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

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0引言

農(nóng)村地籍測(cè)繪是厘清農(nóng)村土地權(quán)屬和開(kāi)展土地發(fā)證工作時(shí)必須進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)繪工作。以往，由于在農(nóng)村土地測(cè)繪中，對(duì)測(cè)繪技術(shù)的執(zhí)行不規(guī)范，造成測(cè)繪數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，加之隨著農(nóng)村土地使用時(shí)間的推移，地界逐漸變得模糊，在沒(méi)有一套準(zhǔn)確的地籍測(cè)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(wèn)題上經(jīng)常出現(xiàn)矛盾。最近進(jìn)行的農(nóng)村集體土地使用權(quán)的測(cè)繪中，RTK發(fā)揮著主力軍的作用。本文將運(yùn)用RTK技術(shù)對(duì)河北省香河縣村鎮(zhèn)土地進(jìn)行測(cè)繪，旨在通過(guò)規(guī)范、精確的地籍測(cè)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(jì)過(guò)程中的矛盾沖突，確保地籍統(tǒng)計(jì)工作順利實(shí)施。

1RTK的基本原理

RTK又稱(chēng)載波相位差分技術(shù)，是在兩臺(tái)靜態(tài)型測(cè)量?jī)x器間加上一套無(wú)線(xiàn)電數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)（又稱(chēng)數(shù)據(jù)鏈），將相對(duì)獨(dú)立的GPS信號(hào)接收系統(tǒng)連成一個(gè)有機(jī)整體?；鶞?zhǔn)站把接收到的衛(wèi)星信息（包括偽距和載波相位觀(guān)測(cè)值）和基準(zhǔn)站的一些信息（基準(zhǔn)站坐標(biāo)，天線(xiàn)高等）都通過(guò)通訊系統(tǒng)送到流動(dòng)站，流動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站傳送的衛(wèi)星數(shù)據(jù)后，把基準(zhǔn)站信息傳到控制器內(nèi)，將基準(zhǔn)站的觀(guān)測(cè)信號(hào)與本身接收到的信號(hào)進(jìn)行差分處理，就可求得兩站間的基線(xiàn)值，同時(shí)輸入相應(yīng)的坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù)，就可求得實(shí)用的未知點(diǎn)坐標(biāo)。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(shí)際工作中要保持衛(wèi)星信號(hào)不失鎖，使用盡可能高的波特率，如9600bps。

2RTK的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

①提高了測(cè)繪精度：rtk測(cè)量不存在象全站儀測(cè)繪一樣的誤差累積，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的精度都是不相關(guān)的，這就提高了測(cè)繪精度。②控制點(diǎn)之間不需要通視：RTK測(cè)量是對(duì)觀(guān)測(cè)衛(wèi)星的實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)來(lái)獲取地面點(diǎn)的坐標(biāo)，不象全站儀測(cè)繪那樣需要地面控制點(diǎn)之間的通視，這就減少了觀(guān)測(cè)條件，提高了作業(yè)效率。③作業(yè)方法簡(jiǎn)單：全站儀測(cè)量需要布設(shè)圖根控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)繪，而RTK測(cè)量則減少了上述作業(yè)工序，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率。

3RTK觀(guān)測(cè)的質(zhì)量控制

RTK測(cè)量容易出錯(cuò)，因此，在實(shí)際測(cè)量工作中應(yīng)加強(qiáng)檢核，下面，介紹一些RTK測(cè)量的質(zhì)量控制方法：

3.1已知點(diǎn)檢核法：轉(zhuǎn)換參數(shù)解出后，利用解出的轉(zhuǎn)換參數(shù)測(cè)定一些已知點(diǎn)，用測(cè)出的坐標(biāo)與已知控制點(diǎn)坐標(biāo)相比較，以此來(lái)檢核轉(zhuǎn)換參數(shù)的可靠性。

3.2復(fù)測(cè)比較法：這種方法包括兩方面的含義：①兩個(gè)基準(zhǔn)站之間應(yīng)有一定數(shù)量的重合點(diǎn)作為檢查點(diǎn)。②每次啟動(dòng)基準(zhǔn)站后，應(yīng)復(fù)測(cè)幾個(gè)已測(cè)過(guò)的RTK點(diǎn)，以此進(jìn)行比較檢查。

3.3穿線(xiàn)比較法：在每一個(gè)基準(zhǔn)站測(cè)量成果的基礎(chǔ)上，選定2-3個(gè)已測(cè)RTK點(diǎn)來(lái)組成一條新的RTK測(cè)量鏈，把新測(cè)成果與原測(cè)量成果相比較，以此來(lái)檢查原RTK成果的可靠性。

3.4電臺(tái)變頻法：在兩個(gè)不同的基準(zhǔn)站上發(fā)射不同頻率的差分改正數(shù)，依靠流動(dòng)站的變頻開(kāi)關(guān)的切換可以收到兩個(gè)基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)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(cè)區(qū)選定一定數(shù)量的高等控制點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行RTK觀(guān)測(cè)，求解其WGS-84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)系坐標(biāo)，利用后處理軟件或內(nèi)置的實(shí)時(shí)處理軟件求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)?？刂泣c(diǎn)精度和RTK測(cè)量時(shí)的誤差都會(huì)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(diǎn)精度較高并且均勻分布在測(cè)區(qū)周?chē)?，一?～6點(diǎn)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(cè)量時(shí)，測(cè)量范圍應(yīng)在控制點(diǎn)校正范圍內(nèi)，否則，將引起較大的誤差。

4.2基準(zhǔn)站的誤差：基準(zhǔn)站的對(duì)中，整平以及基準(zhǔn)站周?chē)沫h(huán)境都會(huì)影響流動(dòng)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(xiàn)高度，地球曲率和大氣折射的影響，所以，基準(zhǔn)站應(yīng)遠(yuǎn)離各種強(qiáng)電磁干擾源，同時(shí)，基準(zhǔn)站周?chē)鸁o(wú)明顯的大面積水域以減小多路徑的影響，而且，基準(zhǔn)站和天線(xiàn)間無(wú)大的樓房等遮擋物，天線(xiàn)盡量設(shè)置高些，以提高傳輸距離。實(shí)踐表明，氣象元素的測(cè)定誤差（溫度，氣壓等）對(duì)對(duì)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(cè)定。

4.3基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的距離誤差：當(dāng)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的距離較短時(shí)，基準(zhǔn)站的誤差影響可通過(guò)觀(guān)測(cè)值的差分處理得到減?。划?dāng)二者之間的距離較長(zhǎng)時(shí)，其觀(guān)測(cè)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(guān)測(cè)時(shí)要注意衛(wèi)星的圖形強(qiáng)度，當(dāng)接收到5顆以上衛(wèi)星，PDOP<6時(shí)，才能進(jìn)行RTK觀(guān)測(cè)；基準(zhǔn)站的整平、量高要準(zhǔn)確；對(duì)中桿上的水準(zhǔn)器必須定期嚴(yán)格校正。

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

5.1測(cè)繪項(xiàng)目概況我們所做的項(xiàng)目在京津之間的河北省香河縣五百戶(hù)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(jí)地籍測(cè)繪工作。在本次地籍測(cè)繪中，我們抽取了有代表性的10個(gè)村，600個(gè)界址點(diǎn)，運(yùn)用上述RTK測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了地籍坐標(biāo)分析，最終得到表1所示的測(cè)繪結(jié)果。

5.2測(cè)繪方案及測(cè)繪流程由于通視條件很差，加之時(shí)間緊迫，單純采用傳統(tǒng)常規(guī)測(cè)量方法，如全站儀或測(cè)距儀的全野外數(shù)字化測(cè)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(cè)地形為主，按照上文所述技術(shù)措施逐步施測(cè)，在局部房屋稠密、GPS信號(hào)較差地區(qū)配合使用全站儀。測(cè)繪流程：四等GPS網(wǎng)布測(cè)→一級(jí)GPS網(wǎng)布測(cè)→二級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)布測(cè)→四等水準(zhǔn)測(cè)量→圖根控制測(cè)量（共布設(shè)27個(gè)圖根導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)）

5.3測(cè)繪結(jié)果本次農(nóng)村宅基地地形測(cè)繪工作中，充分發(fā)揮了GPSRTK的技術(shù)特點(diǎn)，既節(jié)省了人力物力，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高了工作效率，縮短了有效工作時(shí)間，高質(zhì)量地完成了這次測(cè)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(jì)資料，有針對(duì)性的開(kāi)展了農(nóng)村地籍統(tǒng)計(jì)與審核工作，進(jìn)一步厘清了農(nóng)村集體土地權(quán)屬問(wèn)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(diǎn)定位的出現(xiàn)，節(jié)約了人們的成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。精密單點(diǎn)定位：利用載波相位觀(guān)測(cè)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(lái)進(jìn)行高精度單點(diǎn)定位的方法。該方法目前在靜態(tài)方面比較成熟，在動(dòng)態(tài)方面正在完善之中。廣域差分增強(qiáng)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(hù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)只需GPS接收機(jī)就可收到差分改正信息，無(wú)需其他設(shè)備，同時(shí)，提高了導(dǎo)航的精度和可靠性。局域增強(qiáng)系統(tǒng)（localareaaugmentationsystem）LASS:在需要高精度定位的區(qū)域周?chē)⑷舾蓚€(gè)基準(zhǔn)站，這些站也和衛(wèi)星一樣發(fā)射C/A碼測(cè)距信號(hào)和差分改正信號(hào)，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(qiáng)了信號(hào)的覆蓋面，使接收設(shè)備簡(jiǎn)單廉價(jià)同時(shí)提高了定位精度。

7結(jié)論

RTK測(cè)繪技術(shù)在河北省香河縣地籍測(cè)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(cè)繪技術(shù)的實(shí)用性。隨著各種新技術(shù)的應(yīng)用，RTK正朝著遠(yuǎn)距離，高精度的方向發(fā)展，在工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)，大型建筑和構(gòu)件的自動(dòng)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(xún)服務(wù)有限公司