RTK技術(shù)在土地勘測定界中的應(yīng)用

任飛翔 楊春霞

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，道路、水利、建筑等建設(shè)項(xiàng)目用地日益增加，而建設(shè)用地項(xiàng)目報(bào)批前需要勘測定界。文章介紹了RTK技術(shù)的原理、特點(diǎn)，并闡述了RTK在土地勘測定界的方法。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)；土地勘測定界；應(yīng)用

引言

土地勘測定界是根據(jù)土地征收、征用、劃撥、出讓、農(nóng)用地轉(zhuǎn)用、土地利用規(guī)劃及土地開發(fā)、整理、復(fù)墾等工作的需要，實(shí)地界定土地使用范圍、測定界址位置、調(diào)繪土地利用現(xiàn)狀、計(jì)算用地面積，為國土資源主管部門用地審批和地籍管理等提供科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料而進(jìn)行的工作[1]。隨著GPS全球定位技術(shù)、Internet技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的發(fā)展，土地勘測定界技術(shù)發(fā)生巨大變化，從傳統(tǒng)的光學(xué)測繪到GPS靜態(tài)測繪再到現(xiàn)在的RTK技術(shù)。

1 RTK的概述

1.1 RTK的工作原理

RTK的工作原理是將一臺(tái)GSP衛(wèi)星接收機(jī)置于基準(zhǔn)站上，另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)置于載體（稱為流動(dòng)站）上，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收同一時(shí)間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，基準(zhǔn)站所獲得的觀測值與已知位置信息進(jìn)行比較，得到GPS差分（偽距差分、位置差分、載波差分，RTK技術(shù)選擇載波差分）改正值。然后將這個(gè)改正值通過無線電數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)，及時(shí)傳遞給共視衛(wèi)星的流動(dòng)站，精化其GPS觀測值，從而得到經(jīng)差分改正后流動(dòng)站較準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位置。

1.2 RTK技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

RTK數(shù)據(jù)鏈模式可分為電臺(tái)模式和網(wǎng)絡(luò)模式，以下為這兩種信號傳輸模式的特點(diǎn)。

1.2.1 電臺(tái)模式的特點(diǎn)

電臺(tái)模式是通過發(fā)射300MHz-300KMHz來傳輸信號，其特點(diǎn)為作業(yè)距離較短，一般在二十幾公里以內(nèi)，如果勘探測繪跨度較長的水利、道路需要架設(shè)多個(gè)電臺(tái)；其次電臺(tái)發(fā)射的電信號容易受到外界的干擾，架設(shè)信號發(fā)射基站時(shí)應(yīng)當(dāng)避免有大功率的干擾源；電臺(tái)架設(shè)時(shí)需要選擇空曠沒有遮擋的環(huán)境中，基站架設(shè)的過低信號傳輸距離也會(huì)降低；電臺(tái)發(fā)射信號對電源的要求較高，需要提供較為穩(wěn)定的電壓，且電臺(tái)的發(fā)射功率越大，電的消耗速度越快。電臺(tái)模式特點(diǎn)。

1.2.2 網(wǎng)路模式的特點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)通訊模式是基于GPRS或CDMA兩種模式進(jìn)行信號傳輸，基準(zhǔn)站由外觀模塊和內(nèi)置模塊組成，可以通過串口直接接入Internet互聯(lián)網(wǎng)，而流動(dòng)站也是由外掛模塊和內(nèi)置模塊組成，信號的發(fā)射、接收需要通過手薄CF卡或手機(jī)實(shí)現(xiàn)。具體流程為：GPRS/CDMA撥號上網(wǎng)→Internet→服務(wù)器→Internet→GPRS/CDMA撥號上網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)為傳輸距離遠(yuǎn)，不受外界環(huán)境的限制，攜帶比較方便。缺點(diǎn)為由于網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度較低，可能造成數(shù)據(jù)2到5秒的延遲，且沒有手機(jī)信號覆蓋地區(qū)不能使用，并需要一定的流量費(fèi)。但隨著3G、4G網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)模式的傳輸速度將會(huì)有很大提高。

1.2.3 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的應(yīng)用

由于傳統(tǒng)RTK技術(shù)需要在勘測地區(qū)架設(shè)基站，測量誤差也會(huì)隨著基站與流動(dòng)站之間距離的增長而增大，數(shù)據(jù)的可靠性受到限制。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是RTK技術(shù)、網(wǎng)路技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種新型技術(shù)，即將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)多個(gè)技術(shù)融合成一體的系統(tǒng)包括固定站、通訊控制中心、用戶部分。通過將多個(gè)參考基站的數(shù)據(jù)通過Internet傳輸?shù)娇刂浦行?，進(jìn)行信息處理，降低誤差，提高數(shù)據(jù)處理的精度。其優(yōu)點(diǎn)為：無需架設(shè)參考站，省去了野外工作中的值守人員和架設(shè)參考站的時(shí)間，降低了作業(yè)成本，提高了生產(chǎn)效率；不需要在四處找控制點(diǎn)，擴(kuò)大了作業(yè)半徑，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)能夠得到均等的精度；在CORS覆蓋區(qū)域內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)測繪系統(tǒng)和定位精度的統(tǒng)一，便于測量成果的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和多用途處理。

2 RTK技術(shù)在土地勘測定界中的應(yīng)用

土地勘測定界常用的坐標(biāo)系有WGS84、北京54和閑80坐標(biāo)系，但隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地方區(qū)域一般還建有地方坐標(biāo)系，隨著城市化的快速發(fā)展，一些坐標(biāo)系的控制點(diǎn)別破壞，影響勘測定界的進(jìn)度，為不妨礙城市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，需要加快土地勘測定界工作的進(jìn)度。傳統(tǒng)的光學(xué)儀器放線測繪進(jìn)度慢，城市建筑的影響不能通視，測繪精度不穩(wěn)定。利用GPS技術(shù)靜態(tài)測繪，定位較慢，測繪效率慢，不能滿足實(shí)時(shí)測繪的要求。而RTK技術(shù)可以實(shí)時(shí)測量，定位精度高，30km內(nèi)可以精確到1～2cm，而工具攜帶方便。

3 土地勘測定界的一般操作步驟和注意事項(xiàng)

3.1 WGS84和平面坐標(biāo)都具備的情況

首先需要客戶提供三個(gè)或三個(gè)以上的WGS-84和平面坐標(biāo)的控制點(diǎn)，并了解坐標(biāo)控制點(diǎn)的周邊的環(huán)境狀況，檢查是否有GPRS或CDMA的信號覆蓋，如果沒有信號覆蓋則需要架設(shè)電臺(tái)。然后綜合分析，選出最佳控制點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站，并設(shè)置流動(dòng)站，由于客戶提供了WGS-84的坐標(biāo)，就不需要對控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站連通后就可以進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換了。

操作步驟如下：

（1）新建工作項(xiàng)目，輸入項(xiàng)目名稱等參數(shù)；（2）在點(diǎn)校正界面中輸入控制點(diǎn)的WGS-84的坐標(biāo)和平面坐標(biāo)；（3）把基準(zhǔn)站架設(shè)在選定的控制點(diǎn)上，設(shè)置基準(zhǔn)站；（4）設(shè)置流動(dòng)站；（5）進(jìn)行四參計(jì)算，如果有多余的控制點(diǎn)的話可以在點(diǎn)上進(jìn)行檢核；（6）進(jìn)行實(shí)際工作，測量、放樣、埋設(shè)樁界等。

3.2 只有平面坐標(biāo)的情況

首先需要客戶提供三個(gè)或三個(gè)以上的平面坐標(biāo)的控制點(diǎn)，接著了解一下測區(qū)的概況，在測區(qū)的種選擇合適的地方架設(shè)基準(zhǔn)站，架設(shè)好基準(zhǔn)站后設(shè)置流動(dòng)站，連通之后可以去客戶提供的幾個(gè)控制點(diǎn)上做控制點(diǎn)的聯(lián)測，聯(lián)測結(jié)束之后在手簿上進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得出轉(zhuǎn)換參數(shù)，檢查好轉(zhuǎn)換參數(shù)符合要求，接著就可以按照上述的操作步驟進(jìn)行操作。

3.3 只有WGS-84坐標(biāo)的情況

這種情況在實(shí)際工作中遇到的機(jī)會(huì)比較少，但是也是存在的需要客戶提供三個(gè)或三個(gè)以上的控制點(diǎn)，在一個(gè)觀測條件較好的控制點(diǎn)上架設(shè)基站，接著設(shè)置流動(dòng)站，然后到一控制點(diǎn)上檢核，最后進(jìn)行測量或放樣。

3.4 注意事項(xiàng)

3.4.1 最好讓客戶提供三個(gè)或三個(gè)以上的控制點(diǎn)，因?yàn)閮蓚€(gè)控制點(diǎn)的高程不容易控制，且兩個(gè)控制點(diǎn)易出現(xiàn)問題，三個(gè)控制點(diǎn)就可以相互檢核。

3.4.2 選擇控制點(diǎn)架設(shè)基站時(shí)需要查看控制點(diǎn)周邊環(huán)境是否有大面積水源、大功率發(fā)射設(shè)備，如移動(dòng)、聯(lián)通、電信的基站，基站周圍是否開闊，地勢高度是否合理。

3.4.3 如果是架設(shè)電臺(tái)，需要考慮電臺(tái)的信號能夠覆蓋到整個(gè)測區(qū)，作業(yè)前注意檢查電臺(tái)的電瓶電量是否充足；如果是GSM/CDMA通信，需要考慮GPRS或CDMA的信號覆蓋范圍。

3.4.4 在作業(yè)前要檢?；?，否則整平和對中的誤差會(huì)對測量的結(jié)果有很大的影響。

4 結(jié)束語

土地勘測定界在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用，RTK技術(shù)具有高精度、易操作、攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)，對于高效完成土地勘測定界有重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]土地勘測定界規(guī)程TDT_1008[D].土地資源部，2007.

[2]陳洪莊.GPS-RTK在勘測定界中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（16）.