摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)GPS-RTK技術(shù)在土地綜合整治測(cè)繪項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，得到了GPS-RTK技術(shù)完全適用于土地綜合整治測(cè)繪項(xiàng)目的結(jié)論。

　　關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù)，土地綜合整治測(cè)繪，精度評(píng)定

　　1、 概述

　　近年來，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展以及地理空間數(shù)據(jù)采集的需要，基于3S的數(shù)字測(cè)繪技術(shù)日趨成熟，GPS-RTK技術(shù)廣泛地應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。土地綜合整治項(xiàng)目的前期測(cè)繪工作擁有自身的特點(diǎn)，GPS-RTK技術(shù)作為有效的野外數(shù)據(jù)采集手段應(yīng)用于土地綜合整治項(xiàng)目中，既能滿足精度要求又能提高工作效率，具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　2、 土地綜合整治測(cè)繪

　　土地綜合整治是指依據(jù)土地利用總體規(guī)劃和村鎮(zhèn)體系規(guī)劃等社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，以土地整理復(fù)墾開發(fā)和城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤為平臺(tái)，統(tǒng)籌規(guī)劃，整合資金，整村推進(jìn)，促進(jìn)農(nóng)村土地節(jié)約集約利用、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件、促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展，進(jìn)行集中連片開展農(nóng)村土地“田、水、路、林、村、房”綜合整治的活動(dòng)【1】。土地綜合整治測(cè)繪是開展土地綜合整治項(xiàng)目的基礎(chǔ)和前提，是土地綜合整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本保證。測(cè)繪工作貫穿于土地綜合整治的全過程，但又不同于平常所指的地形、地籍、工程測(cè)量等專業(yè)測(cè)繪，比這些測(cè)繪工作更細(xì)致、更具體、更特色，同時(shí)更講究方法。土地綜合整治現(xiàn)狀圖以土地利用現(xiàn)狀圖、地形圖為基礎(chǔ)進(jìn)行制圖。所使用的地形圖，應(yīng)有測(cè)繪單位對(duì)地形要素進(jìn)行修測(cè)和補(bǔ)測(cè)[4]。土地綜合整治測(cè)繪是通過野外數(shù)據(jù)采集獲取項(xiàng)目區(qū)的地形、地貌、地類和土地利用狀況等信息，并結(jié)合第二次全國土地調(diào)查成果制作土地利用現(xiàn)狀圖以滿足土地綜合整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)的需要為目的。

　　3、 GPS-RTK技術(shù)作業(yè)原理及土地綜合整治測(cè)繪的技術(shù)路線

　　3.1 GPS-RTK技術(shù)作業(yè)原理

　　GPS RTK 技術(shù)采用差分 GPS 三類( 位置差分、偽距差分和相位差分) 中的相位差分。GPS RTK 的工作原理是將一臺(tái)接收機(jī)置于基準(zhǔn)站上, 另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)置于流動(dòng)站上, 基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收同一時(shí)間相同 GPS 衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào), 基準(zhǔn)站所獲得的觀測(cè)值與已知位置信息進(jìn)行比較, 得到GPS差分改正值。然后將這個(gè)改正值及時(shí)地通過無線電數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)傳遞給流動(dòng)站以精化其 GPS 觀測(cè)值, 得到經(jīng)差分改正后流動(dòng)站較準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位置。利用相對(duì)定位原理，將這些觀測(cè)值進(jìn)行差分，削弱和消除軌道誤差、鐘差、大氣誤差等的影響，使實(shí)時(shí)定位精度大大提高。由此可知，RTK技術(shù)是建立在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站的載波相位基礎(chǔ)上的。與其它差分不同的是，基準(zhǔn)臺(tái)傳送的數(shù)據(jù)是偽距和相位的原始觀測(cè)值，用戶移動(dòng)接收機(jī)利用相對(duì)測(cè)量方法對(duì)基線求解、解算載波相位差分改正值，然后解算出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。

　　GPS-RTK技術(shù)作業(yè)原理如圖1所示。

　　圖1 GPS-RTK技術(shù)作業(yè)原理示意圖

　　3.2 土地綜合整治測(cè)繪的技術(shù)路線

　　土地綜合整治測(cè)繪的技術(shù)步驟主要包括:前期準(zhǔn)備、外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和圖形編輯與整飾等。

　　1) 前期準(zhǔn)備工作

　　前期準(zhǔn)備工作包括儀器設(shè)備的檢查和資料的搜集，資料搜集主要包括項(xiàng)目區(qū)控制成果資料、行政區(qū)劃資料、全國第二次土地調(diào)查資料和基本農(nóng)田資料等。

　　2) 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

　　采用1+2的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，即一臺(tái)接收機(jī)置于固定站點(diǎn)，兩臺(tái)接收機(jī)流動(dòng)采集地形地物特征點(diǎn)和地貌高程點(diǎn)保存在測(cè)量控制手簿中。基于土地綜合整治的要求，外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)，公路、鄉(xiāng)間道、田間道、河流溝渠、提水站、農(nóng)用機(jī)井、電力線路等要詳細(xì)測(cè)量。并做好相關(guān)文字注記以利于后期規(guī)劃設(shè)計(jì)參照。

　　3) 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

　　當(dāng)天采集的數(shù)據(jù)當(dāng)天傳入計(jì)算機(jī)，避免數(shù)據(jù)丟失。將測(cè)量控制簿通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接，運(yùn)用同步數(shù)據(jù)軟件，將數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)。

　　4) 圖形編輯與整飾

　　利用南方CASS7.1數(shù)字成圖軟件，根據(jù)實(shí)地繪制的草圖進(jìn)行內(nèi)業(yè)成圖。首先將采集的外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)位展繪，根據(jù)外業(yè)草圖進(jìn)行地物地形繪制。接著展繪高程點(diǎn)，構(gòu)建三角網(wǎng)，生成等高線。然后進(jìn)行圖形整飾，文字注記、修剪等高線等。最后加圖框，標(biāo)注作業(yè)單位和業(yè)主單位等。

　　4、 項(xiàng)目實(shí)例

　　4.1項(xiàng)目概述

　　新鄉(xiāng)市牧野區(qū)牧野鄉(xiāng)大朱莊等(2)個(gè)村土地綜合整治試點(diǎn)項(xiàng)目的范圍包括牧野鄉(xiāng)大朱莊、朱莊屯兩個(gè)行政村，大朱莊、朱莊屯位于牧野區(qū)中部，緊靠新鄉(xiāng)市區(qū)。項(xiàng)目區(qū)北至東黑堆村、西黑堆村，南至北環(huán)路，東至前辛莊村、玉河村。地理坐標(biāo)為東經(jīng)113° 53′25″～113° 55′07″，北緯35°20′16″——35°21′41″。項(xiàng)目建設(shè)總規(guī)模為433.27公頃。項(xiàng)目區(qū)地處平原，地勢(shì)平坦，地貌屬平原范疇，相對(duì)山地地貌而言，其地貌形態(tài)之間差異小，坡度為1/5000，相對(duì)高差一般小于1米，起伏不大。周圍無高大建筑。非常適合GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用。

　　該項(xiàng)目采用了3臺(tái)Trimble 5800雙頻GPS接收機(jī)，進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集。該接收機(jī)動(dòng)態(tài)標(biāo)稱精度為±10mm+1ppm，垂直精度為±20mm+1ppm。觀測(cè)模式采用非連續(xù)測(cè)量作業(yè)模式。設(shè)置儀器限差為△s: 0.05m，△h:0.08m。觀測(cè)次數(shù)為2次，觀測(cè)歷元為3s,存儲(chǔ)方式為手動(dòng)。

　　4.2基準(zhǔn)站設(shè)置

　　基準(zhǔn)站的選擇要求是能覆蓋整個(gè)作業(yè)區(qū)域，控制點(diǎn)穩(wěn)固，精度高;點(diǎn)位位置較高利于信號(hào)傳播;盡量避開變壓器、發(fā)射塔、高壓線路和大面積水域;交通便利，最后位于汽車能到達(dá)的地方，便于作業(yè)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)已有控制點(diǎn)精度及分布情況，選擇了大朱莊村委會(huì)辦公樓頂?shù)目刂泣c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行施測(cè)。GPS-RTK直接測(cè)量的成果為WGS84坐標(biāo)，而項(xiàng)目要求坐標(biāo)基準(zhǔn)為國家80坐標(biāo)系。我們?cè)谑�測(cè)前選取了4個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行了點(diǎn)校正。要求每次作業(yè)前都要選取已知控制點(diǎn)檢核后才能開始數(shù)據(jù)采集。

　　4.3外業(yè)數(shù)據(jù)采集

　　外業(yè)數(shù)據(jù)采集分為兩個(gè)小組同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，一個(gè)小組兩人，一人負(fù)責(zé)置尺，一人繪制草圖。觀測(cè)數(shù)據(jù)精度滿足限差要求時(shí)手動(dòng)保存，避免低精度數(shù)據(jù)影響成果質(zhì)量。繪制草圖人員不僅繪清地物點(diǎn)號(hào)的連接關(guān)系，還要標(biāo)注清溝渠寬度和水流方向、道路的等級(jí)和材質(zhì)、坑塘的深度、電力等級(jí)、農(nóng)用機(jī)井的水深及完好程度等。

　　4.4數(shù)據(jù)精度檢查

　　為了檢核GPS-RTK技術(shù)精度滿足土地綜合整治測(cè)繪項(xiàng)目的要求，項(xiàng)目部利用拓普康322全站儀(標(biāo)稱測(cè)角精度為2″，測(cè)距精度為2mm+2ppm×D)進(jìn)行了同點(diǎn)檢測(cè)。共抽取特征點(diǎn)8個(gè)，特征點(diǎn)均勻分布于項(xiàng)目區(qū)，最遠(yuǎn)點(diǎn)離基準(zhǔn)站1.55公里。兩種測(cè)量方式X方向最大差值-0.032m,Y方向最大差值0.029m,H方向最大差值 0.041m,檢測(cè)結(jié)果見表1。

　　由此可見GPS-RTK技術(shù)測(cè)量精度完全滿足土地綜合整治測(cè)繪項(xiàng)目的要求。

　　表1 GPS-RTK技術(shù)與全站儀同點(diǎn)觀測(cè)結(jié)果比較表

　　4.5內(nèi)業(yè)成圖及成果輸出

　　將測(cè)量控制手簿通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)相連，運(yùn)用同步數(shù)據(jù)軟件傳入計(jì)算機(jī)。利用南方CASS7.1數(shù)字成圖軟件，根據(jù)實(shí)地繪制的草圖進(jìn)行內(nèi)業(yè)成圖。根據(jù)土地綜合整治項(xiàng)目要求成圖比例尺為1:2000，地形要素分層按CASS7.1軟件自動(dòng)分層。主要包括控制點(diǎn)、居民地、道路、水系、電力通信、地類植被等。項(xiàng)目區(qū)土地綜合整治現(xiàn)狀圖如圖2所示。

　　圖2 項(xiàng)目區(qū)土地綜合整治現(xiàn)狀圖

　　5、 結(jié)束語

　　1).RTK 基準(zhǔn)站應(yīng)選在遠(yuǎn)離大功率電視塔、微波站、高頻大功率雷達(dá)和發(fā)射天線等干擾源，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間距離控制在5KM之內(nèi)。

　　2).測(cè)量過程中，盡可能地檢測(cè)一定數(shù)量測(cè)區(qū)內(nèi)和測(cè)區(qū)外圍的控制點(diǎn)，以便發(fā)現(xiàn)異常情況，剔除原控制網(wǎng)的粗差點(diǎn)，便于做好與已有地形圖或測(cè)區(qū)的接邊工作。

　　3). 測(cè)量時(shí)需采用一些方法來提高測(cè)量精度。如延長測(cè)量時(shí)間、選擇有利觀測(cè)時(shí)間、增加觀測(cè)次數(shù)或改變基準(zhǔn)站等。同精度兩次測(cè)量值的較差取3cm以下為宜。

　　4). 由于存在衛(wèi)星可見度、信號(hào)屏蔽等問題。會(huì)出現(xiàn)一些 RTK 失鎖現(xiàn)象，對(duì)此要重新初始化，并在初始化完成后觀測(cè)已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，對(duì)于出現(xiàn)連續(xù)失鎖現(xiàn)象的地區(qū)，應(yīng)使用全站儀進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的采集。

　　GPS-RTK技術(shù)能夠迅速采集三維坐標(biāo)，其精度和作業(yè)效率完全滿足土地綜合整治測(cè)繪項(xiàng)目的需要。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)展，土地稀缺性、不可再生性成為了制約發(fā)展的重要因素。農(nóng)村土地綜合整治作為節(jié)約集約用地的手段，引起了政府的高度重視。越來越多的農(nóng)村土地綜合整治項(xiàng)目即將實(shí)施，為GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用提供了廣闊的空間。

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