浅谈GPS-RTK技术在不动产测绘中的应用

2021-01-22

四川水泥 2021年5期

（南阳市城乡规划测绘院，河南南阳 473000）

自2013年11月20日国务院常务会议决定整合不动产登记职责、建立不动产统一登记制度。并与2015年颁布了《不动产登记暂时条例》，再结合《物权法》等不动产相关法律法规，为我国不动产测绘工作的规范化管理提供了法律依据。自2015年颁布《不动产登记暂时条例》以来，全国各地区都在有序开展不动产登记试点工作。不动产测绘工作是对不动产登记的实现起到了重要的支撑作用。不动产权籍的基础测量工作是不动产管理最核心的内容，其他各项的管理都要以权属管理为依托，是不动产登记工作中不可分割的一部分，是权属管理的依据和基础。没有高质量的不动产测量成果，就无法满足相关规范的技术要求，同时也不利于城乡一体化建设的实现。随着社会的快速发展，各种土地纠纷问题层出不穷，在农村宅基地确权、农村土地承包经营权调查等国家基础调查工作开展的过程中，准确的测绘成果为解决纠纷提供了依据。不动产权籍测量是常规的测绘技术与不动产管理业务相结合的专业测绘工作。进行不动产权籍测量时，注意不动产权籍测量特点、原则和权籍测量的法律效力。无论是界址测量还是地籍要素测量都要满足精度要求。所以，选择科学性、合理性、现代化的不动产权籍测量方法，不仅是提高不动产权籍调查工作效率，而且是保护农民切身利益的有效保障[1]。

随着科学技术的不断进步，测绘技术与其他先进技术相结合，为不动产测量工作提供了丰富的解决方案。现阶段常用的不动产测绘方法有：全野外数字化测量方法和GPS-RTK 测量方法。近几年，无人机倾斜摄影测量和三维激光雷达技术也开始应用于不动产权籍测量中。在近几年的不动产测绘中，GPS-RTK 技术得到了广泛的应用，为不动产管理提供了准确的数据信息。

1 GPS-RTK 介绍

GPS 技术是现代测绘技术体系中应用最为广泛的技术之一，它通过部署在太空中的卫星星座，实时的以导航电文形式发射三维坐标、时间、速度等信息，用户使用终端设备，完成位置、距离的测量工作，并利用后方交会法的原理，计算出设定点的三维坐标和速度。它具有用途广、全天候、高精度、高时效性、自动化程度高的特点。RTK 测量技术是以载波相位测量为根据的实施差分GPS 测量技术，是GPS 测量技术发展中的一个突破。其他的GPS作业模式观测数据需在测后处理，不仅无法实时地给出观测站的定位结果，而且也无法对基准站和用户观测数据的质量进行实时地检核；而实时动态GPS 测量是在基准站上安置一台GPS 接收机，对所有可见的GPS 卫星进行连续观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户移动站上，GPS 接收机在接收GPS 卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度，这种精度可以达到厘米级。GPS-RTK 技术为测量工作的可靠性和高效率提供了保障，在不动产测量登记中得到广泛的应用，对GPS 测量技术的发展和普及具有重要的现实意义。

2 GPS-RTK 优势

GPS-RTK 测量是一种全天候作业、定位速度快、定位精度高的测量方法。GPS-RTK 测量技术的广泛应用是对传统测量手段的重大突破，在进行不动产测量项目时，相对于传统的全野外数字化测量方法而言不仅能够弥补传统测量方法的不足，还能够在测绘数据精度和准确度上有较大的提高。利用GPS-RTK 测量方法，进行不动产测绘具有更强的优势：

2.1 工作效率高。与传统全站仪测量作业方法相比较，GPS-RTK 技术数据采集速度快，不受天气、地形、时间等外部因素的限制，能够在短时间内快速获取大量碎部点的准确坐标数据。在一般的电磁环境下，正常的外业作业，移动站初始化观测1-5 分钟后，就可以实现随时定位，每一站的观测时间仅需要几秒。农村不动产测绘项目中，在满足数据精度要求的前提下，建立基线长度长、能够覆盖较大范围的控制网，这样能减少人力、物力、财力的投入，提高测绘外业的作业效率[2]。同时，使用GPS-RTK 进行外业作业时，减少了搬站、定后视等传统测绘手段的步骤，提高了工作效率，减轻了工作人员的负担。另外，GPS-RTK 测量具有全天候观测特点，不受天气和时间的影响，能够使时间的利用达到最大化。

2.2 操作简便、自动化程度高。使用GPS-RTK 测量的外业没有太大的技术难度，作业范围明确、作业方法固定、作业流程简便。GPS-RTK 技术在首级控制测量、图根控制测量、地籍图测绘和界址测量中都广泛应用。随着现代测绘科学技术与其他先进技术的不断融合，仪器的操作越来越简化，其使用范围也随之扩展开来。移动站所配置的外业手薄，自动化程度和软硬件的集成度都比较高，内置与手机一样的操作系统使用起来更方便快捷，内置的专业软件可以实现卫星捕获、跟踪观测、碎部点坐标的自动解算、记录等，能够避免人为记录数据时可能导致的误差，减少外业人员的工作量和专业要求，不需要太多的人为干涉，同时也保证了数据的准确度。同时，移动站手薄记录的每一个碎部点都是相对独立的，在满足精度的条件下，最大程度的减少了测量误差的传递和积累。

2.3 定位精确度高。根据GPS-RTK 定位技术的测量原理和误差来源分析，以及相应实际工程应用，GPS-RTK 定位技术的应用提高了定位精度。在外业作业时，小于50km 的基线上定位精度可以达到1*10-6～2*10-6m，当扩大到100～500km 的基线时，定位精度可以达到10-6～10-7m，1000km 基线长度定位精度可以达到10-8m[3]，随着观测技术和数据处理方法的改善，较传统测距仪器测得的数据精度有显著提高。

3 GPS-RTK 测量操作要点

3.1 基准站设置

GPS-RTK 系统在地面上主要由基准站和移动站两部分构成。在实际外业操作过程中，由于卫星位于几千公里外的高空中，要想保证定位精确并且数据传输流畅，必须要保证基准站架设位置视野开阔，在测区内位置相对较高，基站200m 范围内不能有较强的电磁干扰，没有大树、建筑物等阻碍视线的障碍物[4]。只有这样，才能保证有稳定可靠的星地数据链传输系统，外业工作过程中保证高质量的数据传输，保证移动站的作业范围，从而提高工作效率。基准站的设置是完成测量任务最为关键的部分，直接关系到测绘成果是否合格。

3.2 移动站校正坐标转换参数

坐标转换参数计算是GPS-RTK 外业测量最重要的环节，直接决定着测量成果正确与否。GPS 的卫星星座采用的是全球大地坐标系WGS-84，而每个国家使用的是跟自己国家地形最符合的参心坐标系，各个测区又由于经纬度不同，而坐标系统也有所差异，因此需要在不同坐标系之间建立四参数或者七参数的转换体系。一般情况下，通过已知点进行坐标转换参数解算，GPS-RTK 系统可以在软件系统中自动完成计算，解算误差也是RTK 测量过程中主要的误差来源之一，因此在实际作业过程中应注意起算点精度，特别注意应当采用一定的方法来检验起算点的相对精度。

4 应用

GPS-RTK 技术应用范围的迅速拓展，为个行业测绘工作带来较大的变化，准确的数据、简单的使用方法等得到各行业的认可。

4.1 房产平面控制测量中的应用

为了给房屋平面测量提供一个准确的空间参考系统和定位基准，遵循测量先控制后碎部的基本原则，建立房屋平面控制网。平面控制网的建设是房屋测量的前期基础性工作。GPS-RTK 技术是GPS 定位技术发展的最新技术，它是基于电磁波载波相位测量的实时差分测量技术，定位精度可以达到厘米级，完全能够满足房屋平面控制网建设的精度要求，其界址点坐标对邻近图根点中误差、界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差均小于10 厘米。移动站通过接收卫星信息和基准站信息，能够自动完成解码、计算出定位数据，避免了常规静态GPS 测量数据后期解算的时间成本，缩短了房屋平面控制网的布设时间，简化了平面控制测量的工作程序[5]。

4.2 地籍图和房地产图测绘中的应用

将GPS-RTK 技术应用于在地籍和房地产测量中，该技术主要用于土地或者房屋的碎部点测绘，可以达到厘米级的精确度，完全满足该行业的测绘需求，使用专业的数据数理软件例如：CASS，可以快速得到所要的地籍平面图或者房产图，进而计算土地或者房屋的面积。在利用RTK 技术进行土地的权属界址点测量时，最少只需要一位外业人员利用仪器，在电子手薄中输入地类特征编码，及时记录界址点或者地物点的信息，保证工作区域内每一个界址点或者地物点的精度，通过专业绘图软件，即可完成相应的测量工作。与传统测量方法相比较，使用GPS-RTK 进行外业测量，界址点之间无需通视、效率高、方式灵活。总而言之，不动产登记测量中GPS-RTK 技术的应用，具有较大的优势，不仅实用性强，而且可靠性高、损耗低，同时，能够将项目所在地的多种信息全面地测绘出来，提高测绘结果的准确性和科学性。

5 案例

本文以南阳市某区域为典型案例，该区域平原、丘陵各占一半面积，丘陵上有果园、林地分布，平原地貌以耕地为主。针对该工作区域的特点，我们采用GPS-RTK 来进行测量，为保证测量作业精度和科学，部分区域用全站仪配合、复核。

5.1 确定坐标系和中央经线。选择CGCS2000 高斯投影和中央子午线投影作为参考坐标系进行科学测量与分析。

5.2 控制网布设。首先，按照所选择的CGCS2000 高斯投影和中央子午线投影作为参考坐标系，根据国家相关技术标准进行参数设置。其次，分析收集到的测区相关资料，通过已有的控制点，对工作区内的实际坐标、高程进行联测，由电子手薄自动解算当前测区的转换参数，完成WGS-84 坐标系到CGCS2000 投影坐标系的转换。最后，为了确保数据的精度和准确度，需要保证有一定的重复站点，并完成多次测量观测，从而降低测量过程中可能因人为因素产生的误差。

（3）技术要点。依据测量的相关技术规范和项目技术设计书，对已有明确界址点的位置，应及时测量，以免漏测或者丢失。使用GPS-RTK 完成界址点的测量。但是对于树下、墙角等障碍物较多的界址点，电子手薄无法显示固定解的区域，必须使用全站仪来配合完成测量作业。个别无法施测的界址点，可以采用钢尺量距，在内业计算时反算求得坐标值。在测区作业中，使用GPS-RTK 和全站仪配合，最终完成该区域的测绘作业，大大降低了工作强度，提高了测绘成果的质量。