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農(nóng)村集體土地使用權(quán)測繪應(yīng)用RTK技術(shù)

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農(nóng)村集體土地使用權(quán)測繪應(yīng)用RTK技術(shù)

0引言

農(nóng)村地籍測繪是厘清農(nóng)村土地權(quán)屬和開展土地發(fā)證工作時必須進行的一項測繪工作。以往,由于在農(nóng)村土地測繪中,對測繪技術(shù)的執(zhí)行不規(guī)范,造成測繪數(shù)據(jù)不準確,加之隨著農(nóng)村土地使用時間的推移,地界逐漸變得模糊,在沒有一套準確的地籍測繪數(shù)據(jù)作為參考的條件下,居民在土地發(fā)證和土地使用權(quán)的問題上經(jīng)常出現(xiàn)矛盾。最近進行的農(nóng)村集體土地使用權(quán)測繪中,RTK發(fā)揮著主力軍的作用。本文將運用RTK技術(shù)對河北省香河縣村鎮(zhèn)土地進行測繪,旨在通過規(guī)范、精確的地籍測量為厘清農(nóng)村土地權(quán)屬和土地發(fā)證工作提供可靠的參考依據(jù),從而減少地籍統(tǒng)計過程中的矛盾沖突,確保地籍統(tǒng)計工作順利實施。

1RTK的基本原理

RTK又稱載波相位差分技術(shù),是在兩臺靜態(tài)型測量儀器間加上一套無線電數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(又稱數(shù)據(jù)鏈),將相對獨立的GPS信號接收系統(tǒng)連成一個有機整體?;鶞收景呀邮盏降男l(wèi)星信息(包括偽距和載波相位觀測值)和基準站的一些信息(基準站坐標,天線高等)都通過通訊系統(tǒng)送到流動站,流動站同時接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)和基準站傳送的衛(wèi)星數(shù)據(jù)后,把基準站信息傳到控制器內(nèi),將基準站的觀測信號與本身接收到的信號進行差分處理,就可求得兩站間的基線值,同時輸入相應(yīng)的坐標,轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù),就可求得實用的未知點坐標。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和流程如圖1所示。RTK的關(guān)鍵技術(shù)是快速求解整周模糊度和數(shù)據(jù)傳輸,這里就不多談了,在實際工作中要保持衛(wèi)星信號不失鎖,使用盡可能高的波特率,如9600bps。

2RTK的應(yīng)用優(yōu)勢

①提高了測繪精度:rtk測量不存在象全站儀測繪一樣的誤差累積,每個測點的精度都是不相關(guān)的,這就提高了測繪精度。②控制點之間不需要通視:RTK測量是對觀測衛(wèi)星的實時觀測來獲取地面點的坐標,不象全站儀測繪那樣需要地面控制點之間的通視,這就減少了觀測條件,提高了作業(yè)效率。③作業(yè)方法簡單:全站儀測量需要布設(shè)圖根控制網(wǎng)進行測繪,而RTK測量則減少了上述作業(yè)工序,減少了勞動強度,提高了作業(yè)效率。

3RTK觀測的質(zhì)量控制

RTK測量容易出錯,因此,在實際測量工作中應(yīng)加強檢核,下面,介紹一些RTK測量的質(zhì)量控制方法:

3.1已知點檢核法:轉(zhuǎn)換參數(shù)解出后,利用解出的轉(zhuǎn)換參數(shù)測定一些已知點,用測出的坐標與已知控制點坐標相比較,以此來檢核轉(zhuǎn)換參數(shù)的可靠性。

3.2復(fù)測比較法:這種方法包括兩方面的含義:①兩個基準站之間應(yīng)有一定數(shù)量的重合點作為檢查點。②每次啟動基準站后,應(yīng)復(fù)測幾個已測過的RTK點,以此進行比較檢查。

3.3穿線比較法:在每一個基準站測量成果的基礎(chǔ)上,選定2-3個已測RTK點來組成一條新的RTK測量鏈,把新測成果與原測量成果相比較,以此來檢查原RTK成果的可靠性。

3.4電臺變頻法:在兩個不同的基準站上發(fā)射不同頻率的差分改正數(shù),依靠流動站的變頻開關(guān)的切換可以收到兩個基準站的數(shù)據(jù),從而進行比較。

4RTK的誤差分析

4.1轉(zhuǎn)換參數(shù)的影響:RTK作業(yè)前,在測區(qū)選定一定數(shù)量的高等控制點并對其進行RTK觀測,求解其WGS-84坐標和地方坐標系坐標,利用后處理軟件或內(nèi)置的實時處理軟件求解坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)??刂泣c精度和RTK測量時的誤差都會影響轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度,導(dǎo)致最后成果精度的降低。為了提高轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度,要求所選控制點精度較高并且均勻分布在測區(qū)周圍,一般3~6點為宜,然后用不同的方法求解轉(zhuǎn)換參數(shù),經(jīng)比較后,選擇殘差較小的一組參數(shù)且在以后測量時,測量范圍應(yīng)在控制點校正范圍內(nèi),否則,將引起較大的誤差。

4.2基準站的誤差:基準站的對中,整平以及基準站周圍的環(huán)境都會影響流動站的成果。由于RTK采用的是一種視距傳輸,利用超高頻電磁波,因此,它的傳輸距離受天線高度,地球曲率和大氣折射的影響,所以,基準站應(yīng)遠離各種強電磁干擾源,同時,基準站周圍無明顯的大面積水域以減小多路徑的影響,而且,基準站和天線間無大的樓房等遮擋物,天線盡量設(shè)置高些,以提高傳輸距離。實踐表明,氣象元素的測定誤差(溫度,氣壓等)對對流層延遲改正的誤差影響較大,因此,應(yīng)注意儀器的操作和氣象元素的測定。

4.3基準站與流動站之間的距離誤差:當(dāng)基準站與流動站之間的距離較短時,基準站的誤差影響可通過觀測值的差分處理得到減??;當(dāng)二者之間的距離較長時,其觀測值經(jīng)差分處理后,仍含有較大的誤差,從而,導(dǎo)致最后結(jié)果精度降低。另外,觀測時要注意衛(wèi)星的圖形強度,當(dāng)接收到5顆以上衛(wèi)星,PDOP<6時,才能進行RTK觀測;基準站的整平、量高要準確;對中桿上的水準器必須定期嚴格校正。

5RTK技術(shù)在河北省香河縣農(nóng)村地籍測繪中的應(yīng)用

5.1測繪項目概況我們所做的項目在京津之間的河北省香河縣五百戶鎮(zhèn),鄉(xiāng)村面積20平方公里,居住地密集,交通方便,由于鎮(zhèn)在幾年前已完成所有權(quán)的登記發(fā)證工作,所以,此次完成的是鄉(xiāng)、村級地籍測繪工作。在本次地籍測繪中,我們抽取了有代表性的10個村,600個界址點,運用上述RTK測繪技術(shù)進行了地籍坐標分析,最終得到表1所示的測繪結(jié)果。

5.2測繪方案及測繪流程由于通視條件很差,加之時間緊迫,單純采用傳統(tǒng)常規(guī)測量方法,如全站儀或測距儀的全野外數(shù)字化測圖,作業(yè)中的困難程度較大,鑒于上述情況,我們研究決定采用以GPSRTK施測地形為主,按照上文所述技術(shù)措施逐步施測,在局部房屋稠密、GPS信號較差地區(qū)配合使用全站儀。測繪流程:四等GPS網(wǎng)布測→一級GPS網(wǎng)布測→二級光電測距導(dǎo)線網(wǎng)布測→四等水準測量→圖根控制測量(共布設(shè)27個圖根導(dǎo)線網(wǎng))

5.3測繪結(jié)果本次農(nóng)村宅基地地形測繪工作中,充分發(fā)揮了GPSRTK的技術(shù)特點,既節(jié)省了人力物力,降低了勞動強度,也提高了工作效率,縮短了有效工作時間,高質(zhì)量地完成了這次測繪任務(wù)。河北省香河縣政府根據(jù)表1所得數(shù)據(jù)以及相關(guān)統(tǒng)計資料,有針對性的開展了農(nóng)村地籍統(tǒng)計與審核工作,進一步厘清了農(nóng)村集體土地權(quán)屬問題,有效解決了農(nóng)村土地發(fā)證工作中因地界模糊所引起的矛盾沖突。

6RTK應(yīng)用的展望

精密單點定位的出現(xiàn),節(jié)約了人們的成本,提高了勞動生產(chǎn)率。精密單點定位:利用載波相位觀測值以及由IGS等組織提供的高精度衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差來進行高精度單點定位的方法。該方法目前在靜態(tài)方面比較成熟,在動態(tài)方面正在完善之中。廣域差分增強系統(tǒng)(wideareaaugmntationsystem)WAAS:數(shù)據(jù)處理中心將差分改正信息送往衛(wèi)星,衛(wèi)星將自己的衛(wèi)星星歷和差分改正信息轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。該技術(shù)的優(yōu)點是用戶只需GPS接收機就可收到差分改正信息,無需其他設(shè)備,同時,提高了導(dǎo)航的精度和可靠性。局域增強系統(tǒng)(localareaaugmentationsystem)LASS:在需要高精度定位的區(qū)域周圍建立若干個基準站,這些站也和衛(wèi)星一樣發(fā)射C/A碼測距信號和差分改正信號,這種技術(shù)大大提高了定位精度。WAAS和LAAS技術(shù)改善了GPS的通訊條件,增強了信號的覆蓋面,使接收設(shè)備簡單廉價同時提高了定位精度。

7結(jié)論

RTK測繪技術(shù)在河北省香河縣地籍測繪中的應(yīng)用,解決了土地發(fā)證工作中因地界模糊所導(dǎo)致的矛盾沖突,為土地發(fā)證工作提供了可靠的參考依據(jù),并且充分證明了該測繪技術(shù)的實用性。隨著各種新技術(shù)的應(yīng)用,RTK正朝著遠距離,高精度的方向發(fā)展,在工程建筑物的變形監(jiān)測,大型建筑和構(gòu)件的自動定位安裝,控制網(wǎng)的布設(shè)等方面有很大的應(yīng)用。

作者:趙豐立 單位:廊坊天眾土地咨詢服務(wù)有限公司