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GPS-RTK在土地调查工作中的应用
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GPS-RTK在土地调查工作中的应用
摘 要：RTK( Real Time Kinematic, 实时动态)技术是在GPS基础上发展起来的, 能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位坐标, 并在一定的范围内达到厘米精度的一种新的GPS定位测量方式, GPS 技术在土地利用更新调查中有着广阔的应用前景。
关 键 字：GPS-RTK 地籍测量 定位精度 土地调查
引 言：全国土地调查作为一项重大的国情国力调查是按照土地调查技术规程，充分利用现有土地调查成果，运用航天航空遥感、地理信息系统、全球卫星定位和数据库及网络通讯等先进技术方法，采用内外业相结合的调查形式，形成集信息获取、处理、存储、传输、分析和应用服务于一体的土地调查技术流程。通过对调查成果实行信息化、网络化管理，以满足经济社会发展及国土资源管理的需要。
GPS ( Global Positioning System,全球定位系统)是美国于1994年全面建成, 具有全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，为权属界址点实地测量、新增图斑和现状地物坐标补测、GIS的数据库管理、网络化成果存储管理以及相关单位部门获取空间信息提供了全新的手段[2]，实现了坐标权属调查土地的地类、位置、范围和面积等利用状况；准确地查清了国有土地使用权和集体土地所有权状况，提高了外业调查的精度和进度，GPS技术在土地利用更新调查中有着广阔的应用前景。
一、土地调查的主要任务目的与工作方法
农村土地调查的主要任务是全面、准确地掌握每块土地的类别、面积、位置及利用等真实情况，采用最新正射影像图等基础图件作为工作底图，以土地权属、土地利用现状为主要调查内容，采用国家统一的土地分类标准，以信息技术和空间技术为主要应用手段进行。其目的是为了实现土地资源信息的社会化服务、满足经济社会发展、土地宏观调控及国土资源管理的需要；同时，为新一轮的土地利用总体规划修编工作提供基础资料。
土地调查的流程及方法包括：数据准备、影像判读、外业调查、外业检查、内业数据处理、数据检查、数据入库。如图：

1.1 数据准备
主要包括工作底图、土地权属界线图、县土地边界结合图表、一次详查权属资料、变更调查野外记录表。工作底图为利用接收国家或省厅提供的DOM 正射影像数据, 通过MAPGIS 影像转换功能转换为带有坐标信息的MSI格式的数据, 叠加权属界线后输出标准分幅大小的图纸。土地权属界线由一次详查成果, 经转换后得到。一次详查权属资料包括权属界线协议书、有关权属关系调整的文件资料、土地权属争议原由书等。
1.2 外业调查
调查内容主要包括权属调查和地类调查。在进行实地调查之前，可以先对外业调查底图进行判读，为调查制定路线、明确重点。权属调查是对集体土地所有权，以及公路、铁路、河流和国营农、林、牧、渔场、企事业单位等用地权属状况的调查。地类调查是对每块土地的地类、位置、范围等分布和利用状况的调查。地类调查包括线状地物调查、图斑调查、零星地物调查、新增地物补测、调查底图标绘及手簿填写。地类调查要求:充分利用已有土地调查成果；外业调查时应实地逐图斑调查；权属界线应认定合法、位置准确、表示规范；图、数、实地三者应一致，保证外业调查成果的真实性和可靠性。外业调查进行中和结束后, 要对调查成果进行多次检查, 发现错误及时改正[1]。
二、GPS RTK技术在地籍测量中的应用
GPS-RTK 技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统，应用RTK 技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据及已知数据实时传输给流动站，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗卫星后，即可实时地求解出厘米级的流动站动态位置。该技术已广泛用于地籍测量，能实时测定界址点并能达到厘米级精度。将GPS测得的数据处理后直接录入GIS系统，可及时地获得精确的地籍图[2]。
2.1 GPS静态相对定位
GPS静态相对定位测量时，无需点间通视, 就能高精度地进行测定，还可以高精度快速地测定各等级控制点的坐标，不受常规的多个技术条件限制。同时，随着RTK技术的出现，地籍控制测量应用RTK技术可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标，甚至可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点, 便能实时测定有关界址点及一些地物点的位置，并能达到要求的厘米级精度。
2.2 GPS-RTK技术在地籍细部测量中的应用
地籍细部测量是测定每宗土地的权属、界址点、线、位置、形状、数量等基本情况，测绘1：500或1：1000的地籍图。地籍界址点一般点数多，分布密集，精度要求不高。采用RTK技术，一人在基准站架好仪器，另一人背着仪器到每个碎部点立杆停留几秒就可测得该点的三维坐标。整个过程速度快，操作简单，大大提高了工作效率。与全站仪相比，速度快，精度高[3]。
2.3 GPS 技术在土地利用变更调查和监测中的应用
RTK 新技术进行动态监测，可提高检测的速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。[4]
三、GPS RTK 技术在测量中的优缺点
3.1 随时随地工作，数据采集时间短：GPS不论是在什么环境、什么地点，只要程序没有问题，就可以持续不断的工作。而且GPS对数据的抓怕定位和反馈的速度也很惊人，在20千米以内的静态定位，只需要16～20分钟，而对于数据的反馈只需要几秒钟而已。
3.2 定位精度高：GPS具有定位精度高、数据可靠安全的优点，如海达的V8(1+2)，徕卡全站仪(TC305)等，如单击定位的定位精度大于10米，平面和高程定位精度的等级要达到厘米级[5]。
3.3 功能齐全但操作方便，应用范围广：GPS操作靠的自动化集成技术，无需人工操作的参与，在一定程度上减少了由于人为因素造成的测量误差等[2]。GPS系统是集合了测绘功能、数据处理功能、数据采集功能、以及高度集成自动化的的控制系统，操作方便，也保证了测量的精度问题。
3.4 传统测绘方法的弊端
传统的野外监测采用的是简易补测法或平板仪补测法。近代采用的遥感手段在土地利用现状监测中，受限于成像条件和地形环境，目前还不能全面及时地反映动态的变化，特别在微观监测方面仍多采用传统技术方法。简易补测法只适用于小范围变更且变更地物周围有明显地物点的情况[5]。传统的监测方法是采用平板仪补测。平板仪补测法速度慢、效率低，并且实施过程中易受主观因素干扰，使精度不能保持稳定，影响监测质量。
3.5 保证精度的措施
（1）由于基准站和移动站是通过电台进行通讯，那么对于基准站的摆放位置就应有严格要求。准站应选择在地势开阔或高层建筑物的楼顶上，周围没有无线电干扰源，以便GPS接收机能接收到尽可能多的卫星信号并将信号传送给流动站。
（2）应调高电台的使用功率，一般都设到最大20W，这样可以增加RTK的作业半径。[3]
（3）每次测量前，都要到一定数量的已知点或重复点作为检核,校核差应小±5cm。
（4）观测加密点时应放置快速对中杆，以保证观测时天线盘固定，每一点的观测时间不得少于2min，观测次数不得少于5次。[6]
（5）选择点位时应满足GPS观测要求，安排观测时间时应排除点位几何图形强度因子（PDOP）值大的时间段（可以通过卫星预报的信息来查看），经分析出现粗差的时候往往是PDOP值较大的时间段。[7]
四、 结尾总结
GPS 技术在地籍测量中的作用是不可轻视的，并且还有具有很大的发展前景。
（1）GPS 技术有着极高的精度，作业不受环境和距离限制，对于特殊地形开展地籍测量，如公路、铁路地籍测量等都很方便。

（2）GPS 技术能够快速、方便地得到地籍控制点的三维坐标。
（3）GPS-RTK 技术更能快速、高效率地完成界址点测量任务，并实现界址点的放样。[5]
（4）GPS 在进行地籍测量中也存在一定的局限性，主要是信号受干扰问题，因此，在主要采用GPS 技术的同时用全站仪测量解决部分信号干扰的问题，将会更好地提高工作效率。
参 考 文 献

［1］严小平.GPS RTK在城镇地籍测量中的应用分析[J].城市勘测，2003，（3）：44-47
［2］宋秉红，杨明光.RTK技术在城市测量中的应用[J].测绘通报，2005，(2)
［3］乔仰文,赵长胜,谢宏全,徐爱功.GPS卫星定位原理及其在测绘中的应用［M].北京：教育科学出版社，2000：107
[4] 詹长根.地籍测量学[M].武汉:武汉大学出版社.2001
[5] 陈晓梅,刘颖.GPS 技术在土地测绘中的应用[J].科技信息，2007，(30)
[6] 王新立.GPS技术在土地勘测定界中的应用[J].河南测绘, 2006,(2) : 17-181.
[7] 吴庆华.GPS 技术及其在地籍测量中的应用[J].建筑科学，2009，（30）：61
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