时间：2013-11-30 分类：应用电子
摘要：本文以GPS RTK技术在土地整理测绘的中的应用实践，对GPS RTK技术在土地整理测绘中的应用进行了尝试和探讨，得出GPS RTK技术完全可以应用于土地整理测绘。
关键词：GPS RTK ; 土地整理 ; 测量
引言
随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展，RTK测量技术也日益成熟，且以其精度高、实时性和高效性，在工程测绘中的应用领域越来越广。作为野外数据采集的有效手段之一，GPS RTK技术应用于土地整理测绘中既满足精度要求和测量数据的现势性，又能全面提高土地整理工作的现代化水平，具有广阔的应用前景。
1、GPS RTK测量技术简介
GPS RTK是GPS测量技术与数据传输技术的结合，是GPS接收设备、数据传输设备和软件系统的集成，其配置包括以下3部分：(1)基准站接收机;(2)移动站接收机;(3)数据链。
基准站接收机设在观测条件好的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。
随着GPS RTK测量技术与当代通讯技术的发展，逐渐能够利用网络传输数据链，称为网络RTK，此技术解决了长距离传输数据链的问题，经过几年的实践，认为此方法在合适的作业条件和方法下，10公里以内有较高的精度和效率。
GPS测量软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。RTK测量技术除具有GPS测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。实时动态定位如采用快速静态测量模式，在15km范围内，其定位精度可达1～2cm，可用于城市的控制测量。RTK测量系统的开发成功，为GPS测量工作的可靠性和高效率提供了保障，这对GPS测量技术的发展和普及具有重要的现实意义。
2、土地整理测绘概述
土地整理测绘是开展土地整理项目的前期行为，是获取和表达土地整理项目区位置、形状、数量和利用状况等地籍信息要素，提供土地整理现状图和土地整理规划设计底图的专题地籍测绘;是以满足土地整理可行性研究、项目规划设计、工程量概算、施工放样和土地整理规划设计的实施以及土地开发对土地利用现状、地形状况等空间基础地理信息的需要而进行的一项技术性较强的基础性测绘工程。
土地整理数据信息获取的方式主要包括社会调查与统计、现场踏勘、原始图件判读、遥感卫星图件等扫描数字化、白纸测图、传统测量(经纬仪加水准仪，全站仪)和现代化测量(GPS技术，数字摄影测量与遥感测量等)。目前，国家投资的土地整理测绘对象主要为基本农田，这就决定了测绘环境是野外空旷的农村土地，其特点为:视野开阔，高大建筑物较少，无大的干扰信息源，能够接收较强的信号等。
3、GPS RTK技术作业与土地整理测绘的有机应用
GPS RTK技术能够实时实地测量并显示点位3维坐标数据，为土地整理测绘工作的可靠性和高效率提供了保障。当前土地开发整理所要求的绘图比例尺一般为1：10000，1：5000或1：2000，这对于一定范围内精度可以达到厘米级的GPS RTK技术将完全满足要求。GPS RTK技术应用于土地整理测绘中，根据土地整理可行性研究、项目规划设计、预算和施工放样等工作要求，主要用于地类边界、电力通讯等基础设施、陡坎、行政界线、权属界线、控制点、独立地物及其他要素的测量，高程点加密，沟渠、道路横断面测量等。
基于GPS RTK技术的土地整理测绘技术流程主要包括前期准备阶段、GPS RTK外业数据采集阶段、GPS数据传输处理阶段、图形编辑处理阶段和图幅整饰阶段等。
3.1 前期准备阶段
基础地理资料、行政界限资料、基本农田资料、各种数据及其他相关资料等的收集，土地整理测绘作业指导书制定编写，外业调查人员与内业数字化人员组织培训，测量仪器、计算机及其他外部设备等的检测，GPS RTK测量精度检验等。
3.2 GPS RTK外业数据采集阶段
采用连续测量和非连续测量两种方式对特征点、点状地物和地类边界等测量。
3.3 GPS数据传输处理阶段
将测量控制器与计算机连接，通过GPS数据传输软件将每天采集的数据文件导入计算机并存储为一定的格式，以日期+组名作为文件名。
3.4 图形编辑处理阶段
南方CASS数字化地形地籍成图软件接收TGO导出的一定格式的数据文件，在计算机屏幕上显示为大量的数据点，根据外业草图进行地物编辑、地形绘制;构建三角网，生成等高线;地类符号填充，统计各土地利用类型总面积和分区面积。
3.5 图幅整饰阶段
协调图名、图号、图廓线、坐标系、成图比例尺、制图单位及其他辅助说明。
4、GPS RTK在土地整理规划工程测量中的应用实例分析
本文以新疆且末县琼库勒乡二宗地土地整理规划工程测量中GPS RTK测量技术的应用为例，阐述该技术的应用情况。该乡充分利用近几年水毁耕地形成的滩涂和原有未开发的未利用土地，合理开发整理成适宜农作物生长的优质高产田，增加耕地面积，发挥项目区地理、土壤、气候及区位等优势，种植适宜生长的棉花、红枣发展特色高效农业，改善生态环境，提高土地生产力，增加经济收入，促进区域经济发展。#p#分页标题#e#
2011年10月，应且末县琼库勒乡委托，设计人员对该乡土地整理规划工程实施了勘测设计，在该工程的勘测中，由于交通不便，树木密集，土地种类较多，分布区域狭长等工作量繁杂原因，采用常规测量手段施测十分困难，很难在短时间内完成测量工作，以满足业主单位对测量工作的要求。
为此，采用GPS RTK测量技术作为本测区的实测技术手段，在充分调研论证并通过试验检测认证的基础上全面实施，大大提高了测绘工作的速度和效益，缩短了近一半的工期，取得了比较好的效果。
采用Trimble GPS RTK设备，选取精度高、可靠性好的基本控制网点作为RTK测量的工作基准点，在试用试验阶段，针对所选用的GPS仪器，得出了该城区流动站在作用距离为4km范围内，能高质量、清晰地接收基准站发出的数据。以此为参考数据，选定了分布于该城区的城市D级GPS三维控制网点3个，组成本次工程测量工作的基准框架网，并利用12个控制点的WGS-84坐标系和1980西安成果计算出用于GPS RTK测量的坐标转换参数。
为了证实GPS RTK技术应用于土地整理测绘的可操作性，我们对测量精度进行实地检验。南方NTS352的测角精度为1"，测距精度为3mm+2ppm*D(D为距离)，其精度相当高。在项目区内选取6个特征点进行全站仪与GPS RTK技术比较，最远特征点距离基准站3km。两种测量结果比较显示，ΔX相差最大为0.025m，ΔY相差最大为0.031m，ΔZ相差最大为0.048m。GPS RTK技术属于流动性作业，由于天线高误差、测距杆偏心等，平面精度一般在0.050m以内。由此可见，RTK技术的精度完全满足土地整理测绘中碎部点的要求。
为了保证数据理性存储、内业成图的方便以及最后数据检核，进行数据采集之前，在Trimble R8-2双频GPS接收机手簿上以约定的名称建立项目文件来存储当天采集的数据，而且野外数据测量时所画草图上也应注明相应的文件名称。测量过程中，主要根据工程建设内容重点从土地平整、农田水利、道路、林带及电力几个方面进行测量，在草图上标注沟渠的宽度、深度、水流方向，道路的宽度、等级，坑塘的深度、硬化与否，电力通讯设施等级，地类界两边的土地类型，堤坎高度等，对于高度大的堤坎，要在堤坎顶部和底部都测设高程点，以保证等高线的真实性。根据规划设计要求，对灌排渠道、道路进行水准高程测量每隔一定的长度需要测量一个纵、横断面，桥、涵、闸等构筑物位置及原高程。
根据土地整理项目特点及后续工作要求，成果图主要要素分层为:项目区边界，村界，乡界，县界，坟地边界，菜地边界，林地边界，居民地边界，水系及其附属设施，地类界(旱地、水田)，居民地填充，水系填充，高速公路，管线设施，陡坎，控制点，高程点，等高线，图廓，注记及其他等。
在南方CASS7.1数字化地形地籍成图软件环境下，导入野外测点数据文件，依据草图内容，进行地类图斑和现状地物绘制。绘制土地整理现状图，须参考相应比例尺地形图和地籍图成图标准，既要满足土地整理设计的要求，又要满足土地整理施工的要求。
5、结论
GPS RTK技术在土地整理测绘的应用实践，为土地资源的可持续利用提供了一种强有力的技术手段，同时也为GPS RTK技术在其他领域的应用积累了丰富而有益的经验。随着GPS，RS，GIS技术、现代信息技术和网络技术的发展和日趋完善，当前GPS与其他技术的集成越来越受到众多学者的关注。
参考文献：
[1] 魏二虎，黄劲松.GPS 测量操作与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2004.
[2] 李征航, 黄劲松. GPS测量与数据处理[M ]. 武汉: 武汉大学出版社, 2005.
[3] 康红星.GPS RTK 技术在城市控制测量中的应用[J].工程设计与建设，2004，1(6)：33~36.
[4] 张金亭. 试论土地整理测绘[ J]. 国土资源科技管理,2006, 23( 1): 29- 31.
