GPS實時動態(tài)（RTK）技術(shù)在土地測量中的應(yīng)用

郭旭陽

土地測量是進行土地管理的基礎(chǔ)工作。一般情況下，由于土地測量過程中復(fù)雜性影響因素較多，容易對土地測量結(jié)果造成各種影響，導(dǎo)致測量問題發(fā)生。比如，在進行地形條件復(fù)雜，且測量面積較大的土地測量中，如果采用傳統(tǒng)的土地測量方式，不僅花費的時間比較長，并且測量開展困難也比較多，局限性突出，而GPS-RTK技術(shù)作為一種新技術(shù)，與傳統(tǒng)測量方式相比，其特征優(yōu)勢更為明顯，并且土地測量中應(yīng)用較多。

一、GPS-RTK技術(shù)及其特征分析

1.GPS-RTK技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)在土地測量中的應(yīng)用，是通過GPS-RTK測量系統(tǒng)，在GPS技術(shù)與RTK測量方式綜合運用基礎(chǔ)上，進行土地測量與管理實現(xiàn)的。根據(jù)GPS-RTK技術(shù)進行土地測量應(yīng)用的實際情況，其測量實現(xiàn)的GPS-RTK測量系統(tǒng)主要由GPS設(shè)備以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)運算三個結(jié)構(gòu)部分組成，并且多以靜態(tài)測量或動態(tài)測量兩種方式實現(xiàn)。其中，靜態(tài)測量主要是通過多臺GPS設(shè)備運用，在以工程布置基線長度以及測量精度要求為主的前提下，實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)收集以及處理，從而獲取相應(yīng)的土地測量結(jié)果。這一測量方式中，進行數(shù)據(jù)處理的過程相對比較復(fù)雜，不僅需要完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及傳遞等工作，同時還需要對數(shù)據(jù)進行計算處理。其次，動態(tài)測量方式，是以兩臺GPS接收設(shè)備應(yīng)用，通過無線電傳輸方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合處理，從而實現(xiàn)土地測量。

2.GPS-RTK技術(shù)的特點與優(yōu)勢分析。與傳統(tǒng)土地測量方式相比，GPS-RTK技術(shù)進行土地測量特點優(yōu)勢集中表現(xiàn)在以下幾個方面。首先，GPS-RTK技術(shù)進行土地測量的工作效率比較高。一般的土地測量中，具有較高測量效率的GPS-RTK技術(shù)進行設(shè)站測量一次，就能夠?qū)崿F(xiàn)5公里至10公里半徑范圍內(nèi)的土地面積測量，不僅在測量過程中需要設(shè)置的控制點數(shù)量較少，并且這些工作只需要一個人操作就能夠?qū)崿F(xiàn)，對于人力的占用以及需求均比較小，很大程度上節(jié)約了土地測量的成本，提高了土地測量工作效率。其次，GPS-RTK技術(shù)進行土地測量應(yīng)用中，還具有無誤差積累的特征優(yōu)勢。GPS-RTK技術(shù)對于土地測量環(huán)境條件要求相對較小，在滿足其技術(shù)標(biāo)準情況下，就能夠很好的實現(xiàn)土地平面面積以及有關(guān)數(shù)據(jù)的測量獲取，并且精準度相對較高，不存在誤差積累的情況，對于土地測量結(jié)果準確性具有較為突出的保障。再其次，GPS-RTK技術(shù)進行土地測量的環(huán)境條件要求較低，并且自動化與集成化水平相對較高。一般情況下，GPS-RTK技術(shù)在進行土地測量過程中，對于各個觀測點之間不需要通視，只需要滿足電磁波連接，就能夠完成土地測量。因此，與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，受測量土地環(huán)境以及地形條件等因素的影響較小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速的定位與計算測量，特征優(yōu)勢相對突出。此外，GPS-RTK技術(shù)進行土地測量是通過各種軟件控制實現(xiàn)，不需要過多的人工干預(yù)與操作，并且能夠有效避免人工測量中誤差問題發(fā)生，具有較高的自動化與技術(shù)集成化應(yīng)用特點。最后，GPS-RTK技術(shù)進行土地測量應(yīng)用的操作比較簡單，使用方便，并且對于測量數(shù)據(jù)的處理能力比較強，在土地測量應(yīng)用中作用優(yōu)勢相對突出。GPS-RTK技術(shù)中，采用人機交互的GPS-RTK測量系統(tǒng)界面，在掌握土地測量基礎(chǔ)知識情況下就能夠進行操作使用，并且系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)的輸入以及存儲、轉(zhuǎn)換、加工等能力比較突出，能夠快速與其他測量儀器或設(shè)備等進行數(shù)據(jù)交換、共享，以達到更好的土地測量效果。

二、GPS-RTK技術(shù)進行土地測量應(yīng)用問題分析

根據(jù)我國對于土地測量有關(guān)技術(shù)的標(biāo)準要求，結(jié)合GPS-RTK技術(shù)進行土地測量應(yīng)用的實際情況，主要存在以下幾個較為突出的應(yīng)用問題，需要在土地測量應(yīng)用中重視起來。

1.GPS-RTK技術(shù)進行土地測量前的準備工作。一般情況下，應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進行土地測量前，需要做好的準備工作包括對GPS-RTK測量系統(tǒng)相關(guān)操作軟件的應(yīng)用熟悉以及進行測量操作規(guī)程制定、測量隊伍組織等。其中，進行土地測量有關(guān)操作規(guī)程的制定，需要在對于土地測量目的以及測量情況等綜合了解基礎(chǔ)上，根據(jù)GPS-RTK技術(shù)測量特點制定出相應(yīng)的測量操作規(guī)程。而測量隊伍的組織，則需要結(jié)合測量工作開展的需求，確定相應(yīng)的人員數(shù)量，以滿足測量過程中對于人力的需求。通常情況下，GPS-RTK技術(shù)下的土地測量隊伍至少需要包括儀器操作人員以及數(shù)據(jù)記錄人員、導(dǎo)航人員等3名以上的人員組成。其中，數(shù)據(jù)記錄人員需要對于國家土地測量的有關(guān)規(guī)程了解較詳細，而導(dǎo)航員需要對測量地區(qū)的地形環(huán)境相對熟悉，能夠找到土地測量中的變化地塊，而儀器操作人員需要掌握GPS-RTK測量系統(tǒng)有關(guān)操作方法，并且能夠?qū)τ跈C器設(shè)備的正常工作運行狀態(tài)進行監(jiān)控。

2.GPS-RTK技術(shù)測量中控制網(wǎng)加密問題分析。GPS-RTK技術(shù)進行土地測量應(yīng)用中，能夠根據(jù)測量需求相對靈活的進行控制網(wǎng)設(shè)置，并且控制網(wǎng)密度大小也可以靈活調(diào)節(jié)，因此，在實際測量應(yīng)用中就面臨著相應(yīng)的土地測量控制網(wǎng)加密問題。針對這種情況，在實際測量過程中，針對單機絕對定位測量情況，通常情況下，GPS-RTK技術(shù)測量中是不需要設(shè)置控制網(wǎng)點，但是由于差分計算以及GPS測量數(shù)據(jù)在滿足土地測量有關(guān)規(guī)程情況下，需要在數(shù)據(jù)疊加配準時進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的情況要求，需要在土地測量過程中進行相應(yīng)的測量控制網(wǎng)點設(shè)置。此外，在土地測量的控制點精度控制中，根據(jù)國家對于土地測量有關(guān)要求，GPS-RTK技術(shù)測量中控制點精度完全可以滿足一般土地測量的需求。最后，對于測量過程中，測量區(qū)域內(nèi)沒有GPS測繪控制點或者是控制網(wǎng)的密度不足的情況，需要通過GPS靜態(tài)差分定位技術(shù)進行測量控制點設(shè)置或者控制網(wǎng)加密，以滿足相應(yīng)的測量需求，確保測量結(jié)果的精準度。

3.對于測量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換參數(shù)計算問題。GPS-RTK技術(shù)進行土地測量應(yīng)用中，由于GPS定位系統(tǒng)中獲取的數(shù)據(jù)與國家土地測量有關(guān)要求中的數(shù)據(jù)形式存在差別，因此，為確保與國家土地測量規(guī)程中的數(shù)據(jù)形式一致，需要對于GPS-RTK測量系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理。值得注意的是，在進行GPS-RTK測量系統(tǒng)中坐標(biāo)數(shù)據(jù)與國家土地測量規(guī)程坐標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換中，由于地面國家控制網(wǎng)誤差因素，導(dǎo)致每個地區(qū)的轉(zhuǎn)換參數(shù)不一樣。因此，在實際測量過程中，需要應(yīng)用高等級坐標(biāo)點進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)計算求取情況下，完成測量結(jié)果中數(shù)據(jù)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。如下列公式所示，即為WGS-84空間直角坐標(biāo)向北京坐標(biāo)系直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的計算公式，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中，就可以通過下公式進行轉(zhuǎn)換參數(shù)計算，從而完成數(shù)據(jù)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，滿足土地測量需求。

4.GPS-RTK測量中初始化處理問題。通常情況下，應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進行土地測量過程中，初始化處理存在兩個較為突出的問題，即初始化整周模糊度的確定以及運動過程中周跳修復(fù)。由于GPS-RTK測量中，初始化處理的技術(shù)條件為RTK整周未知數(shù)搜索技術(shù)中的數(shù)據(jù)處理方法，因此，在實時變化情況下，該處理過程是在GPS-RTK測量的控制系統(tǒng)中完成的，它主要是通過最小二乘原理序貫遞推計算方式，對歷元觀測值進行計算處理，整個過程中，對于相位觀測值初始整周未知數(shù)的實時搜索與唯一判定是技術(shù)關(guān)鍵。因此，系統(tǒng)初始化結(jié)果直接影響著整周模糊固定結(jié)果。當(dāng)前，GPS-RTK測量中，系統(tǒng)的測量應(yīng)用能夠通過對這一關(guān)系的控制，在初始化不完成情況下，不通過人工干預(yù)進入下一作業(yè)形式解決這一問題。此外，由于復(fù)雜環(huán)境下，土地測量中的GPS信號受干擾較大，容易出現(xiàn)失鎖，需要在GPS-RTK測量中重復(fù)初始化，針對這一情況，在土地測量中根據(jù)測量情況，可以選擇初始化速度較快的GPS-RTK測量系統(tǒng)進行測量應(yīng)用，以提高工作效率。

此外，GPS-RTK測量中還存在有變化圖斑標(biāo)識以及測量數(shù)據(jù)組織與編碼、數(shù)據(jù)采集、土地測量界線放樣等問題，都需要在實際測量中，結(jié)合具體情況，合理選擇測量系統(tǒng)與正確操作基礎(chǔ)上，對土地測量的精準度進行保障，以滿足土地測量需求。

總之，進行GPS-RTK技術(shù)在土地測量應(yīng)用問題研究與分析，能夠有效避免對土地測量工作開展以及結(jié)果精準度的影響，有利于促進其在土地測量中的推廣應(yīng)用，具有積極作用和意義。

（作者單位：戶縣國土資源局）endprint