系統(tǒng)）是指利用GPS 定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)。GPS 己經(jīng)廣泛地滲透到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域，如地球動力學(xué)、大地測量學(xué)、天文學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)等方面，尤其是對經(jīng)典測量學(xué)的各個方面產(chǎn)生了極其深刻的影響。GPS的技術(shù)進(jìn)步，不僅表現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓廣，也體現(xiàn)在其作業(yè)方式的不斷翻新。GPS 研究人員己經(jīng)開發(fā)出數(shù)十種GPS 測量模式，能夠滿足毫米至米級的定位要求。在地籍測繪工作中，主要應(yīng)用的GPS 測量方式有經(jīng)典靜態(tài)測量、快速靜態(tài)測量、常規(guī)差分GPS、廣域差分GPS、PPK、RTK、網(wǎng)絡(luò)RTK、單點(diǎn)定位、精密單點(diǎn)定位等。

1.2 JXCORS

JXCORS是江西省測繪地理信息局和江西省氣象局共同建設(shè)的GPS 基準(zhǔn)站網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的簡稱，它是由分布于全省的62個GPS 基準(zhǔn)站、1個監(jiān)測站、1個系統(tǒng)控制中心、2個數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和用戶服務(wù)系統(tǒng)組成。JXCORS 采用的是VRS技術(shù)，流動站的用戶可根據(jù)情況獲得毫米級、厘米級、分米級和米級精度的定位結(jié)果。

1.3 網(wǎng)絡(luò)RTK

網(wǎng)絡(luò)RTK是在常規(guī)RTK 和差分GPS技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新技術(shù)。常規(guī)RTK 會隨著流動站和參考站間間距的增加,精度隨之降低。而網(wǎng)絡(luò)RTK 則采用的基本原理是，在某個區(qū)域內(nèi)布設(shè)多個連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站,構(gòu)成一個基準(zhǔn)站網(wǎng),從而借鑒廣域差分 GPS 和具有多個基準(zhǔn)站的局域差分GPS中的基本原理和方法來降低各種系統(tǒng)誤差的影響,從而獲得高精度的定位結(jié)果。

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)RTK的主要技術(shù)有VRS、主副站和單基站網(wǎng)絡(luò)RTK。這里主要介紹JXCORS 采用的VRS（虛擬參考站）技術(shù)。VRS 網(wǎng)絡(luò)中,各基準(zhǔn)站不直接向流動站發(fā)送任何改正信息,而是將所有的原始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊線發(fā)給控制中心。同時,流動站先將概略坐標(biāo)發(fā)送給向控制中心,控制中心通過概略坐標(biāo),確定流動站位置，由計算機(jī)自動選擇最佳的一組固定基準(zhǔn)站,根據(jù)這些站發(fā)來的信息,整體的改正GPS的軌道誤差,電離層,對流層和大氣折射引起的誤差,將高精度的差分信號發(fā)給流動站,這樣生成一個虛擬的參考基站,從而解決了常規(guī)RTK 作業(yè)距離上的限制問題,并保證了用戶的精度。

1.4 JXCORS 土地開發(fā)面積測量應(yīng)用的優(yōu)勢

在土地開發(fā)面積測量工作中，傳統(tǒng)調(diào)查方法是利用常規(guī)工具完成目視定位、實(shí)地調(diào)查、測量、記錄工作。由于土地開發(fā)項目一般面積較大，各拐點(diǎn)之間通視困難，因此傳統(tǒng)調(diào)查方法在外業(yè)工作中面臨很大困難。GPS技術(shù)的發(fā)展，大大提高了地籍測繪的工作效率、拓寬了地籍測繪的服務(wù)范圍。而網(wǎng)絡(luò)RTK作為一種新的GPS 測量技術(shù)，在土地開發(fā)面積測量應(yīng)用中，具有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢。

1）擴(kuò)大了作業(yè)范圍。JXCORS系統(tǒng)在全省范圍內(nèi)建設(shè)了62個連續(xù)運(yùn)行的基準(zhǔn)站,在省內(nèi)各個縣市區(qū)進(jìn)行土地開發(fā)測量時，用戶不再架設(shè)自己的基準(zhǔn)站。

2）提高了工作效率。由于網(wǎng)絡(luò)RTK 無需架設(shè)基準(zhǔn)站，一個作業(yè)組只需一位測量員持一臺流動站就可以進(jìn)行單獨(dú)作業(yè)，且無需點(diǎn)與點(diǎn)之間的通視，特別適合大面積的土地開發(fā)面積測量，大大節(jié)約了作業(yè)時間，提高了工作效率。

3）滿足了精度要求。由于網(wǎng)絡(luò)RTK 采用VRS技術(shù)，相對常規(guī)RTK 而言，精度得到提高，完全能滿足土地開發(fā)面積測量的要求。

2 網(wǎng)絡(luò)RTK 在土地開發(fā)面積測量中的應(yīng)用

2.1 土地開發(fā)面積測量的內(nèi)容和流程

本文所指的土地開發(fā)是指未利用土地開發(fā)。土地開發(fā)面積測量的內(nèi)容從作業(yè)形式可以分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大塊。外業(yè)主要包括實(shí)地踏勘、開發(fā)邊界勘測及道路溝渠等線性地物勘測；內(nèi)業(yè)主要包括資料的收集、對外業(yè)采集的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、地類確認(rèn)、土地開發(fā)建設(shè)規(guī)模面積和凈增耕地面積的計算、繪制成果圖和報告的編制。由此可見，土地開發(fā)整理項目面積測量的工作不僅是單純的勘測工作，而是一項綜合性工作。根據(jù)土地開發(fā)面積測量的內(nèi)容可以制定其工作的流程（圖1）。

圖1

2.2 外業(yè)測量

利用JXCORS 網(wǎng)絡(luò)RTK 進(jìn)行野外測量時，測量方式選擇VRS，通過移動載體的無線網(wǎng)卡撥號上網(wǎng)登陸至JXCORS 網(wǎng)絡(luò)，與服務(wù)器連通后，點(diǎn)擊啟動移動站進(jìn)行初始化，待獲得固定解時，即可以進(jìn)行碎部點(diǎn)測量。在使用網(wǎng)絡(luò)RTK 進(jìn)行作業(yè)時，為了保證坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度，應(yīng)該注意以下幾個方面：一是盡量將流動站架置在較空曠的地方，以保障有較強(qiáng)的通訊信號和衛(wèi)星信號；二是保持流動站接收衛(wèi)星數(shù)量在5顆以上（包括5顆），且PDOP＜6，并獲得初始化后才進(jìn)行測量；三是為了獲得坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度，應(yīng)該觀測多個歷元值，在進(jìn)行土地開發(fā)邊界勘測時，觀測的歷元數(shù)至少應(yīng)在3 至5個以上。

2.3 數(shù)據(jù)處理

由于JXCORS系統(tǒng)實(shí)時得到的是CGCS2000坐標(biāo)，而土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫為1980 西安坐標(biāo)系，所以對通過網(wǎng)絡(luò)RTK測量所獲得的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可以在外業(yè)現(xiàn)場通過至少3個已知點(diǎn)通過點(diǎn)校正的方式，利用GPS 內(nèi)置軟件來對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而直接獲得所需坐標(biāo)系統(tǒng)。也可以將已獲得的CGCS2000坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過測區(qū)內(nèi)已知控制點(diǎn)坐標(biāo)，求出當(dāng)?shù)厮膮?shù)或者七參數(shù)，再用相關(guān)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件通過參數(shù)轉(zhuǎn)換得到土地開發(fā)成果所需的1980 西安坐標(biāo)系。這樣，運(yùn)用MAPGIS 軟件對外業(yè)采集的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并疊加土地利用現(xiàn)狀圖，就可以測算土地開發(fā)面積，確定土地開發(fā)邊界，繪制土地開發(fā)成果圖件等。

2.4 網(wǎng)絡(luò)RTK測量精度案例分析

為了驗證網(wǎng)絡(luò)RTK的測量精度，作者以在某縣土地開發(fā)項目中實(shí)際測量工作為例，采用Trimble GPS 接收機(jī)登陸JXCORS 網(wǎng)絡(luò)采用VRS 方式進(jìn)行界址點(diǎn)測量。為了驗證網(wǎng)絡(luò)RTK的測量精度，用全站儀對界址點(diǎn)中的10個點(diǎn)進(jìn)行平面坐標(biāo)抽樣檢查，檢核情況列于表1：

表1 平面坐標(biāo)檢核數(shù)據(jù)表

根據(jù)表1計算點(diǎn)位中誤差：

可以看出，網(wǎng)絡(luò)RTK測量的點(diǎn)位精度完全能滿足土地開發(fā)測量精度要求。

3 結(jié)束語

土地開發(fā)面積測量是對土地開發(fā)現(xiàn)場進(jìn)行開發(fā)范圍界定，測定界址，確定地類和權(quán)屬，測算開發(fā)面積，為國土部門和地籍管理提供科學(xué)，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)服務(wù)。GPS 網(wǎng)絡(luò)RTK 這種新的測量形式的出現(xiàn)，使得土地開發(fā)面積測量這項工作的效率大大提高，不僅僅省時省力，而且測量精度較高，完全能夠達(dá)到土地開發(fā)面積測量和界址點(diǎn)的精度要求。而且土地開發(fā)現(xiàn)場一般比較平坦，視野開闊，一般通訊信號和GPS 信號較強(qiáng)，使用JXCORS 網(wǎng)絡(luò)RTK 十分便利。網(wǎng)絡(luò)RTK 這項新的測量技術(shù)將會在越來越多的領(lǐng)域運(yùn)用，并帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]TD/T 1011—2000,土地開發(fā)整理規(guī)劃編制規(guī)程[S].

[2]彭琳.全球定位系統(tǒng)在地籍測繪中的應(yīng)用[D].武漢大學(xué)碩士論文，2004.

[3]韋茂楊，雷雨等.JXCORS 網(wǎng)絡(luò)RTK測量應(yīng)注意的幾個事項[J].江西測繪，2011（3）：59-60.