RTK技术在新田村土地开发项目中的应用.pdf

经纬天地Survey World2023年第3期No.320230引言工程复核测量作为博罗新田村土地开发整理补充耕地项目竣工验收的重点工作，是保障耕地占补平衡、土地资源可利用的政策手段。由于新田村土地开发整理项目所处地理位置比较偏僻，道路不畅、交通困难，传统的测量方法测量精度低、成本高，无法满足项目测量验收工作的需要。而RTK 技术因其测量时间短、精度高、定位准等特点，在土地测量、城乡测量、矿山测量等领域均得到了广泛应用。故本文将 RTK 技术应用到新田村的土地开发整理工程复核测量中进行探讨。1RTK技术的测量原理与优势1.1测量原理RTK 是 GPS 实时动态定位的简称1，其工作系统主要由 GPS 接收系统、数据传输系统以及软件解算系统构成，是由一种以 GPS 技术为基础逐渐发展而来的测量技术。在进行测量时，首先在多个已知点上搭建基准站并安装接收机，以便能够接收卫星信号；再将收集到的卫星信号进行修正后通过无线通信网实时发给用户；用户在接收到基准站发送过RTK 技术在新田村土地开发项目中的应用任文勇（广东振业工程咨询服务有限公司，广东 惠州 516003）摘要:以新田村土地开发整理补充耕地项目工程复核作为实际测量案例，由于该项目所处地理位置比较偏僻，道路不畅、交通困难，传统的测量方法易受各种因素影响，造成测量精度低、成本高，无法满足工程复核测量工作的需要。而RTK技术因其测量时间短、精度高、定位准等特点，将其应用到新田村土地开发整理补充耕地项目工程复核测量工作中，可以帮助工作人员在工程复核测量作业时，以最短的时间精准测量出控制点坐标，并实时掌握定位情况，以便全面获取耕地面积、质量以及项目完成情况，顺利完成土地开发整理工程复核测量工作。关键词:RTK技术；土地开发整理；工程复核测量中图分类号:P228文献标识码:A文章编号：2095-7319（2023）03-0032-04Application of RTK technology in the land development project in Xintian VillageREN Wenyong(Guangdong Zhenye Engineering Consulting Service Co.,Ltd.,Huizhou 516003,China)Abstract:Taking the engineering review of the land development and consolidation supplementary farmland project in XintianVillage as an actual measurement case,due to the remote geographical location of the project,poor roads and difficult transportation,traditional measurement methods are easily affected by various factors,causing low measurement accuracy and high cost,thereforethe needs for engineering review and measurement work can not be met.Because of its characteristics of short measurement time,high accuracy,and accurate positioning,to apply RTK technology to the engineering review and measurement work of the landdevelopment and consolidation supplementary farmland project in Xintian Village,can help staff accurately measure the coordinatesof control points in the shortest possible time during the engineering review and measurement work,and grasp the positioningsituation in real-time,so as to comprehensively obtain the area,quality,and project completion status of farmland,successfullycomplete the land development and consolidation project review and measurement work.Key words:RKT technology;land development and consolidation;engineering review and measurement收稿日期：2022-07-18作者简介：任文勇（1988），男，湖南衡阳人，本科，工程师，主要从事土地开发整理项目测绘工作。E-mail：326月来采集信号后，开始对这些信号进行求差解算，从而精确地定出基准站与流动站的空间相对位置。简单来说，RTK 技术就是通过实时解算，再进行数据处理，从而在较短的时间内获取高精度位置信息的一种测量技术。RTK 技术测量原理如图 1 所示。1.2RTK 测量技术的优势在土地测量工作中，传统的测量方法是在测量工作全部完成后才能计算出测量结果，而且其测量精度容易出现误差。在项目内业与外业中运用 RTK 技术能够使测量工作条件不再受限，便能轻松、快速获取到高精度定位。将 RTK 测量技术应用到新田村土地开发项目测量工作中，具有以下优势：（1）测量效率高在过去传统的测量作业模式中，放样作业一般采用全站仪的边角放样或经纬仪交会放样，其主要通过人为设计好点位并在实地中标出，然后来回移动目标，2 到 3 名工作人员相互协作才能完成，而且要求两点间通视必须保持良好。这种测量方法需要耗费大量的人力和时间，作业流程复杂繁琐，容易受到各种因素的影响无法连续作业；而采用 RTK 测量技术进行放样，作业人员只需在电子手簿中输入设计好的点位坐标，携带 GPS 接收机，根据提示走到放样点位置即可完成放样工作。在新田村土地开发项目测量工作中，测量面积为 0.034 km2的未利用地、荒坡地，若采用传统测量作业方式，需要 18.33 h 才能完成；若采用 RTK 技术，利用 RTK 设置多个基准站，只需 5 min 便能完成。相比之下，RTK 技术可以减少控制点和测量仪器搬运次数，缩短放样时间，每个放样点时间仅需 1 s2 s 便可完成作业。由此可见，在新田村土地开发测量中应用 RTK 技术，不仅能减轻外业作业人员的工作强度，同时，还能提高测量效率。（2）作业要求低传统的测量技术受测区地形、周边环境、地物、天气等因素的影响，其外业测量作业通视度低，这也使得传统测量作业条件要求比较高，导致作业人员在测量时中途需要停歇，无法一次性完成测量工作。而 RTK 测量技术对测量作业条件要求比较低，作业时能满足光学通视条件，便可不受限制、全天候快速进行测量作业。（3）定位精度高在定位测量作业中，由于传统的测量方法大多依靠人工现场操作，且均采用常规的 GPS 静态测量，这也使得测量结果受测量仪器、手段、条件的影响而产生误差，如测量人员手段不熟悉、测量仪器不够精准、测量过程中出现阴雨天等不良天气都会造成测量精度出现误差。RTK 测量技术具有操作简单，作业自动化、集成化程度高，可不受气候、时间限制全天候作业，定位精度高、没有误差积累、作业效率高等优势，将其应用到新田村土地开发项目测量作业中，只要满足基本工作条件即可。这样不仅避免传统全站仪因需要多次搬站所带来的误差积累问题，同时，在测量作业半径范围内，其平面精度和高程精度能达到厘米级，真正实现高精度定位作业2。2RTK技术在土地开发整理工程复核测量中应用本次测量以惠州市博罗县新田村土地开发整理补充耕地项目工程复核测量工作为例，分析了 RTK 测量技术在该项目工程复核测量中的具体应用。2.1测区概况新田村土地开发整理项目属于补充耕地项目，位于博罗县杨村镇新田村，距离博罗县 51 km，离杨村镇大约 8 km，地理位置相对较远。该项目建设规模约 0.034 km2，测量面积较小。测区用地大多为未利用地、荒坡地，存在一定高低差距。部分荒坡种有树木、杂草以及杂物等，需要进行清理后方能采用 RTK 技术进行测量。本次工程复核测量的重点是核实当前土地利用现状是否与项目竣工验收范围一致、竣工面积是否达到规定标准，为项目验收审核工作提供具体的工程复核数据。2.2RTK 技术作业方法2.2.1测量前期的准备工作（1）收集相关资料本项目在运用 RTK 测量技术对新田村地块进行复核时，需要充分做好前期的准备工作。首先要收集新田村验收图与复核地块利用现状图等相关资料，以便能够作为后期复核测量参考依据；其次要熟悉 RTK 实时动态测量系统，熟悉软件的应用以及熟练掌握系统操作流程，以确保复核测量的准确性。（2）工作安排结合工程复核测量实际情况配齐相应的工作人员与仪器，本次仪器操作员 1 名，数据记录员 1 名，导航员 1 名。相关工作人员均需要经过专业技术知识培训，才能熟悉 RTK技术的工作原理，并懂得设置 RTK 技术相关仪器的精度，熟练操作测量仪器以及做好仪器测量前的检查工作。（3）选取基准站位置为了提高卫星信号接收质量，减少多路径效应的影响，在选择基准站位置时，应选择远离各种强电磁干扰源、大面积水域、高山、大型建筑物等位置，以免无线电传播、基准站电台天线和流动站天线之间信号的传输受到影响。为此，根据测区地形情况，本项目基准站的位置选择在距离控制点校图 1RTK 技术测量原理图任文勇：RTK 技术在新田村土地开发项目中的应用33经纬天地Survey World2023年第3期No.32023正范围内、地理位置高、周边无遮挡、无水库池塘、无高压电线、视野开阔的位置。（4）架设基准站在新田村基准站站点位置确定后，开始架设基准站和移动站。基准站的架设流程具体如下：1）将三脚架放置在选定的位置上，三脚架之间需要保持 3 m 距离；2）平整基座，并用测高片将基准站接收机固定，然后打开基准站接收机；3）将电台挂在三脚架上，并开始安装发射天线，如图 2所示。4）连接上主机五芯数据传输线与电台数据传输线。安装完毕后启动设备，通过手簿的蓝牙连接设备并设置参数。通常通过手簿蓝牙连接基准站，可以设置启动参数。为了确定基准站启动成功，还需要查看电台数据链灯是否规律闪烁，若有则表明电台发射成功。（5）设置移动站设置移动站主要是为了设定移动站的测量参数，其主要包括移动站数据链等参数。为了可以更好地完成测量任务，首先在对中杆上安装移动站主机及接收天线，并将接收天线和手簿固定在对中杆上；然后启动移动站主机电源，在手簿上打开 Landstar 7 软件，在配置页面选择连接 RTK 设备，再使用 Wi-Fi 和蓝牙连接移动站，如图 3 所示，并选择“移动站设置”，待跳转至下一个页面时选择“差分数据链”，将其设置为“内置电台”，点击“数据链设置”页面选择对应电台通道及对应协议，根据页面提示输入新田村测量资料后选择界面右下角的“保存并应用”，便可完成移动站设置。2.2.2外业数据采集在开展外业数据采集作业时，可根据测区控制点的平面坐标和高程来采集测区的地形地物信息。但考虑到新田村测量区域处于偏僻地区，若采用传统的测量方法，其数据采集会非常繁琐。为了能够快速、精准地采集到新田村复垦地块相关信息，还需利用 RTK 技术对新田村进行外业测量，如对拟复垦中所涉及的地块和界线范围进行一一测量与数据采集，以确保该工程项目竣工范围与实地一致。竣工图上的标识工程实地都有，工程位置在竣工图上标识准确。本次测量是在已有的控制点上进行，根据实测结果得出比例尺为1 2000（采用 2000 国家大地坐标系，1985 国家高程基准）3。而外业数据采集工作又分为连续性进行测量和对特征点进行测量等两个方面进行，如在对新田村测量区域内的地物、地貌形态可采用特征点进行测量，对测区内沟渠、道路以及地界等要素进行测量时，则采用连续性测量方式进行采集；对测量区域内的地物坐标，则采取非连续性测量方法进行采集。一般外业数据采集需要使用相关绘图软件绘制好草图，且每采集一个地物坐标均需耗时 2 s3 s，并对采集过的界址点做好标记。不同地物可以使用不同字母进行编号，以便后期编辑图形时能够连线；然后根据所采集到的实时三维坐标数据，利用 RTK 技术对一些坡度比较大的地块进行采样与计算，以便能够计算出其具体的坡度值，并将数值低于 25o的地块计入新增耕地面积，而对于数值高于 25o的地块则认定为不达标地块，并将不合格地块标出。在完成数据采集后，工作人员可以将 RTK 测量技术与相关测量软件进行结合，将外业每天收集到数据输送到计算机，并在移动站接收手簿上建立文件，用来储存每天收集到的数据，并备注清楚文件名称，以一定的格式将其保存在固定的存储设备之中。在此阶段中需要特别注意，计算机和数据测量仪器的连接不能出现中断，以确保新田村测量数据传输顺利，避免出现连接中断而造成数据丢失的现象发生。当采集到的数据传到计算机后，作业人员便可以对图形进行编辑处理，以方便后期内业数据的检核处理工作。在对图像进行编辑处理时，大多是以草图信息为特征依据进行编辑、修改，便可完成工作底图工作。新田村测量底图如图 4 所示。2.2.3内业绘图与输出图 3移动站设置流程图1天线；2电台天线连接座；3电台天线加长杆；4铝盘；5脚架；6电台；7电源线+数传线=电台数传一体线；8蓄电池；9主机；1030 cm 加长杆图 2基站外挂电台架设图346月图 4新田村测量底图在完成新田村土地开发整理项目的外业测量作业后，作业人员还需对外业完成的工作底图进行内业编辑、绘制。一般会使用 AutoCAD 软件来编辑图形，使其形成复核图。在绘制复核图的过程中，需要按照实测比例尺和布局将外业数据展点。通过 AutoCAD 软件进行编辑处理后会产生大量的数据点，对照新田村外业测量时记录的点和编号，将测区内的沟渠、道路以及地界等进行实地连线，从而生成最终的工程复核图。依据相关规范要求，还需要将绘制好的复核图输出，并在实测图的固定位置上标明名称、编号以及外形轮廓和规模，实测点所在的具体坐标信息等。对于一些特殊的指令和标识符，还需要标清楚其所要表达的内容。同时，还要对复核图内的各地类面积进行计算，一般可采用已经测到的界址点坐标进行计算，并制作相关表格标注于复核图上，为新田村土地开发整理项目验收提供强有力的决策依据。新田村界线复核图如图 5 所示。3结语通过对博罗县新田村实例分析发现，将 RKT 技术应用于该工程地块复核中，可以省去复杂繁琐的测量流程，使作业人员在进行外业测量时可以连续作业完成全部测图，提升外业测量效率。同时，在内业处理中采用 RTK 技术，能够查清土地开发整理项目所涉及地块的数量、质量是否与竣工图一致，提高土地开发整理项目的测量精度。由此可见，在新田村土地开发整理项目验收工作中应用 RTK 技术能够满足获取数据的需求，不仅大大降低测绘人员的劳动强度，还提高复核数据的精度与准确性，为土地开发整理项目验收顺利完成提供精准的数据支持。参考文献：1韩兴辉,冯翠芹.GPS-RTK技术在土地确权测量中的应用J.安徽农业科学,2016(6):242-243,247.2柴莹莹.浅析测绘新技术在地质工程测量中的应用J.中国金属通报,2022(3):84-86.3商红波,杨秀德.一种基于作业流的农经权多源数据质量检查方法J.北京测绘,2019(2):216-221.图 5新田村界线复核图监测结果中，深基坑地表沉降最大达到 17 mm，桩顶位移向基坑外侧位移量最大为 18 mm，向基坑内侧位移量最大为 15mm，桩顶位移变化较为频繁；桩体水平位移量最高为 3.2 mm。随着施工进度的推进，最大位移量的桩体位置呈下降趋势；3道支撑轴力的最大值分别为 300 kN、120 kN 和 160 kN。可以看出，支护结构在施工初期变形明显，随着施工进程的推进，支护结构逐渐稳定。在施工过程中，由于天气和周围环境等因素变化，导致支护结构变形频率较高，因此在深基坑的支护结构变形中，需要提高对突发事件因素的重视度，实现安全作业。参考文献：1王峰,高月新,周勋,等.砂卵石地层深基坑围护结构变形监测与模拟J.科技通报,2020(2):74-79.2俞晓,宋雷.空间效应下不规则深基坑的支护体系变形分析J.武汉科技大学学报,2020(5):384-389.3李篷,王红梅,王若锋,等.基于优化的BP神经网络算法的深基坑沉降预测J.经纬天地,2020(3):101-104.（上接第23页）任文勇：RTK 技术在新田村土地开发项目中的应用35