GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)在土地測(cè)量中的應(yīng)用

陳浩 王沁

（浙江省國土勘測(cè)規(guī)劃有限公司，浙江 杭州 310000）

土地管理工作離不開土地測(cè)量。土地測(cè)量包括地形測(cè)量、土地利用狀況測(cè)量、地籍測(cè)量等。實(shí)際測(cè)量中會(huì)面臨各種復(fù)雜的土地環(huán)境，如地形復(fù)雜、有建筑物遮擋等，為測(cè)量工作帶來了較大困難。因此土地測(cè)量工作對(duì)測(cè)量技術(shù)要求較高。與常規(guī)測(cè)量技術(shù)相比，GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)能夠準(zhǔn)確、高效地收集土地?cái)?shù)據(jù)，在土地測(cè)量工作中有著很高的應(yīng)用價(jià)值。

1 GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的組成與優(yōu)勢(shì)

GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)主要由三部分組成，即衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與軟件解算系統(tǒng)，三個(gè)系統(tǒng)共同協(xié)作以開展土地測(cè)量工作。

衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)，是利用2臺(tái)以上安裝在流動(dòng)站和基準(zhǔn)站中的GPS接收機(jī)來接收并處理衛(wèi)星信號(hào)。GPS接收機(jī)分為單頻和雙頻兩類，單頻接收機(jī)在運(yùn)行時(shí)要對(duì)整周模糊度初始化，定位時(shí)間過長。具體測(cè)量中，衛(wèi)星信號(hào)會(huì)不斷變化，在傳播中會(huì)發(fā)生延遲現(xiàn)象，影響衛(wèi)星定位的精確度。相比之下，雙頻接收機(jī)穩(wěn)定性更強(qiáng)，定位更加精準(zhǔn)。因此，當(dāng)基準(zhǔn)站服務(wù)多個(gè)用戶時(shí)，需要利用雙頻GPS接收機(jī)，來保證流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的采樣率相同。

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问綄⒒鶞?zhǔn)站、流動(dòng)站連接起來。要想確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)木珳?zhǔn)和實(shí)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)需要有較大的傳輸頻率和功率范圍。通常情況下，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的傳輸頻率要在10000Hz以上，才能保障土地測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免信號(hào)出現(xiàn)失鎖狀況[1]。

利用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)開展土地測(cè)量，是基于載波相位技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位，若想保障定位測(cè)量的可靠性，就需要確定載波相位初始整周未知數(shù)，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)連續(xù)跟蹤衛(wèi)星。一旦出現(xiàn)失鎖就要重新初始化。因此，軟件解算系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)定位測(cè)量的關(guān)鍵，可保證動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。

與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)操作便捷，易于使用，對(duì)測(cè)量技術(shù)人員的專業(yè)水平和操作能力要求不高，儀器的安裝及運(yùn)輸也較為便捷；定位精度高，能對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效傳輸；安全度高，避免外界不利因素的影響，即使測(cè)量現(xiàn)場沒有設(shè)置控制點(diǎn)或控制點(diǎn)受到破壞時(shí)，也能利用該技術(shù)快速完成測(cè)量；測(cè)量效率高，成本低，且測(cè)站間的區(qū)域無需通視，只需少量的人力配置即能完成大范圍的測(cè)量作業(yè)。

2 GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)在土地測(cè)量中的應(yīng)用

利用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)開展土地測(cè)量時(shí)，測(cè)量人員要合理分配測(cè)量任務(wù)，切實(shí)掌握測(cè)繪區(qū)域的地形地貌和植被覆蓋情況，根據(jù)測(cè)量要求科學(xué)制定測(cè)量流程；要熟練掌握測(cè)量儀器的用法，明確GPS接收機(jī)的操作步驟及技術(shù)原理，熟練應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件，了解差分軟件的使用流程；要根據(jù)測(cè)量現(xiàn)場的實(shí)際狀況組建測(cè)量隊(duì)伍，隊(duì)伍最少需要3個(gè)人，包括1個(gè)導(dǎo)航員、1個(gè)記錄員和1個(gè)儀器操作員。

2.1 在地籍細(xì)部測(cè)量中的應(yīng)用

地籍細(xì)部測(cè)量是地籍測(cè)量的核心，是在地籍控制測(cè)量的基礎(chǔ)上測(cè)量土地的權(quán)屬界線、位置、形狀及地類界線等，并計(jì)算面積，繪制地籍圖、宗地圖。利用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)開展地籍細(xì)部測(cè)量時(shí)，要詳細(xì)記錄測(cè)量區(qū)域的土地形狀、土地權(quán)屬等信息，為后續(xù)的地籍權(quán)責(zé)分配提供保障；要遵循土地測(cè)量的相關(guān)規(guī)定，城鎮(zhèn)街坊外圍界址點(diǎn)與街坊內(nèi)明顯界址點(diǎn)間的距離不能超過10厘米，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)隱藏界址點(diǎn)與村莊內(nèi)部界址點(diǎn)間的距離誤差不能超過15厘米；要將GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)與解析交會(huì)法、圖解交會(huì)法相結(jié)合，提高地籍細(xì)部測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和測(cè)量作業(yè)效率。

2.2 合理選擇測(cè)量點(diǎn)位

土地測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)位要選擇在開闊地帶，周邊不能有干擾物，要避開電磁輻射源，如大功率無線電發(fā)射源、高壓線或信號(hào)塔等，以免電磁干擾GPS信號(hào)，影響測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性；要避開高大建筑物，因?yàn)闊o線電信號(hào)在高層建筑群中會(huì)經(jīng)過反射形成多路徑效應(yīng)，給測(cè)量工作帶來一定程度上的干擾。

2.3 土地測(cè)量控制網(wǎng)加密

利用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)開展地籍測(cè)量時(shí)，要結(jié)合測(cè)區(qū)實(shí)際情況，合理布設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)。通常來說，測(cè)量人員要充分考慮GPS數(shù)據(jù)、土地詳查數(shù)據(jù)的精確性以及差分計(jì)算要求等因素，在GPS數(shù)據(jù)疊加配準(zhǔn)過程中轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，在測(cè)繪區(qū)域布設(shè)一定數(shù)量的測(cè)繪控制點(diǎn)[2]。但是，某些工程也可以不設(shè)置控制點(diǎn)，比如在單機(jī)絕對(duì)定位時(shí)，系統(tǒng)中已包含點(diǎn)位實(shí)際數(shù)據(jù)，不需要再布設(shè)新的控制點(diǎn)。

3 實(shí)例分析

3.1 項(xiàng)目概況

某測(cè)區(qū)的原點(diǎn)為城市中心，以原點(diǎn)為基準(zhǔn)向四周延伸，測(cè)區(qū)總面積約30平方公里，設(shè)置有6個(gè)GPS-D級(jí)控制點(diǎn)、1個(gè)二等三角點(diǎn)，各點(diǎn)位數(shù)據(jù)完整、真實(shí)、有效，滿足土地測(cè)量需要。

該測(cè)區(qū)的組織結(jié)構(gòu)主要包括自然行政村、產(chǎn)礦區(qū)及街坊。作業(yè)前，要仔細(xì)查閱測(cè)區(qū)的地籍資料，將1∶500的地籍圖當(dāng)作測(cè)量用圖，以便對(duì)界址點(diǎn)的地理位置進(jìn)行對(duì)照；結(jié)合RTK和全站儀，進(jìn)行分組測(cè)量。開展RTK測(cè)量時(shí)，使用3臺(tái)GPS接收機(jī)，采用1+2作業(yè)模式，即基準(zhǔn)站設(shè)置1名作業(yè)員，實(shí)時(shí)觀察基準(zhǔn)站的工作狀態(tài)，移動(dòng)站設(shè)置2名作業(yè)員，分別負(fù)責(zé)尋找界址點(diǎn)、界址點(diǎn)的RTK測(cè)量；全站儀測(cè)量時(shí)，可組建3人工作小組，分別負(fù)責(zé)畫草圖、操作儀器與布置棱鏡[3]。

3.2 RTK定位技術(shù)的精度試驗(yàn)

考慮到測(cè)區(qū)面積較小，僅設(shè)置1個(gè)基準(zhǔn)站即可，并在地勢(shì)較高位置布設(shè)GPS-D級(jí)控制點(diǎn)。采用1+1的方式來配置RTK接收機(jī)，即1臺(tái)參考站與1臺(tái)流動(dòng)站，選取1個(gè)GPS RTK測(cè)量點(diǎn)，架設(shè)RTK基準(zhǔn)站，流動(dòng)站與基準(zhǔn)站間的距離控制在5公里內(nèi)。在測(cè)區(qū)共測(cè)量了25個(gè)原城市宗地權(quán)屬界址點(diǎn)，然后將全站儀測(cè)量結(jié)果和RTK測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算平面最弱點(diǎn)誤差。其中6個(gè)界址點(diǎn)的對(duì)比結(jié)果如表1所示。

表1 RTK與全站儀測(cè)量結(jié)果對(duì)比

計(jì)算結(jié)果顯示，平面最弱點(diǎn)誤差為±15mm。試驗(yàn)表明，全站儀測(cè)量與RTK測(cè)量的平面精度相差不多，GPS RTK測(cè)量的界址點(diǎn)位精度能夠達(dá)到厘米級(jí)，且各點(diǎn)位之間沒有誤差累積。

3.3 界址點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量

以RTK測(cè)量的25個(gè)界址點(diǎn)為框架網(wǎng)點(diǎn)，分別架設(shè)GPS基準(zhǔn)站，由2臺(tái)GPS RTK接收機(jī)來實(shí)施對(duì)流動(dòng)站的測(cè)量。GPS RTK電臺(tái)功率為4W，省電效果非常好，且中途不需更換電池和人工值守。流動(dòng)站在進(jìn)行首次測(cè)量時(shí)，對(duì)1個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行RTK測(cè)量，并將該已知點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)與測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證RTK系統(tǒng)運(yùn)行是否正常、基準(zhǔn)站輸入坐標(biāo)是否正確。最后將處理后的GPS測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)，獲得界址點(diǎn)圖形信息，制作相應(yīng)的宗地圖、地籍圖等。

4 結(jié)語

土地測(cè)量是對(duì)土地的權(quán)屬界線、位置、形狀等信息進(jìn)行測(cè)量并設(shè)置界樁的測(cè)量作業(yè)，過程復(fù)雜，精度要求高。通過分析GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)在土地測(cè)量中的應(yīng)用，明確其應(yīng)用要點(diǎn)，將減少圖根控制點(diǎn)數(shù)量，有力地提高測(cè)量效率，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。