GPS实时动态技术在土地测量中的应用

2018-08-04陈浩王沁

资源导刊(信息化测绘) 2018年7期

陈浩王沁

（浙江省国土勘测规划有限公司，浙江杭州 310000）

土地管理工作离不开土地测量。土地测量包括地形测量、土地利用状况测量、地籍测量等。实际测量中会面临各种复杂的土地环境，如地形复杂、有建筑物遮挡等，为测量工作带来了较大困难。因此土地测量工作对测量技术要求较高。与常规测量技术相比，GPS实时动态技术能够准确、高效地收集土地数据，在土地测量工作中有着很高的应用价值。

1 GPS实时动态测量系统的组成与优势

GPS实时动态测量系统主要由三部分组成，即卫星信号接收系统、数据传输系统与软件解算系统，三个系统共同协作以开展土地测量工作。

卫星信号接收系统，是利用2台以上安装在流动站和基准站中的GPS接收机来接收并处理卫星信号。GPS接收机分为单频和双频两类，单频接收机在运行时要对整周模糊度初始化，定位时间过长。具体测量中，卫星信号会不断变化，在传播中会发生延迟现象，影响卫星定位的精确度。相比之下，双频接收机稳定性更强，定位更加精准。因此，当基准站服务多个用户时，需要利用双频GPS接收机，来保证流动站与基准站之间的采样率相同。

数据传输系统，通过数据传输的形式将基准站、流动站连接起来。要想确保数据传输的精准和实时，数据传输系统需要有较大的传输频率和功率范围。通常情况下，数据传输系统的传输频率要在10000Hz以上，才能保障土地测量数据的准确性，避免信号出现失锁状况[1]。

利用GPS实时动态技术开展土地测量，是基于载波相位技术进行动态定位，若想保障定位测量的可靠性，就需要确定载波相位初始整周未知数，实现接收机连续跟踪卫星。一旦出现失锁就要重新初始化。因此，软件解算系统是动态定位测量的关键，可保证动态测量结果的实时性与准确性。

与传统测量方法相比，GPS实时动态测量系统操作便捷，易于使用，对测量技术人员的专业水平和操作能力要求不高，仪器的安装及运输也较为便捷；定位精度高，能对测量数据进行统计分析，并对处理后的数据进行高效传输；安全度高，避免外界不利因素的影响，即使测量现场没有设置控制点或控制点受到破坏时，也能利用该技术快速完成测量；测量效率高，成本低，且测站间的区域无需通视，只需少量的人力配置即能完成大范围的测量作业。

2 GPS实时动态技术在土地测量中的应用

利用GPS实时动态技术开展土地测量时，测量人员要合理分配测量任务，切实掌握测绘区域的地形地貌和植被覆盖情况，根据测量要求科学制定测量流程；要熟练掌握测量仪器的用法，明确GPS接收机的操作步骤及技术原理，熟练应用系统数据处理软件，了解差分软件的使用流程；要根据测量现场的实际状况组建测量队伍，队伍最少需要3个人，包括1个导航员、1个记录员和1个仪器操作员。

2.1 在地籍细部测量中的应用

地籍细部测量是地籍测量的核心，是在地籍控制测量的基础上测量土地的权属界线、位置、形状及地类界线等，并计算面积，绘制地籍图、宗地图。利用GPS实时动态技术开展地籍细部测量时，要详细记录测量区域的土地形状、土地权属等信息，为后续的地籍权责分配提供保障；要遵循土地测量的相关规定，城镇街坊外围界址点与街坊内明显界址点间的距离不能超过10厘米，城镇街坊内隐藏界址点与村庄内部界址点间的距离误差不能超过15厘米；要将GPS实时动态技术与解析交会法、图解交会法相结合，提高地籍细部测量数据的准确度和测量作业效率。

2.2 合理选择测量点位

土地测量的测量点位要选择在开阔地带，周边不能有干扰物，要避开电磁辐射源，如大功率无线电发射源、高压线或信号塔等，以免电磁干扰GPS信号，影响测量数据的精准性；要避开高大建筑物，因为无线电信号在高层建筑群中会经过反射形成多路径效应，给测量工作带来一定程度上的干扰。

2.3 土地测量控制网加密

利用GPS实时动态技术开展地籍测量时，要结合测区实际情况，合理布设测量控制点。通常来说，测量人员要充分考虑GPS数据、土地详查数据的精确性以及差分计算要求等因素，在GPS数据叠加配准过程中转换坐标，在测绘区域布设一定数量的测绘控制点[2]。但是，某些工程也可以不设置控制点，比如在单机绝对定位时，系统中已包含点位实际数据，不需要再布设新的控制点。

3 实例分析

3.1 项目概况

某测区的原点为城市中心，以原点为基准向四周延伸，测区总面积约30平方公里，设置有6个GPS-D级控制点、1个二等三角点，各点位数据完整、真实、有效，满足土地测量需要。

该测区的组织结构主要包括自然行政村、产矿区及街坊。作业前，要仔细查阅测区的地籍资料，将1∶500的地籍图当作测量用图，以便对界址点的地理位置进行对照；结合RTK和全站仪，进行分组测量。开展RTK测量时，使用3台GPS接收机，采用1+2作业模式，即基准站设置1名作业员，实时观察基准站的工作状态，移动站设置2名作业员，分别负责寻找界址点、界址点的RTK测量；全站仪测量时，可组建3人工作小组，分别负责画草图、操作仪器与布置棱镜[3]。

3.2 RTK定位技术的精度试验

考虑到测区面积较小，仅设置1个基准站即可，并在地势较高位置布设GPS-D级控制点。采用1+1的方式来配置RTK接收机，即1台参考站与1台流动站，选取1个GPS RTK测量点，架设RTK基准站，流动站与基准站间的距离控制在5公里内。在测区共测量了25个原城市宗地权属界址点，然后将全站仪测量结果和RTK测量结果进行比较，计算平面最弱点误差。其中6个界址点的对比结果如表1所示。

表1 RTK与全站仪测量结果对比

计算结果显示，平面最弱点误差为±15mm。试验表明，全站仪测量与RTK测量的平面精度相差不多，GPS RTK测量的界址点位精度能够达到厘米级，且各点位之间没有误差累积。

3.3 界址点坐标测量

以RTK测量的25个界址点为框架网点，分别架设GPS基准站，由2台GPS RTK接收机来实施对流动站的测量。GPS RTK电台功率为4W，省电效果非常好，且中途不需更换电池和人工值守。流动站在进行首次测量时，对1个已知点进行RTK测量，并将该已知点的实际数据与测量结果进行对比，以验证RTK系统运行是否正常、基准站输入坐标是否正确。最后将处理后的GPS测量数据存储到计算机，获得界址点图形信息，制作相应的宗地图、地籍图等。