GNSS測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

胡炳中

【摘要】在新時(shí)期環(huán)境下，我國(guó)科技技術(shù)發(fā)展十分迅速，越來越多的先進(jìn)科技技術(shù)得到和研發(fā)和使用，GNSS測(cè)量技術(shù)就是一種典型的現(xiàn)代化科技技術(shù)，它在諸多領(lǐng)域中得到了運(yùn)用。GNss測(cè)量技術(shù)具有顯著的特點(diǎn)，在地籍測(cè)量工作中具有很多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因此此技術(shù)已經(jīng)成為地籍測(cè)量工作重要的技術(shù)手段。下面，就主要針對(duì)GNss測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望對(duì)相關(guān)工作的研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】GNSS測(cè)量技術(shù)；地籍測(cè)量；技術(shù)應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.071

在土地管理中，地籍測(cè)量是重要的環(huán)節(jié)，通過地籍測(cè)量工作對(duì)土地管理提供了良好的依據(jù)。地籍測(cè)量涉及到的內(nèi)容十分復(fù)雜，不僅要做好對(duì)地籍實(shí)際狀態(tài)的掌握，如大小、位置、形態(tài)和權(quán)屬等，而且還需要做好相關(guān)數(shù)據(jù)的整理和圖形繪制。為了實(shí)現(xiàn)地籍測(cè)量工作高效開展和數(shù)據(jù)精準(zhǔn)獲取，GNSS測(cè)量技術(shù)為其提供了有力的支持，而GNSS測(cè)量技術(shù)如何在地籍測(cè)量中進(jìn)行應(yīng)用，以下做主要研究?jī)?nèi)容。

1、GNSS測(cè)量技術(shù)概述

所謂GNSS，全稱為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，在此技術(shù)中包括了全部相關(guān)的系統(tǒng)，如GPS（全球定位系統(tǒng)，美國(guó)）、GLONASS（全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，俄羅斯）、GALILEO（伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，歐洲）、BDS（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，中國(guó)）等，它借助這些一個(gè)或者多個(gè)的系統(tǒng)開展導(dǎo)航定位工作，且對(duì)衛(wèi)星完備性的檢驗(yàn)信息以及足夠?qū)Ш降陌踩婢畔⑦M(jìn)行提供。在GNSS的測(cè)量中，有著明確的原理，以GPS為例進(jìn)行分析，其原理主要是先對(duì)已知位置衛(wèi)星和用戶的接收機(jī)間距測(cè)出，綜合分析多顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)后，就能夠?qū)邮諜C(jī)具體的位置掌握。衛(wèi)星實(shí)際位置可通過星載時(shí)鐘內(nèi)所記錄時(shí)間并以衛(wèi)星星歷進(jìn)行查出；用戶和衛(wèi)星之間的距離計(jì)算中，可以以衛(wèi)星信號(hào)向用戶傳播經(jīng)歷時(shí)間和光速相乘得到，因?yàn)槭艿酱髿鈱觾?nèi)電離層相關(guān)因素的干擾，此距離并非用戶、衛(wèi)星間真實(shí)的距離，是一種偽距。GPS的衛(wèi)星在正常工作的狀態(tài)時(shí)，不斷通過二進(jìn)制1和0的碼元進(jìn)行偽隨機(jī)碼的組成，其碼稱作偽碼，并以其進(jìn)行導(dǎo)航電文的發(fā)射[1]。

2、GNSS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

GNSS作為一種現(xiàn)代化科技技術(shù)類型，它具有顯著的特點(diǎn)，在技術(shù)應(yīng)用中具有諸多的優(yōu)勢(shì)。

首先，此技術(shù)具有很高的定位精度。現(xiàn)階段，此技術(shù)測(cè)量基線精度得到明顯提升，靜態(tài)相對(duì)的定位精度提高到毫米級(jí)、亞毫米級(jí)的層次，且高程精度同樣達(dá)到毫米級(jí)；在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位中，精度得到了突破，定位精度有厘米級(jí)，能夠?qū)Ω黝愅恋氐臏y(cè)量要求實(shí)現(xiàn)滿足。對(duì)大型的建筑物或者構(gòu)筑物實(shí)施變形監(jiān)測(cè)中，結(jié)合有效觀測(cè)的措施、數(shù)據(jù)處理的軟件與模型、精密的星歷等，對(duì)平面的精度能夠有亞毫米級(jí)的層次，且高程的精度能夠能達(dá)到亞公分級(jí)。此技術(shù)的觀測(cè)時(shí)間比較短。此技術(shù)在定位中耗時(shí)十分短，以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位模式可以在幾秒的時(shí)間就能夠?qū)α鲃?dòng)站1min到5min所需完成觀測(cè)的任務(wù)完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪效率的提升；若觀測(cè)站間對(duì)此技術(shù)使用，其并不需通視設(shè)置，只需觀測(cè)站內(nèi)15°以上的空間具有開闊性就可以，這對(duì)觀測(cè)環(huán)境以及通視條件等方面限制實(shí)現(xiàn)了降低，不僅對(duì)測(cè)量時(shí)間和經(jīng)費(fèi)有效降低，且測(cè)量點(diǎn)的選擇也十分靈活[2]。此技術(shù)能夠達(dá)到全球、全天候的定位效果。此技術(shù)的使用中，具有大量GNSS的衛(wèi)星，且它們呈現(xiàn)均勻分布的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球地面的連續(xù)和全面覆蓋，地球上的任何位置點(diǎn)用戶都能夠在任意的時(shí)間對(duì)至少4顆數(shù)目GNSS的衛(wèi)星同時(shí)觀測(cè)，從而保證任何時(shí)間和任意地點(diǎn)可以達(dá)到連續(xù)觀測(cè)的目的，且不會(huì)遭受天氣的變化等因素影響。此技術(shù)的儀器操作比較簡(jiǎn)單、便捷。由于GNSS的接收機(jī)得到不斷的改進(jìn)，推動(dòng)其自動(dòng)化測(cè)量水平不斷提升，而這也對(duì)測(cè)量員的工作提供了便利，他們只需要進(jìn)行儀器的安置與管理、電纜線的連接、天線高的量取、氣象數(shù)據(jù)的收集、儀器狀態(tài)的監(jiān)視就可以了，對(duì)一些觀測(cè)工作借助儀器就能夠自動(dòng)完成，如衛(wèi)星的定位、觀測(cè)和跟蹤等，從而有效降低相關(guān)人員工作量，提升工作效率。

3、GNSS測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

在GNSS的測(cè)量中，有諸多定位系統(tǒng)能夠使用，文章就以GPS（RTK）技術(shù)為例，對(duì)其在地籍測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析。在此技術(shù)的應(yīng)用中，主要是通過全站儀以及RTK開展外業(yè)觀測(cè)工作，獲取測(cè)量的數(shù)據(jù)，后將所測(cè)數(shù)據(jù)存入到儀器數(shù)據(jù)終端內(nèi)，再把數(shù)據(jù)終端以接口設(shè)備和計(jì)算機(jī)連接，通過此方法實(shí)現(xiàn)了外業(yè)的觀測(cè)、內(nèi)業(yè)的處理、成果輸出的整個(gè)流程自動(dòng)化[3]。

3.1 GPS（RTK）技術(shù)作業(yè)內(nèi)容要點(diǎn)

首先就是慣導(dǎo)RTK自身的優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于上一代的傾斜測(cè)量RTK，慣導(dǎo)RTK在免對(duì)中以及免磁場(chǎng)干擾方面確實(shí)更具有優(yōu)勢(shì)。通過結(jié)合IMU與RTK，將傳統(tǒng)的磁力計(jì)淘汰，使得RTK在測(cè)量時(shí)精度不會(huì)受到磁場(chǎng)的干擾。采用創(chuàng)新性慣導(dǎo)傾斜算法，能夠完全免疫磁場(chǎng)干擾，高達(dá)200Hz實(shí)時(shí)傾斜補(bǔ)償，根本不用擔(dān)心任何地磁及外界金屬構(gòu)筑物造成的誤差，是真正能在任何環(huán)境下發(fā)揮作用的“傾斜測(cè)量”。也因?yàn)閮?nèi)置了高精度IMU慣導(dǎo)模塊，能夠真正實(shí)現(xiàn)“免對(duì)中”，點(diǎn)到就能測(cè)。衛(wèi)星與慣導(dǎo)組合定位的模式，能夠達(dá)到60°傾角內(nèi)2cm的定位精度，精準(zhǔn)度更是得到了提升。

在此技術(shù)的作業(yè)流程中，首先要注重對(duì)基準(zhǔn)站位的架設(shè)，對(duì)各個(gè)技術(shù)的作業(yè)部件鏈接準(zhǔn)確確定，有效獲取工區(qū)參數(shù)。在地籍測(cè)量的環(huán)節(jié)中，要注重對(duì)地面和高程兩個(gè)部分的參數(shù)獲取。此技術(shù)要重視對(duì)流動(dòng)站控制點(diǎn)檢核，保證其能夠?qū)Σ煌鳂I(yè)的精度要求滿足，提升數(shù)據(jù)記錄以及測(cè)量準(zhǔn)確性，在數(shù)據(jù)采集中要對(duì)對(duì)中桿穩(wěn)住。作業(yè)流程期間可以對(duì)草圖繪制和編號(hào)的記錄等適當(dāng)加入，對(duì)整圖的工更好繪制提供資料依據(jù)，結(jié)合不同地形進(jìn)行有效的參考，對(duì)測(cè)量地的物點(diǎn)實(shí)現(xiàn)有效的測(cè)量，并實(shí)施有效時(shí)間的間隔與距離設(shè)定，并與工作人員實(shí)現(xiàn)理想數(shù)據(jù)的科學(xué)和有效采集。最后，此技術(shù)設(shè)備外部的測(cè)量以及儲(chǔ)備文件以較為專業(yè)與特殊性作用數(shù)據(jù)庫而組成，對(duì)成圖軟件進(jìn)行調(diào)用要實(shí)施輸出、轉(zhuǎn)化處理，讓其和所需內(nèi)容具有一致的格式，進(jìn)而結(jié)合草圖就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化的成圖作業(yè)完成。

3.2 測(cè)前的測(cè)區(qū)準(zhǔn)備

首先，要以任務(wù)的委托書對(duì)任務(wù)的來源和工程的內(nèi)容初步了解，使用已有資料來對(duì)測(cè)區(qū)現(xiàn)狀和范圍進(jìn)行了解；要以已有資料實(shí)施綜合評(píng)價(jià)，已有資料包括地形圖、地籍所調(diào)查宗地的界址點(diǎn)數(shù)據(jù)信息、地籍的數(shù)據(jù)等，且對(duì)地籍檔案的數(shù)據(jù)內(nèi)宗地的編號(hào)、界址點(diǎn)的編號(hào)、宗地的資料、土地的分類標(biāo)準(zhǔn)改變、界址點(diǎn)的坐標(biāo)等問題，在地籍調(diào)查中可以參照、使用；要對(duì)成圖的方法和成圖的比例尺、高程的系統(tǒng)、坐標(biāo)的系統(tǒng)、精度的指標(biāo)、圖幅的規(guī)格、成果的形式、軟件的要求、作業(yè)流程的設(shè)計(jì)思路等做好了解；做好對(duì)宗地草圖的繪制，在繪制中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程要求進(jìn)行；做好對(duì)資料的整理，資料主要包括權(quán)屬調(diào)查的資料、宗地資料等，且對(duì)宗地關(guān)系的結(jié)合圖、街坊的結(jié)合圖表和行政的界線圖等還要進(jìn)行電子文檔的提交。

3.3 基準(zhǔn)站操作

在基準(zhǔn)站操作中，主要涉及到基準(zhǔn)點(diǎn)的架設(shè)、控制器的啟動(dòng)、新任務(wù)的建立、基準(zhǔn)站設(shè)置等環(huán)節(jié)。在基準(zhǔn)點(diǎn)架設(shè)中，主要是對(duì)基準(zhǔn)站的儀器進(jìn)行架設(shè)，并對(duì)天線電纜對(duì)中整平以及對(duì)電源電纜連接進(jìn)行天線高的量取等。在新任務(wù)的建立中，點(diǎn)擊【新建】，彈出新建工程對(duì)話框，如下圖所示。在“工程名”中輸入工程名稱；“作者”中輸入操作員的姓名；“日期”默認(rèn)是當(dāng)?shù)貢r(shí)間；“時(shí)區(qū)”是指當(dāng)?shù)貢r(shí)間和GPS時(shí)間相差的時(shí)區(qū)，可以在下拉列表中選擇-12時(shí)區(qū)到+14時(shí)區(qū)。

在基準(zhǔn)站設(shè)置中，要做好基準(zhǔn)站的接收機(jī)啟動(dòng)和控制器的分離。在對(duì)基準(zhǔn)站的接收機(jī)啟動(dòng)時(shí)，要對(duì)點(diǎn)名、點(diǎn)坐標(biāo)的天線高輸入，對(duì)已使用的已知點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)名的直接調(diào)出，但不對(duì)測(cè)站坐標(biāo)顯示，此時(shí)所使上次使用的此站輸入點(diǎn)位時(shí)的坐標(biāo)。對(duì)已知點(diǎn)第一次進(jìn)行使用時(shí)，要求點(diǎn)位三維化坐標(biāo)輸入，點(diǎn)位坐標(biāo)的輸入有三種形式，包括WGS-84的大地坐標(biāo)、地方坐標(biāo)系的大地坐標(biāo)以及地方坐標(biāo)系的平面坐標(biāo)。在基準(zhǔn)站中，要對(duì)已知點(diǎn)精確的坐標(biāo)輸入，而在PPK時(shí)進(jìn)行已知坐標(biāo)的輸入，選用“此處”的接收機(jī)會(huì)以基準(zhǔn)站的儀器實(shí)施單點(diǎn)定位處理；對(duì)“開始”所對(duì)應(yīng)F1按下，則控制器上呈現(xiàn)“控制器和接收機(jī)的連接斷開”的提示，且電臺(tái)右上角的區(qū)域會(huì)存在“TRANS”的閃動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)控制器實(shí)施分離中，只需要將其和接收機(jī)斷開連接就可以了[4]。

3.4 流動(dòng)站操作

在流動(dòng)站操作中，要先做好儀器的連接，后對(duì)流動(dòng)站的設(shè)置檢查，將測(cè)量形式流動(dòng)站的選項(xiàng)和流動(dòng)站的無線電同基準(zhǔn)站保持一致；再開始測(cè)量，當(dāng)衛(wèi)星數(shù)超過5且獲取電臺(tái)的信號(hào)后，對(duì)其實(shí)施初始化處理，保持RTK和固定值的相同。

最后進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量涉及到校正、地形點(diǎn)測(cè)量和連續(xù)的地形點(diǎn)測(cè)量。在校正中，主要是為了獲取相應(yīng)的參數(shù)而進(jìn)行的，如果測(cè)區(qū)的面積比100km大，使用三參就可以了，若測(cè)區(qū)已經(jīng)有三參或者七參，就不用再校正，若沒有，且使所測(cè)點(diǎn)能夠有厘米級(jí)的精度，才需要對(duì)其校正處理；在校正時(shí)，對(duì)4個(gè)基礎(chǔ)控制點(diǎn)坐標(biāo)鍵入，要求四控制點(diǎn)能夠最好在測(cè)區(qū)的周圍分布。在地形點(diǎn)的測(cè)量中，以“測(cè)量”的菜單對(duì)“測(cè)量開始”選擇并點(diǎn)擊回車，后選擇“測(cè)量點(diǎn)”進(jìn)行顯示，還可以選擇“連續(xù)的地形點(diǎn)”進(jìn)行顯示[5]。

3.5 控制測(cè)量

在地籍的控制測(cè)量中，主要有基本的控制測(cè)量以及圖根的控制測(cè)量?jī)?nèi)容。在控制測(cè)量中，地籍的控制網(wǎng)發(fā)揮重要的作用，它對(duì)地籍的細(xì)部測(cè)量和日常的地籍測(cè)量提供支持，想要實(shí)現(xiàn)這樣的目的，對(duì)地籍的控制網(wǎng)布設(shè)中要求精度要符合所測(cè)定的界址點(diǎn)位置坐標(biāo)的精度標(biāo)準(zhǔn)，且密度上也要符合轄區(qū)內(nèi)地籍細(xì)部的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)控制網(wǎng)布設(shè)要按照全面到局部、高到低級(jí)、分級(jí)布網(wǎng)和逐級(jí)加密要求，還可結(jié)合測(cè)區(qū)實(shí)際情況采取越級(jí)布網(wǎng)方式。

3.6 地籍圖繪制

在此地籍測(cè)量中，采取全野外和全要素的數(shù)字式測(cè)量方法。在地形圖內(nèi)，一般要求內(nèi)容涉及到測(cè)量的控制點(diǎn)、工礦的建筑物和設(shè)施、居民地與垣柵、管線和附屬的設(shè)施、交通和附屬的設(shè)施、土質(zhì)與地貌、水系和附屬的設(shè)施、地理名稱的注記等。則在具體的宗地圖測(cè)繪中，需要針對(duì)以下的內(nèi)容測(cè)繪[6]。

在各級(jí)的行政界線方面，在測(cè)繪中所涉及行政界線包括很多，如市、縣、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、辦事處和村界等，當(dāng)兩級(jí)的行政界線發(fā)生重合時(shí)，則在地籍圖只對(duì)高級(jí)界線表示，拐角位置的境界線不得發(fā)生間斷，在拐角處位置還要對(duì)點(diǎn)或線繪出。

3.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要涉及數(shù)據(jù)導(dǎo)出和數(shù)據(jù)導(dǎo)入。在數(shù)據(jù)導(dǎo)出方面，進(jìn)入“項(xiàng)目-導(dǎo)出”，選擇需要導(dǎo)出的點(diǎn)類型，可選“測(cè)量點(diǎn)、輸入點(diǎn)、基站點(diǎn)”，時(shí)間選擇后導(dǎo)出選擇的時(shí)間段內(nèi)的點(diǎn)；選擇導(dǎo)出點(diǎn)類型，平面（NEH形式）或經(jīng)緯度（可選擇經(jīng)緯度格式），選擇導(dǎo)出的數(shù)據(jù)類型并輸入導(dǎo)出坐標(biāo)文件的名，稱，選擇導(dǎo)出的目錄，選擇導(dǎo)出即可。在數(shù)據(jù)導(dǎo)入方面，首先在電腦上制作數(shù)據(jù)文件，點(diǎn)名、代碼、坐標(biāo)的排列方式按照“項(xiàng)目-導(dǎo)入-文件類型”中的任意--種排列，格式建議為.txt或.CSsv（CSV要導(dǎo)入時(shí)選擇逗號(hào)分隔）。在軟件中找到選擇格式，選中要導(dǎo)入的文件，點(diǎn)擊“導(dǎo)入”完成。

結(jié)語：

綜上所述，GNSS測(cè)量技術(shù)具有著顯著的技術(shù)特點(diǎn)，它為地籍測(cè)量工作的開展提供了先進(jìn)的技術(shù)支持，它也得到了此工作的普遍使用，而想要充分發(fā)揮此技術(shù)的作用，需要結(jié)合實(shí)際工作把握好技術(shù)和地籍測(cè)量的要點(diǎn)，這也是相關(guān)工作開展中需要重點(diǎn)關(guān)注的部分。

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