GPS在土地測(cè)繪中的應(yīng)用

王穎吉林省國(guó)土資源調(diào)查規(guī)劃研究院

GPS在土地測(cè)繪中的應(yīng)用

王穎
吉林省國(guó)土資源調(diào)查規(guī)劃研究院

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展如此迅猛的今天，全球定位系統(tǒng)作為冉冉升起的新興科技產(chǎn)品，正在被不斷地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用于各個(gè)方面。土地測(cè)繪作為直接受益者，更是由于引入GPS而進(jìn)行了一場(chǎng)技術(shù)的革新。在實(shí)際工程的中，提升工作的準(zhǔn)確度和測(cè)量精度的同時(shí)，盡可能地節(jié)省了勞動(dòng)力的投入，為社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步做出了重大的貢獻(xiàn)。本文從介紹GPS技術(shù)發(fā)展及其現(xiàn)狀入手，探討GPS技術(shù)在土地測(cè)繪中的重要應(yīng)用，并對(duì)GPS技術(shù)在土地測(cè)繪工作中更加廣泛的應(yīng)用提出展望。

土地測(cè)繪；GPS技術(shù)；應(yīng)用

前言

全球定位系統(tǒng)是新興的高科技產(chǎn)品，將其應(yīng)用在土地測(cè)繪中，不僅可以節(jié)省人力測(cè)量耗費(fèi)的人力物力，還能實(shí)現(xiàn)人工操作無(wú)法做到的精確和持久。在GPS衛(wèi)星定位技術(shù)沒(méi)有出現(xiàn)之前，主導(dǎo)測(cè)繪的是電子經(jīng)緯儀、精密測(cè)距儀等傳統(tǒng)的地面測(cè)量?jī)x器。GPS技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世，就引起了世界的廣泛關(guān)注，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)在民用事業(yè)、國(guó)防建設(shè)和軍事服務(wù)等多個(gè)方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在土地測(cè)繪中，GPS定位系統(tǒng)更是帶來(lái)了一場(chǎng)技術(shù)的改革與創(chuàng)新，積極地推動(dòng)了測(cè)繪領(lǐng)域的發(fā)展。

1.全球定位系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況

全球定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）是一種利用衛(wèi)星和無(wú)線信號(hào)媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)導(dǎo)航、測(cè)距的新型高科技。該技術(shù)前期需要通過(guò)發(fā)射衛(wèi)星和建立衛(wèi)星信號(hào)接收點(diǎn)來(lái)構(gòu)建。系統(tǒng)主要包括了三個(gè)空間，分別是太空衛(wèi)星、地面控制站以及用戶設(shè)備。工作時(shí)系統(tǒng)利用四個(gè)以上衛(wèi)星運(yùn)行的瞬間位置，遵循三角定位的原則，測(cè)量出被定位對(duì)象的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離，并結(jié)合空間交互的方式，計(jì)算出被定位對(duì)象的具體位置及其全球坐標(biāo)、實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)的對(duì)目標(biāo)物的精確定位和導(dǎo)航。GPS還可以對(duì)全球范圍內(nèi)的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行精確的定位、導(dǎo)航，全球覆蓋率可達(dá)98%。

GPS全球定位系統(tǒng)在測(cè)繪工作中，主要具有精準(zhǔn)性、空間坐標(biāo)可測(cè)性、抗干擾性強(qiáng)和無(wú)須通視設(shè)施等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其全球性、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性和高效性等特點(diǎn)保證了GPS技術(shù)在不同的場(chǎng)合、不同的領(lǐng)域的應(yīng)用適應(yīng)性。

2.在地籍測(cè)繪中應(yīng)用到的GPS技術(shù)

2.1 地籍測(cè)繪控制精密度

在土地測(cè)繪的整個(gè)流程中,地籍測(cè)量的工作十分重要，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)區(qū)域全方位控制。為了保證提供的數(shù)據(jù)資料的有效性，還需要精確的數(shù)據(jù)采集。若想要從根本上提高土地測(cè)量的精密度，首先，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)地基網(wǎng)點(diǎn)密度的精確測(cè)量，因?yàn)樵谡麄€(gè)地基測(cè)量工作中，每一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)之間的密度控制是不同，并且對(duì)測(cè)量精度影響很大。第二，需要建立相應(yīng)的地籍控制網(wǎng)點(diǎn),并將其定位到三維坐標(biāo)差之中，使其能夠隨著三維坐標(biāo)差的改變來(lái)提高網(wǎng)點(diǎn)的精密度。最后，需要對(duì)地籍測(cè)量網(wǎng)進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。精度、可靠以及成本是主要的優(yōu)化對(duì)象，才能保證提升觀測(cè)的速度，進(jìn)而提高精確度。

2.2 控制地基細(xì)部測(cè)量

地籍細(xì)部測(cè)量是土地測(cè)繪中極其重要的組成部分。其主要任務(wù)測(cè)量土地的權(quán)屬界限、精確位置以及可用面積數(shù)量。所以對(duì)測(cè)量精度的要求極其苛刻。在傳統(tǒng)地籍細(xì)部測(cè)量中，往往會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，影響測(cè)量精度，直接導(dǎo)致整個(gè)測(cè)量結(jié)果的不全面性。GPS技術(shù)的出現(xiàn)完美地解決了細(xì)部測(cè)量精確度方面的問(wèn)題。并且可以對(duì)測(cè)量任務(wù)的實(shí)際情況進(jìn)行精確測(cè)量。在細(xì)部測(cè)量的區(qū)域應(yīng)用GPS技術(shù)，采用交會(huì)法、坐標(biāo)法對(duì)地籍進(jìn)行勘測(cè)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量信號(hào)在各種測(cè)量?jī)x器如測(cè)距儀、經(jīng)緯儀、全站儀等之間的無(wú)阻礙傳遞。通過(guò)這種同一化的方式，不僅能實(shí)現(xiàn)滿足精確度的基本要求，與此同時(shí)也極大地提高了細(xì)部測(cè)量的基本效率。

2.3 控制土地界線勘測(cè)

我國(guó)對(duì)土地的利用的定義一般包括有土地征用、轉(zhuǎn)讓、規(guī)劃使用等方面。這些項(xiàng)目都要求對(duì)土地的范圍、界線進(jìn)行精確的定位測(cè)量。有關(guān)部門如想對(duì)土地進(jìn)行合理的規(guī)劃，高效利用土地也都需要對(duì)土地的范圍、界線進(jìn)行精確的定位測(cè)量。但傳統(tǒng)的測(cè)量方法存在許多弊端。一是傳統(tǒng)測(cè)量需要利用許多測(cè)量工具如測(cè)量?jī)x等和大量的人員投入測(cè)繪和計(jì)算，二是所用的測(cè)量?jī)x器本身的精準(zhǔn)度存在固有的偏差，再加上人工操作中各種意想不到的影響因素，對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響極高，相對(duì)測(cè)量的結(jié)果也必然存在極大的差距。

3.RTK新技術(shù)在土地測(cè)繪中的新應(yīng)用

3.1RTK技術(shù)簡(jiǎn)介

地籍測(cè)繪應(yīng)用的測(cè)量方式主要有兩種，一是差分GPS定位，二是RTK定位。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法（Real-time kinematic，RTK）是一種新的GPS測(cè)量方法。它采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS技術(shù)發(fā)展一次重大變革。RTK的基準(zhǔn)站主要由主機(jī)、天線、電臺(tái)、放大器和電子手簿等組成。通過(guò)對(duì)接收到的衛(wèi)星信號(hào)以及基準(zhǔn)站發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的解碼和處理，自動(dòng)輸出高精確度的數(shù)據(jù)。GPS的精確定位依賴于基準(zhǔn)站發(fā)出改正數(shù)后，移動(dòng)站對(duì)其接受和修正，輸出結(jié)果進(jìn)行定位。而RTK定位則是通過(guò)載波相位觀測(cè)實(shí)現(xiàn)，更加精確。測(cè)量精度達(dá)到厘米級(jí)，完全能夠達(dá)到對(duì)地勘界址點(diǎn)所要求的精度的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 在土地測(cè)繪中出現(xiàn)的RTK技術(shù)

RTK是現(xiàn)行GPS工程測(cè)繪中最新的測(cè)量方法。在以往的初始測(cè)量工作完成之后，還需要結(jié)合靜態(tài)、快速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)過(guò)程中的信息進(jìn)行再處理和結(jié)算，才能得到毫米級(jí)別精度的測(cè)量數(shù)據(jù)。分差法的高精度定位是采用載波相位的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)的，所以操作更簡(jiǎn)便，精度卻更高。傳統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)測(cè)量都需要進(jìn)行測(cè)量后的解算才能獲取細(xì)微的精度，而RTK能夠在不同測(cè)量條件下得到實(shí)時(shí)的細(xì)微定位測(cè)量精度。在土地測(cè)繪中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，大大提高測(cè)量放樣、地形測(cè)圖以及控制測(cè)量的精度，作業(yè)的效率和質(zhì)量也得到了飛躍式的提升。

結(jié)語(yǔ)

隨著GPS中廣域差分、實(shí)時(shí)差分等高新技術(shù)的不斷更新與應(yīng)用，土地測(cè)繪中靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、高精度定位將不再是難事，更可以實(shí)現(xiàn)不受到任何地形條件的影響，全天候無(wú)間斷地實(shí)時(shí)測(cè)量。在高水準(zhǔn)航測(cè)和地形圖繪制等方面的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。特別是在土地測(cè)繪工程中，將GPS、GIS、RS三項(xiàng)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更全面深入地應(yīng)用，將帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等效益。所以大力推動(dòng)GPS及其相關(guān)技術(shù)的更新與應(yīng)用開(kāi)發(fā)，定會(huì)對(duì)我國(guó)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展帶去一波又一波的技術(shù)改革，大地推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。

[1]劉德銀，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK定位技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用，中國(guó)科技博覽，2011

[2]杜保倫，張明福，史先良，GPS在土地測(cè)繪中的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，價(jià)值工程，2010