土地測量中gps實時動態技術的應用研究
Research on the Application of GPS Real-time Dynamic Technology in Land Survey
趙元元 ZHAO Yuan-yuan；殷行 YIN Hang
（華北地質勘查局五一九大隊，保定 071000）
（519 Team of North China Geological Exploration Bureau，Baoding 071000，China）
摘要：土地測量是對土地進行管理的基礎工作，其中包含很多細緻的測量作業環節，例如，地籍測繪、土地出讓轉讓、土地使用違規情況調查等。從目的上看，土地測量主要就是為了進一步核實確定土地的相關權利歸屬問題。在實際測量作業過程中，需要對土地進行設置界樁，該過程對測量的精確度要求非常高，並且需要設置的界樁數量較多。因此，需要更加準確、先進的測量工具。基於此，本文主要對 GPS實時動態技術的原理構成進行分析，探討GPS實時動態技術在土地測量中的運用，以便促使 GPS實時動態技術在土地測量中發揮出更大的作用。
Abstract: Land survey is the basic work of land management, which contains a lot of detailed survey work, such as cadastral surveying and mapping, land transfer, illegal land use investigation, etc. The purpose of land survey is to further confirm the related rights of land ownership. In the process of actual measurement work,it is necessary to set the boundary markers of land, which has very high requirement for measurement accuracy, and there is a large number of boundary markers need to set up. Therefore, more accurate and advanced measuring tools are required. Based on this, this paper analyzes the principle of GPS real-time dynamic technology, discusses the application of GPS real-time dynamic technology in land survey, in order to make GPS real-time dynamic technology play a bigger role in land survey.
關鍵詞 ：土地籍測量；國土資源管理；地測量；GPS；實時動態技術
Key words: land survey；land and resources management；land measurement；GPS；real-time dynamic technology
中圖分類號：F301文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）20-0161-02
0引言
土地測量作業，是一項精確度要求很高的工作。尤其是對於界樁的確定，更是難度很大，使用一般的測量技術，很難達到相關測量標準的要求。根據這種情況，在本文的研究中，採用更為先進的測量技術，即GPS定位技術，這種技術不但測量的精確度很高，而且還可以實現對控制點數量的時時控制，相較於常規的測量方法，這種測量技術有著一定的優越性。
1GPS 實時動態技術的基本原理及其系統構成
在實際測量作業過程中，GPS 實時動態技術測量系統主要需要用到如下三個方面的系統。第一，衛星信號系統。衛星信號系統，一般有若干個GPS 接收機，這些接收機基本上都安裝在基準站和流動站上，如果基準站服務的用戶是多個，則需要使用雙頻GPS接收機，因為需要保證採樣率同流動站的採樣率一致。第二，軟體解算系統。通過使用軟體解算系統，可以更加精確的控制和保障實時動態測量的結果，這對於提高最終測量結果的準確率，有著非常重要的影響。第三，數據傳輸系統。數據傳輸系統，主要是將發射裝置的相關數據，順利傳輸給數據站的相應接受裝置，在傳輸過程中，保障數據的完整性、準確性。
2GPS實時動態技術優勢分析
2.1 操作較方便，容易使用
對於測量技術人員來說，在使用GPS實時動態測量技術時，相關數據的處理比較簡單，一般的普通工作者就能勝任，並且一些儀器的安裝、搬遷也比較省時省力，使用相對容易。
2.2 定位精度比較高，數據安全可靠
GPS實時動態技術，其最大的優勢在於測量的準確性較高。對於土地測量的定位精度很高，相關的測量數據、統計分析結果，在傳輸過程中，效率很高。對於沒有提前設計控制點或者在土地的控制點遭到破壞的情況下，也可以迅速的的完成測量，實現對相關測量目標的準確定位。
2.3 作業效率很高，節省人力成本
使用該系統進行測量，在相同的測量條件下，投入較少的測量人員，即可完成測量作業。並且對於複雜的地形，該系統的數據採集效率很高，通過智能化的數據分析，大大減少了人工計算數據的負擔。總體上來看，使用GPS實時動態技術測量，可以降低測量成本。
3GPS 實時動態技術在土地測量中的應用
3.1 測量前的準備工作
測量技術人員，在實際測量工作開始前，要做好相關測量儀器設備的熟悉工作，掌握好GPS接收機的使用技術原理和基本的操作方法，弄清楚系統數據處理軟體的工作原理，熟悉常見的差分軟體使用方法。野外測量要遵循一定的操作規程，在作業過程中，要給各個作業隊伍分配好任務。在詳細了解土地地形、植被覆蓋情況下，按照測量的基本規程，設計符合測量目標的具體測量流程。
3.2 引入地籍細部測量系統
地籍細部測量是土地地籍調查工作中，用到的重要測量技術。在該測量系統測量作業過程中，會對土地權屬問題、土地形狀、線狀位置等做到準確詳細的測量記錄，是保障地籍權責歸屬正確的重要保障。在我國土地測量的相關管理標準規定中，對於城鎮街坊外圍界址點和街坊內明顯界址點之間的距離的誤差，有著詳細的規定，即一般不允許大於10米。GPS實時動態技術還可以進一步升級，實現與地籍細部測量系統技術與解析交會法、圖解交會法的測量技術的結合，這樣就可以進一步提高地基細部的實際測量準確率，並且提高整個測量作業過程的效率。
3.3 選擇合理的測量點位
測量點的選擇，對於測量的準確率和測量作業的效率有著非常直接的影響，因此，在實際測量作業之前，要使用科學的技術工具，選擇合理的測量點位。測量點的常用選址方式主要有土圖形選址和點位選址，根據實際測量經驗來看，在GPS實時動態技術在土地測量中，效果較好的是點位選址方式。
3.4 GPS實時動態技術中的控制網的加密
地籍測量過程中，技術人員可以根據實際需要，合理掌握控制點的疏密程度，一般來說，對於精確度要去較高的測量作業，可以適當增多控制點的數量。不過在有的情況下，也並一定需要設置控制點，例如在單機絕對定位時，系統已經有了相關的點位的實際數據，這就不需要設置新的控制點位。不過考慮到差分計算的要求以及GPS數據和土地詳查等相關因素，在對GPS的數據進行疊加配準時，要進行坐標轉換。在這種情況下，在測區內就需要建立相應標準的測繪控制點。
4實例分析
4.1 測量區域概況
測區以城市中心為原點，向城市周邊延伸，面積在30km2左右。測區內有一個二等三角點，六個GPS-D級控制點。並且上述相關的點位準確完整，能夠滿足實際測量的相關需要。
4.2 作業組織
測區的組織結構主要是街坊、產礦區和一些自然行政村，因此，在作業組織過程中，可以查閱相關組織內部的地籍資料，以原來測量的1/500地籍圖作為工作用圖，用於實地對照界址點位置。測區採用全站儀測量與RTK測量相結合的分組測量模式。RTK測量使用3台GPS接收機(標稱精度為10mm+1×10-6作業，採用1+2作業模式，基準站作業員1名，實時觀察基準站的工作狀態，以確保其工作正常；移動站每台2名作業員，其中1人負責尋找界址點，另1人負責界址點的RTK測量。工作組由3人組成，其中1人畫草圖，1人操作儀器，1人放菱鏡。
4.3 RTK 定位精度的試驗
由於測區範圍較小（約30km2），根據基準站設置的要求，基準站僅設置1個，選擇在地勢較高的GPS-D控制點（建築物上）。為了驗證RTK接收機的定位精度，測量採用RTK接收機1+1配置，即1台參考站與1台流動站，選取1個GPS RTK測量基準點，架設RTK基準站，流動站在離基準站5km範圍內，有目的地施測了原城市宗地權屬界址點共計25個點，並將RTK測量結果與全站儀測量結果比較，其定位精度統計如表1所示。表中只列6個點較差，全網25個點都進行比較，進一步計算其平面最弱點中誤差為±15mm。從實驗結果可知，RTK實時測量的平面精度與全站儀測量的定位精度相當，可以認為GPS RTK測量結果的點位精度達到厘米級。
4.4 RTK 技術界址點坐標測量
在試驗取得成功的基礎上，以RTK基準框架網點為基礎，分別架設CPS基準站，使用l+2工作模式，用2套GPS RTK接收機作為流動站進行測量。由於所用GPS RTK系統的發射電台只有4W，十分省電，中途不需更換電池，就可使用1d，開機後，可以無人職守，十分方便。流動站在第1次測量時，在1個已知點上作RTK測量，其測量結果與已知點進行比較，從而檢查RTK系統是否工作正常及基準站坐標輸入是否正確。最後，將GPS獲得的數據處理後直接錄入計算機，可及時精確地獲得界址點圖形信息，精確地製作宗地圖、地籍圖，計算宗地面積等。
5結束語
土地測量是一項複雜精細的工作，隨著新的測量技術的進步，地籍測量的精確度和可靠度也越來越高。在本文的研究過程中，重點對GPS實時動態技術的應用進行了深入分析，指出了其測量作業過程中，要注意的一些要點。現代測量技術在作業過程沖，不僅要注意提高實際測量的精確度，還要注意降低人員的使用數量，降低測量成本。
參考文獻：
[1]徐紹銓，張華海.GPS測量原理及應用[J].武漢測繪科技大學學報，2011，15（08）：134-135.
[2]尤秋陽.GPS RTK技術在地籍測量中的應用[J].測繪信息與工程，2013（5）：3l，32．
[3]胡芳芳，李潔，王國強.數字化測繪技術在土地測量中的應用淺談[J].中華民居（下旬刊）.2014（03）.
[4]韋斯斯，莫芳林，喬湘淑.土地測量工作中GPS技術的應用[J].中國新技術新產品，2010（19）.
[5]趙建虎，董江，柯灝，張紅梅.遠距離高精度GPS潮汐觀測及垂直基準轉換研究[J].武漢大學學報（信息科學版），2015（06）.
[6]段榮，趙修斌，龐春雷，李媛.改進的GPS整周模糊度動態快速解算[J].華中科技大學學報（自然科學版），2014（09）.
Research on the Application of GPS Real-time Dynamic Technology in Land Survey
趙元元 ZHAO Yuan-yuan；殷行 YIN Hang
（華北地質勘查局五一九大隊，保定 071000）
（519 Team of North China Geological Exploration Bureau，Baoding 071000，China）
摘要：土地測量是對土地進行管理的基礎工作，其中包含很多細緻的測量作業環節，例如，地籍測繪、土地出讓轉讓、土地使用違規情況調查等。從目的上看，土地測量主要就是為了進一步核實確定土地的相關權利歸屬問題。在實際測量作業過程中，需要對土地進行設置界樁，該過程對測量的精確度要求非常高，並且需要設置的界樁數量較多。因此，需要更加準確、先進的測量工具。基於此，本文主要對 GPS實時動態技術的原理構成進行分析，探討GPS實時動態技術在土地測量中的運用，以便促使 GPS實時動態技術在土地測量中發揮出更大的作用。
Abstract: Land survey is the basic work of land management, which contains a lot of detailed survey work, such as cadastral surveying and mapping, land transfer, illegal land use investigation, etc. The purpose of land survey is to further confirm the related rights of land ownership. In the process of actual measurement work,it is necessary to set the boundary markers of land, which has very high requirement for measurement accuracy, and there is a large number of boundary markers need to set up. Therefore, more accurate and advanced measuring tools are required. Based on this, this paper analyzes the principle of GPS real-time dynamic technology, discusses the application of GPS real-time dynamic technology in land survey, in order to make GPS real-time dynamic technology play a bigger role in land survey.
關鍵詞 ：土地籍測量；國土資源管理；地測量；GPS；實時動態技術
Key words: land survey；land and resources management；land measurement；GPS；real-time dynamic technology
中圖分類號：F301文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）20-0161-02
0引言
土地測量作業，是一項精確度要求很高的工作。尤其是對於界樁的確定，更是難度很大，使用一般的測量技術，很難達到相關測量標準的要求。根據這種情況，在本文的研究中，採用更為先進的測量技術，即GPS定位技術，這種技術不但測量的精確度很高，而且還可以實現對控制點數量的時時控制，相較於常規的測量方法，這種測量技術有著一定的優越性。
1GPS 實時動態技術的基本原理及其系統構成
在實際測量作業過程中，GPS 實時動態技術測量系統主要需要用到如下三個方面的系統。第一，衛星信號系統。衛星信號系統，一般有若干個GPS 接收機，這些接收機基本上都安裝在基準站和流動站上，如果基準站服務的用戶是多個，則需要使用雙頻GPS接收機，因為需要保證採樣率同流動站的採樣率一致。第二，軟體解算系統。通過使用軟體解算系統，可以更加精確的控制和保障實時動態測量的結果，這對於提高最終測量結果的準確率，有著非常重要的影響。第三，數據傳輸系統。數據傳輸系統，主要是將發射裝置的相關數據，順利傳輸給數據站的相應接受裝置，在傳輸過程中，保障數據的完整性、準確性。
2GPS實時動態技術優勢分析
2.1 操作較方便，容易使用
對於測量技術人員來說，在使用GPS實時動態測量技術時，相關數據的處理比較簡單，一般的普通工作者就能勝任，並且一些儀器的安裝、搬遷也比較省時省力，使用相對容易。
2.2 定位精度比較高，數據安全可靠
GPS實時動態技術，其最大的優勢在於測量的準確性較高。對於土地測量的定位精度很高，相關的測量數據、統計分析結果，在傳輸過程中，效率很高。對於沒有提前設計控制點或者在土地的控制點遭到破壞的情況下，也可以迅速的的完成測量，實現對相關測量目標的準確定位。
2.3 作業效率很高，節省人力成本
使用該系統進行測量，在相同的測量條件下，投入較少的測量人員，即可完成測量作業。並且對於複雜的地形，該系統的數據採集效率很高，通過智能化的數據分析，大大減少了人工計算數據的負擔。總體上來看，使用GPS實時動態技術測量，可以降低測量成本。
3GPS 實時動態技術在土地測量中的應用
3.1 測量前的準備工作
測量技術人員，在實際測量工作開始前，要做好相關測量儀器設備的熟悉工作，掌握好GPS接收機的使用技術原理和基本的操作方法，弄清楚系統數據處理軟體的工作原理，熟悉常見的差分軟體使用方法。野外測量要遵循一定的操作規程，在作業過程中，要給各個作業隊伍分配好任務。在詳細了解土地地形、植被覆蓋情況下，按照測量的基本規程，設計符合測量目標的具體測量流程。
3.2 引入地籍細部測量系統
地籍細部測量是土地地籍調查工作中，用到的重要測量技術。在該測量系統測量作業過程中，會對土地權屬問題、土地形狀、線狀位置等做到準確詳細的測量記錄，是保障地籍權責歸屬正確的重要保障。在我國土地測量的相關管理標準規定中，對於城鎮街坊外圍界址點和街坊內明顯界址點之間的距離的誤差，有著詳細的規定，即一般不允許大於10米。GPS實時動態技術還可以進一步升級，實現與地籍細部測量系統技術與解析交會法、圖解交會法的測量技術的結合，這樣就可以進一步提高地基細部的實際測量準確率，並且提高整個測量作業過程的效率。
3.3 選擇合理的測量點位
測量點的選擇，對於測量的準確率和測量作業的效率有著非常直接的影響，因此，在實際測量作業之前，要使用科學的技術工具，選擇合理的測量點位。測量點的常用選址方式主要有土圖形選址和點位選址，根據實際測量經驗來看，在GPS實時動態技術在土地測量中，效果較好的是點位選址方式。
3.4 GPS實時動態技術中的控制網的加密
地籍測量過程中，技術人員可以根據實際需要，合理掌握控制點的疏密程度，一般來說，對於精確度要去較高的測量作業，可以適當增多控制點的數量。不過在有的情況下，也並一定需要設置控制點，例如在單機絕對定位時，系統已經有了相關的點位的實際數據，這就不需要設置新的控制點位。不過考慮到差分計算的要求以及GPS數據和土地詳查等相關因素，在對GPS的數據進行疊加配準時，要進行坐標轉換。在這種情況下，在測區內就需要建立相應標準的測繪控制點。
4實例分析
4.1 測量區域概況
測區以城市中心為原點，向城市周邊延伸，面積在30km2左右。測區內有一個二等三角點，六個GPS-D級控制點。並且上述相關的點位準確完整，能夠滿足實際測量的相關需要。
4.2 作業組織
測區的組織結構主要是街坊、產礦區和一些自然行政村，因此，在作業組織過程中，可以查閱相關組織內部的地籍資料，以原來測量的1/500地籍圖作為工作用圖，用於實地對照界址點位置。測區採用全站儀測量與RTK測量相結合的分組測量模式。RTK測量使用3台GPS接收機(標稱精度為10mm+1×10-6作業，採用1+2作業模式，基準站作業員1名，實時觀察基準站的工作狀態，以確保其工作正常；移動站每台2名作業員，其中1人負責尋找界址點，另1人負責界址點的RTK測量。工作組由3人組成，其中1人畫草圖，1人操作儀器，1人放菱鏡。
4.3 RTK 定位精度的試驗
由於測區範圍較小（約30km2），根據基準站設置的要求，基準站僅設置1個，選擇在地勢較高的GPS-D控制點（建築物上）。為了驗證RTK接收機的定位精度，測量採用RTK接收機1+1配置，即1台參考站與1台流動站，選取1個GPS RTK測量基準點，架設RTK基準站，流動站在離基準站5km範圍內，有目的地施測了原城市宗地權屬界址點共計25個點，並將RTK測量結果與全站儀測量結果比較，其定位精度統計如表1所示。表中只列6個點較差，全網25個點都進行比較，進一步計算其平面最弱點中誤差為±15mm。從實驗結果可知，RTK實時測量的平面精度與全站儀測量的定位精度相當，可以認為GPS RTK測量結果的點位精度達到厘米級。
4.4 RTK 技術界址點坐標測量
在試驗取得成功的基礎上，以RTK基準框架網點為基礎，分別架設CPS基準站，使用l+2工作模式，用2套GPS RTK接收機作為流動站進行測量。由於所用GPS RTK系統的發射電台只有4W，十分省電，中途不需更換電池，就可使用1d，開機後，可以無人職守，十分方便。流動站在第1次測量時，在1個已知點上作RTK測量，其測量結果與已知點進行比較，從而檢查RTK系統是否工作正常及基準站坐標輸入是否正確。最後，將GPS獲得的數據處理後直接錄入計算機，可及時精確地獲得界址點圖形信息，精確地製作宗地圖、地籍圖，計算宗地面積等。
5結束語
土地測量是一項複雜精細的工作，隨著新的測量技術的進步，地籍測量的精確度和可靠度也越來越高。在本文的研究過程中，重點對GPS實時動態技術的應用進行了深入分析，指出了其測量作業過程中，要注意的一些要點。現代測量技術在作業過程沖，不僅要注意提高實際測量的精確度，還要注意降低人員的使用數量，降低測量成本。
參考文獻：
[1]徐紹銓，張華海.GPS測量原理及應用[J].武漢測繪科技大學學報，2011，15（08）：134-135.
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[4]韋斯斯，莫芳林，喬湘淑.土地測量工作中GPS技術的應用[J].中國新技術新產品，2010（19）.
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[6]段榮，趙修斌，龐春雷，李媛.改進的GPS整周模糊度動態快速解算[J].華中科技大學學報（自然科學版），2014（09）.
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