阜蒙縣大固本鎮(zhèn)土地整理項(xiàng)目中GPS的應(yīng)用

我國經(jīng)過20年的發(fā)展，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，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。

本文意在通過土地整理實(shí)際項(xiàng)目，闡述項(xiàng)目中GPS控制網(wǎng)的建立、道路、排水溝渠的橫斷面測量及中線放樣、客土回填的土方量計(jì)算及竣工復(fù)核時GPS在各項(xiàng)工程中的應(yīng)用。由于GPS定位技術(shù)的應(yīng)用，可以使土地整理測繪擺脫繁重的外業(yè)工作，加快了作業(yè)進(jìn)度，提高了測量精度，是土地整理項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作、施工階段及竣工復(fù)核階段的測量工作的現(xiàn)代化手段之一。

1 概況

1.1 項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模

阜蒙縣大固本鎮(zhèn)土地整理項(xiàng)目的范圍為1888.82公頃，扣除不動工的園地面積2.56公頃、林地面積119.82公頃、天然草地6.32公頃、建設(shè)用地98.17公頃、裸巖地0.59公頃，合計(jì)不動工面積227.46公頃，建設(shè)規(guī)模為1661.36公頃。

1.2 項(xiàng)目區(qū)地理位置

項(xiàng)目區(qū)位于阜蒙縣大固本鎮(zhèn)，涉及固本、扁擔(dān)營子、梅力營子、關(guān)家、兩家子等5個村。項(xiàng)目區(qū)東至吐拉尺村村界，西與和睦村接壤，南靠鎮(zhèn)政府所在地，北鄰梅力營子村，呈不規(guī)則圖形展布。距阜新市中心69公里，距阜新蒙古族自治縣縣城61公里，距大鄭鐵路泡子火車站18.2公里。地理位置坐標(biāo)：東經(jīng)122°08′24″～122°13′15″，北緯42°16′04″～42°19′18″。

2 GPS控制網(wǎng)建立

2.1 測區(qū)范圍

該項(xiàng)目涉及阜蒙縣大固本鎮(zhèn)的關(guān)家村、扁擔(dān)村、固本村、梅力村和兩家子村等5個村。項(xiàng)目區(qū)的四至為東至吐拉尺村界，西與和睦村接壤，南靠政府所在地，北鄰梅力營子村。地理位置坐標(biāo)為東經(jīng)122°08′24″～122°13′15″、北緯42°16′04″～42°19′18″。整理范圍總面積為1888.82公頃。

2.2 已有資料情況

本次土地整理控制起算點(diǎn)A001、A002、A003、A004均為D級GPS點(diǎn)。經(jīng)過現(xiàn)場踏勘保存完好，沒有被破壞的跡象，可以作為起算數(shù)據(jù)利用。

2.3 布網(wǎng)方案

（1）本次土地整理需測繪18.882Km2的數(shù)字化地形圖，一共布設(shè)了9個四等控制點(diǎn)。根據(jù)《城市測量規(guī)范》（CJJ8一99）的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)是因?yàn)闇y區(qū)范圍小，用城市GPS網(wǎng)規(guī)定的邊長適合于本地區(qū)的作業(yè)。

（2）如圖所示，四等GPS網(wǎng)為經(jīng)典的GPS靜態(tài)定位網(wǎng)，共9點(diǎn)，組成20條基線邊。

圖2-1 GPS控制網(wǎng)

Fig.2-1 GPS Control Network

3 土地規(guī)劃現(xiàn)狀圖測繪

3.1 地形圖測繪

1）利用RTK測量圖根控制點(diǎn)

（1）圖根控制點(diǎn)基本要求

①圖根控制點(diǎn)的精度：應(yīng)不大于所測比例尺圖上0.1mm，高程中誤差應(yīng)不大于測圖基本等高距的1/10。

RTK高程精度在5cm之內(nèi)，1：5000測圖的等高距是0.2m，RTK測圖高程精度足以滿足圖根高程測量精度規(guī)定。

（2）RTK作業(yè)

圖根控制測量采用的方法主要是GPS—RTK技術(shù)，RTK作業(yè)需要利用GPS控制點(diǎn)設(shè)立基準(zhǔn)站，方可進(jìn)行碎部測量和圖根點(diǎn)測定。作業(yè)區(qū)采用D級GPS點(diǎn)A001、A002、A003……等作為動態(tài)RTK的基準(zhǔn)站。以下為GPS-RTK聯(lián)合全站儀作業(yè)流程：

基準(zhǔn)站的基本操作流程為：

本基準(zhǔn)站置于較高的山頂，并進(jìn)行初始化，然后用流動站測定附近四個已知點(diǎn)（D級GPS點(diǎn)），輸入已知坐標(biāo)求出轉(zhuǎn)換參數(shù)后，流動站到達(dá)另一已知點(diǎn)上進(jìn)行驗(yàn)證測量，即先驗(yàn)證轉(zhuǎn)換參數(shù)及參考站參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性，通過與已知點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)驗(yàn)證（實(shí)測的點(diǎn)位與已有點(diǎn)位之差均在2cm內(nèi)），吻合程度較好，則認(rèn)為所求轉(zhuǎn)換參數(shù)正確即可進(jìn)行以后的測量作業(yè)。

遇到隱蔽地區(qū)，即可在鄰近隱蔽地方的外邊（開闊的地方），測定圖根點(diǎn)，供全站儀設(shè)站進(jìn)行隱蔽地區(qū)的測量。

RTK為全站儀測定圖根點(diǎn)時，基本做法是：在圖根點(diǎn)的附近用RTK測量三個點(diǎn)的點(diǎn)位坐標(biāo)，保證兩點(diǎn)間通視，方便全站儀設(shè)站。為了提高精度，GPS流動站手桿的水準(zhǔn)氣泡要嚴(yán)格居中。

2）碎部測量

（1）GPS-RTK用于碎部測量

測量前打開GPS接收機(jī)，鎖定5顆以上衛(wèi)星，進(jìn)入Setup菜單進(jìn)行初始化；GPS接收機(jī)可由人手持步行；在測量中，天線要架在一個支撐桿上，舉過人的頭頂垂直移動天線，避免嚴(yán)重的地物遮擋。在地面開闊的地區(qū)，完全可以用RTK作業(yè)模式測量碎部點(diǎn)，其測量速度比全站儀更快。根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：1個GPS流動站的作業(yè)速度是1臺全站儀的2～4倍。在保證基準(zhǔn)站安全的前提下，每臺流動站只需要一人。

（2）全站儀用于碎部測量

遇到一些因衛(wèi)星信號有遮蔽的地帶（密林、山谷等）而無法采用RTK技術(shù)測量，這時可利用RTK測定的三個圖根點(diǎn)進(jìn)行設(shè)站測繪碎部點(diǎn)。

全站儀作業(yè)的具體操作：①整平對中，對中偏差不得超過1mm；②啟動全站儀，進(jìn)入文件管理界面，建立文件名，并選擇該文件在文件下存儲；③輸入測站點(diǎn)號、代碼及儀器高等；④以后視點(diǎn)為檢核點(diǎn)進(jìn)行檢核，偏差在限差范圍內(nèi)方可進(jìn)行點(diǎn)收集；⑤采集碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)信息。

3.2 展點(diǎn)、繪圖

1）內(nèi)業(yè)處理

數(shù)據(jù)采集回來后，首先把電子手薄數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)指定文件夾，第二步確定啟動繪圖處理進(jìn)行展點(diǎn)，第三步采用無碼作業(yè)對地物進(jìn)行編輯。一般是先展繪測量控制點(diǎn)，獨(dú)立地物，再連接管線、道路、坎線、房屋等，最后進(jìn)行地形等高線等綜合編輯，地形、地物綜合編輯后進(jìn)行圖形圖幅、整飾。注意的是，等高線在展繪時會遇到?jīng)_溝、道路、斗坎、房屋、河流等地物，此時要進(jìn)行人工等高線的展繪。第四步，以點(diǎn)、線、面文件保存文件或轉(zhuǎn)換成其它矢量圖形格式（如CAD，MAPINFO等）。

5 GPS在土地平整施工及竣工測量中的應(yīng)用

5.1 GPS在土地平整施工中的應(yīng)用

施工放樣步驟如下：

①測線設(shè)計(jì)（既可在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)）；

②在參考站上安置基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)，打開接收機(jī)，輸入?yún)⒖颊镜木_地方坐標(biāo)和天線高；

③流動站GPS接收機(jī)設(shè)置，打開接收機(jī)，輸入?yún)⒖颊镜木_地方坐標(biāo)和天線高；

④查看衛(wèi)星可見狀況顯示，自動接受或用戶自定義容差，均方根誤差（RMS）顯示；

⑤進(jìn)行初始化。

⑥進(jìn)行放樣時，流動站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時，接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后獲得地方坐標(biāo)，并在流動站的手持控制器上實(shí)時顯示。接受機(jī)還可將實(shí)時位置與設(shè)計(jì)值相比較，并在流動站的手持控制器上實(shí)時顯示移動方向，按設(shè)計(jì)標(biāo)高等數(shù)據(jù)，通過前后、左右偏距控制，能快速完成放樣工作。

⑦存儲點(diǎn)名、點(diǎn)屬性與坐標(biāo)。

5.2 GPS在復(fù)核（竣工期）中的應(yīng)用

測量過程：

首先，將基準(zhǔn)站架設(shè)于高處，用流動站測定附近四個已知點(diǎn)（D級GPS點(diǎn)）單點(diǎn)定位坐標(biāo)，輸入已知坐標(biāo)求出轉(zhuǎn)換參數(shù)后，用流動站檢查另一控制點(diǎn)的坐標(biāo)，發(fā)現(xiàn)觀測成果與已知成果縱橫坐標(biāo)達(dá)到等級控制點(diǎn)的精度要求，檢查合格后就可以開始竣工復(fù)核測量。

然后，一個人操作流動站，施測測區(qū)范圍所有界址點(diǎn)、土地分類界線、地物地貌特征點(diǎn)等碎部點(diǎn)的坐標(biāo)，每采集一點(diǎn)讀取坐標(biāo)僅需2～3s。同時對不同性質(zhì)的點(diǎn)采用字母編號，如界址點(diǎn)用J1，J2……；道路用L1，L2……；坎子用K1，K2……；水溝用G1，G2……等，這樣有利于編圖時連線。待測得點(diǎn)坐標(biāo)時即可與設(shè)計(jì)作比較就可以知道施工效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。