GPS-RTK技术在土地确权测量中的应用

韩兴辉， 冯翠芹　(.天津大学仁爱学院，天津 30636；.天津石油职业技术学院，天津 30607)



GPS-RTK技术在土地确权测量中的应用

韩兴辉1， 冯翠芹2(1.天津大学仁爱学院，天津 301636；2.天津石油职业技术学院，天津 301607)

摘要根据土地确权测量基本要求及其技术上的常见问题，结合GPS-RTK技术原理及适用条件，介绍了GPS-RTK技术在土地确权测量中应用的作业流程及测量时的注意事项。在土地确权测量中应用 GPS-RTK技术具有观测时间短、全天候作业、操作方便等优点，不仅大幅度提高了测量的效率，降低了作业环境的要求，而且通过卫星测量定位技术原理，消除了误差传递积累的因素，其测量数据准确性、可靠性比较高，为土地的确权定权工作提供了有力的技术保障。

关键词RTK测量；土地测量；GPS-RTK；土地确权

GPS-RTK Application in the Land Right Verification Measurement

HAN Xing-hui1, FENG Cui-qin2

(1. Renai College, Tianjin University, Tianjin 301636; 2. Tianjin Petroleum Vocational and Technical College, Tianjin 301607)

AbstractAccording to the common technological problems and the basic requirements of land right verification measurement, we introduced the operation procedure and application notice of GPS-RTK in land right verification measurement, by combining with the GPS-RTK technical principle and application condition. Using GPS-RTK in land right verification measurement had the advantages of short observation time, all weather operation, easy operation and so on, which greatly enhanced the measuring efficiency, and reduced the requirements of operating environment. Positioning technology principle of satellite measurement eliminated the factors of error transfer accumulation. Its measurement data had relatively high accuracy and reliability, which provided technical support for the land right verification.

Key wordsRTK measurement; Land measurement; GPS-RTK; Land right verification

土地权属测量是实行土地登记规范化、依法登记土地所有权、解决土地权属纠纷及确保土地使用权受法律保护的基础工作，是土地精细化生产中最重要的依据之一。传统的土地权属测量方法难以满足现代对土地精细、更新、快速定位测量及高精度的数据要求；运用GPS-RTK差分定位测量技术进行土地权属数据测量，能够满足土地数据测量和信息化的管理要求，是实现土地权属信息的快速采集、为土地生产和规划管理提供科学依据的有效作业方法。笔者根据土地确权测量基本要求及其技术上的常见问题，研究了GPS-RTK技术在土地确权测量中的应用方法及注意事项，为土地的确权定权工作提供更高精度的信息数据。

1土地确权测量基本要求及其技术上的常见问题

1.1土地确权测量基本要求土地确权测量是一项基础性的具有政府行为的测绘工作，属于地籍测量，其测量要求也是以地籍测量为标准，有着很高的精度要求，其中界址点的测量精度要求见表1。

表1　界址点测量的基本精度

地籍测量的基本内容是测定土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用情况。它主要包括界址点测量和地形要属测量，其中地籍要要素是指宗地的属性，包括各级行政界线、界址点、界址线、地类号、地籍号、坐落、土地使用者或所有者及土地的等级等。地形要素很多，必要的地形要素包括测量控制点、房屋、道路、水系以及与地籍有关的必要地物、地理名称、等高线和高程点。

1.2土地确权测量技术上的常见问题土地确权测量方法主要是在借用经纬仪、测距仪、全站仪等测量工具下，通过使用解析法、图解法、直接量取等方法，在土地测量过程和成果处理方面上，通常容易产生以下难以解决的问题：

(1)农田土地一般边长较长，面积较大，界址点、特征点较稀疏，一个控制点所能够测量控制的宗地数量较少，若要完成大面积区域测量，需支站数较多，使得测量成果误差较大，测量数据缺乏说服力和权威性。

(2)土地上种植的玉米，树木等植被作物，密实高大，通视条件比较差，且多组工作人员交流不便，影响测量工作拓展的速度[1]。

(3)地球本身就是一个不规则的椭球体，受地球曲率的影响，离控制点越远，测量数据误差就越大，土地的使用面积等基本信息则不足够精确。

(4)土地权属、边长面积等信息测量数据繁琐，易出差错，产生纠纷的可能性极易发生。

(5)国土测绘往往控制网的精度比较高，而碎步数据精度可靠性较差；若要完成大面积区域测量，需支站数较多，使得测量成果误差较大。

2土地确权测量中GPS-RTK技术的应用

2.1RTK的技术原理RTK(Real Time Kinematic)实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，由基准站接收机、数据链、流动站接收机3部分组成。在基准站上安置一台接收机做为参考站， 对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度(即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H，加上基准坐标得到的每个点的WGS-84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H)[4-5]。

2.2RTK测量技术适用条件RTK测量技术适合于视野空旷、空中无遮掩的区域，流动站与基准站是依靠GPS卫星传递信息，无论通视条件是否良好，一个人即能完成土地测量信息的采集，属性编制，灵活方便，可以采用“1+3”“1+4”多人作业模式，便于工程进度的快速拓展，不为投机分子借用农田盖房变为户籍用地的违法行为提供充足时间，可以为土地后期开发利用提供便利条件。而且RTK测量作业半径大，一般平原地区可以达到18 km左右，即便地形稍复杂些，作业半径也可以达到9 km左右，测量精度也能满足土地规划地形图的测量要求。RTK地形测量主要技术指标见表2。

表2　RTK地形测量主要技术指标

2.3 RTK测量系统的作业流程 RTK测量系统的作业程序一般包括RTK仪器的选择与检验、基准站的选择与设置、流动站的设置、RTK测量等工作。

2.3.1RTK仪器的选择与检验。①接收设备最好是双频接收机或多频接收机，且性能稳定、可靠性高；②基准站接收设备应具有发送标准差分数据的功能；③测量前宜对RTK接收设备进行基准站与流动站的数据链连通检验，数据采集器与接收机的通信连通检验。

2.3.2基准站站址的选择。在RTK测量过程中，数据链传送质量的好坏直接影响测绘的精度，因此在测量前，进行测区踏勘，选好基准站站址，这样可以保证数据链传送质量。基准站选址应符合下列条件：①站址应选在基础坚实稳定，易于长期保存，并有利于安全作业的地方；②站址周围应便于安置接收设备和方便作业，视野应开阔；③站址与周围大功率无线电发射源(如通信基站、变电所等)的距离应大于200 m，与高压输电线、通道的距离应大于100 m；④站址附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体，如大型建筑物、玻璃幕墙及大面积水域等。

2.3.3基准站的架设。基准站接收机天线可安置在已知点，也可架设在未知点上，设站过程与静态测绘安置过程一样，包括对中、整平、量取天线高、天线指北操作等。对于分体式的接收机来说，连接主机与天线，连接主机与电台。连接电台与数据链发送天线。若须用掌上电脑(采集手簿)启动基准站的RTK作业方式，连接掌上电脑(采集手簿)与接收机；若采用自动启动基准站模式，无需此步。电源与接收机及电台连接。

2.3.4 RTK测量。在土地确权中，RTK测量分为以下3个部分：

(1)启动基准站。基准站架设在已知点上，输入当前点的WGS-84坐标，进行启动。若基准点架设在未知点上时，会当前单点定位测出的WGS-84经纬度坐标输送给GPS主机，进行启动。然后检查确认基准站是否正常工作：查看主机LED指示灯进行检查；查看电子手簿显示；查看基准站电台LED指示灯进行检查。

(2)配置流动站。首先设置流动站电台的接收频率与基准站电台的频率一致，在确保数据采集器与接收机连接情况下，设置坐标系统及差分数据格式，与基准站一致；然后如实设置天线高，合理设置卫星截止角度值，设置PDOP的超限限值。

(3)流动站碎部点的采集。在RTK测量数据采集时，应注意将接收机流动杆水平气泡扶正居中，确认采集存储的坐标数据时精度衰减因子GDOP越小越好(一般小于6)；且流动站不宜在隐蔽地、大面积水域或强电磁波干扰源附近进行测量；在存储测量数据的同时，要注明每一个测量数据的属性功能、类别及与其他数据的关联关系等。

2.4测量时注意事项在用RTK测量技术进行土地确权测量时，需要注意以下事项：

(1)当进行城市测量作业时，由于城市中的高大建筑物过于密集，这些建筑物会遮挡来自基站的高频信号，或者使信号在传输过程中严重衰减，使得数据的传输受阻。此时，流动站将不能很好地接受来自基准站的信号，使得RTK作业受阻[2]。

(2)在卫星信号接收较差时，造成测量值不易确定，甚至产生伪值。因此，要满足RTK的技术与准确性要求，一般要求信号强度达到5颗卫星以上才可能保证得到数据的准确性，有些不能很好接收卫星信号的地区有可能受到使用限制[3]。

(3)基准站置于已知点上且收集到准确的转换参数，可直接输入。基准站置于已知点上无转换参数且收集到3个以上参心坐标系的控制点成果时，可采用直接输入基准站坐标，流动站在控制点上采集地心坐标方式获取。坐标转换的残差应不大于2 cm。

3结论

使用RTK测量技术的优点很多，在土地权属测量方面除了观测时间短、全天候作业、操作方便等优点外，RTK技术测量范围半径在10 km以上，减少了传统测量作业中搬站和校正仪器的次数，大幅度地提高了测量的效率；由于基站与流动站之间的数据传输是依靠无线电信号进行，可以在较远和阻碍视线的地方进行测量，降低了作业环境的要求；且其是通过卫星测量定位技术原理消除误差传递积累的因素，其测量数据准确性、可靠性比较高。

将RTK技术应用土地确权测量中，能够完全满足土地确权测量精度测量要求，并且能够很好地解决采用其他测量手段难以解决的问题，不仅能够顺利快速完成工程项目进度，而且数据的高精度性为解决宗地间的矛盾纠纷提供了可靠的事实依据，且为数据的入库及后期维护提供了便利。

参考文献

[1] 韩兴辉，冯翠芹.全站仪测量农田规划地形图的探讨[J].安徽农业科学,2015(8)：279-281.

[2] 陈石留.浅谈GPS-RTK技术在城市测量中的应用[J].科技与企业，2014(16)：192.

[3] 杨立湖.RTK测量技术在工程测量中的应用思路研究[J].四川建材,2010(2):220-222.

[4] 宗山.GPS 技术在国土测绘中的应用分析[J].科技创新与应用，2014(35):298.

[5] 金国雄，刘大杰.GPS卫星定位技术的应用与数据处理[M].上海：同济大学出版社，2006.

中图分类号S 29

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)06-242-02

收稿日期2016-02-04

作者简介韩兴辉(1980- )，男，山东梁山人，助教，硕士，从事建筑与土木工程研究。