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【摘 要】20世纪80年代以来,我国已出现了许多具有先进水平的地面测量仪器,如电子经纬仪、数字水准仪、激光扫平仪、精密测距仪等等,这些先进技术工具的出现为我国土地测绘走向数字化、现代化提高了必要的基础和有利的条件。本文着重探讨一下土地测绘中GPS、RTK技术的应用。
【关键词】土地测绘;GPS;RTK;应用
0.前言
随着世界上全球定位系统GPS技术的迅速发展,GPS应用领域的扩大,测绘工程中RTK测量技术日益趋向成熟。GPS、RTK测量技术凭借自身技术基准度高、实时测量性强、效率高等优点,逐渐应用到了交通建设、城市化等测绘工程类实践中。本文着重探讨一下土地测绘中GPS、RTK技术的应用。
1.GPS在土地测绘中的应用
GPS卫星定位新技术的迅速发展,给测绘工作带来了革新改变,尤其是地籍控制测量工作受到很大的影响。运用GPS迸行地籍控制测量,不要求通视,这样防止常规地籍控制工作点位选取的局限条件,同时GPS网状结构对GPS网精度的影响也很小。因为GPS有着布点灵活、全天候、速度快、精度高等优点,才导致GPS技术在国内各城镇地籍控制测量中得到广泛应用。运用GPS技术对地籍进行控制,也有常规三角网(锁)布设时要求近似等边和精度估算偏低时要加测对角线或增设起始边等繁锁要求,使用的GPS仪器精度只要能和等级控制精度符合,选取控制点位符合GPS点位选取的需求,所布设的GPS网精度就完全能够满足地籍规程要求。
1.1 GPS地籍控制网的优化设计
在经典三角测量的控制网中,兼顾精度、可靠性和成本费用等准则的优化设计已有许多研究成果和应用。和经典观测相比,GPS观测具有更为复杂的函数和随机模型。尽管GPS具有灵活多样的布网方式,速度快、精度高等特点,但GPS地籍控制网的设计也存在优化问题。在GPS观测中,基线观测向量是不受任何条件限制的,由此为GPS网的优化设计提供了切实可行的条件。粗差、系统误差等模型误差是GPS网的主要误差源,而精度和可靠性是衡量GPS网的坐标参数估值受观测偶然误差影响和辩识、抵制GPS网模型误差影响能力的二个重要度量指标。所以,在GPS网优化设计时,应考虑到规程要求精度、仪器标称精度、网的可靠性准则、人员配备和预支成本费用等条件,可采用机助模拟法对GPS网的图形结构、观测量的增减进行优化设计。
1.2 GPS地籍控制网点的精度和密度
地籍测量的首要任务,是全区的控制测量,它是测绘地籍图件和数据的基础。而地籍控制网点的精度和密度,主要是为满足土地权属范围的特征点,即界址点服务。关于网点的密度,GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。基本网控制较大的测区,点的密度大致按城市三、四等边长要求定,加密网点密度相当于5”级小三角网或导线。对于中、小城镇的地籍控制,考虑到城市的长远规划和近期需要,布设四等网和5”级小三角网或导线。由于城镇地区界址点密度较大,故在保证网点的点位精度条件下,控制点密度力求增大到便干测定界址点,必要时在GPS网下再加密一级图根导线,以便能直接从图根点测定界址点。GPS网各边比常规网边长变化幅度大且长短边结合灵活方便,由此,各级网可视需要分期布设,也可一次性混合布设到需要的密度。
2.RTK在土地测绘中的应用
利用全球定位系统进行土地测绘是近凡年的事情,而实时动态RTK定位技术以其特有的技术优势,在土地测绘领域展现出了极为广阔的应用前景和发展空间、笔者通过实践,感到实时动态定位技术在土地测绘中,主要适用于以下一方面:
2.1地籍控制测量
实时动态定位技术应用于地籍控制测量,可以根据实际需要,灵活布设控制点,点位可疏可密,这使交通不便的独立地区能方便地进行整体联测。采用实时动态定位技术进行地籍控制测量,效率很高、不仅大大优于传统测量方式,而巨明显优于GPS静态测量方式。例如:在大庆地籍调查中,我们在首级控制采用经典GPS静态测量的基础上,加密控制均采用了实时动态定位技术,在应用两台GPS接收机(分别作为基准站和流动站),点位间距离平均为 05-10km,交通方便的条件下,平均每天测点 20-40个(5S点),主要时间是花费在交通上,这是传统测量方式及经典GPS静态测量方式所无法比拟的、这种测量方式还非常适合中小城市(镇)的地籍控制测量,在面积为100kmZ以下的中小城市,如果形状比较规整,基准站布设在合适的位置上,一般仅需一个基准站就可完成控制测量,流动站与基准站之间不必考虑通视问题。
2.2建设用地前期勘测
采用实时动态定位方式进行建设用地前期勘测或地籍碎部测量,与采用全站仪进行测量相比较,也具有非常明显的优势:一是采点速度快,在保持卫星连续跟踪的情况下,一般单点测量仅需要十凡秒钟,与全站仪相当、但是在以基准站为中心方圆20km内,既不需要变换基准站,也不需要图根控制点,更不需要定向,这就减少了全站仪频繁换站所花费的时间,可以使多个流动站同时工作,而互不影响,我们通过实践比较,在相同的时间内,一台流动站大约是一台全站仪工作效率的15倍。
实时动态定位测量方式在碎部测量上也有其不足的一面,它虽然不要求流动站与基准站通视,但是要求GPS接收机的卫星信号接收天线对天通视、在测量房屋、林带时往往中于无法靠近被测地物,而无法测量,这就需要全站仪等光学测量仪器的密切配合、但是如果能够使用双系统的全球定位系统(即GPS+GLONASS系统,目前设备投资较大)。
2.3放样土地权属界线
实时动态定位技术另一个非常适合的领域是放样土地权属界线、尤其是在通视不便、测量困难地区、在土地管理中,经常出现:土地权属界线在图上己确定,但实地地形复杂或通视困难等不利条件,利用常规方法很难落界的情况、在黑龙江省兴凯湖农场与八五六农场之间的一条土地权属界线是以平面坐标X=5028000为界、在这条界线上多是草甸、沼泽、树林,既难架设常规测量仪器,通视不便、我们利用实时动态定位技术,放样界址线,即时显示流动站所在点与放样线的方位、距离,仅需要单人背负流动站作业即可。我们用一天十的时间步行放样直线距离21km,另外,实时动态定位技术测量系统还具有圆曲线、缓和曲线等曲线放样功能,适合于公路、铁路的放样。
3.结束语
综上所述,如今GPS、RTK测量技术的普遍,在确保质量的前提下,很大程度地提高了工作效率,给各个应用领域带来了非常大的效益。实时动态定位测量系统随着数据传输能力的增强,数据传输的稳定性、可靠性、抗干扰性水平的不断提高,传输距离的增长,软件系统解算能力的不断增强,实时动态定位技术必将会在更广阔的范围内得到应用。但避免RTK测量偶尔出错必须引起我们足够的重视,还得需要进一步去改善该技术的运用。
【参考文献】
[1]周忠谟,易杰军.GPS卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社,1992.
[2]乔仰文,赵长胜.GPS卫星定位原理及其在测绘中的应用[M].北京:教育科学出版社,2003.
【关键词】土地测绘;GPS;RTK;应用
0.前言
随着世界上全球定位系统GPS技术的迅速发展,GPS应用领域的扩大,测绘工程中RTK测量技术日益趋向成熟。GPS、RTK测量技术凭借自身技术基准度高、实时测量性强、效率高等优点,逐渐应用到了交通建设、城市化等测绘工程类实践中。本文着重探讨一下土地测绘中GPS、RTK技术的应用。
1.GPS在土地测绘中的应用
GPS卫星定位新技术的迅速发展,给测绘工作带来了革新改变,尤其是地籍控制测量工作受到很大的影响。运用GPS迸行地籍控制测量,不要求通视,这样防止常规地籍控制工作点位选取的局限条件,同时GPS网状结构对GPS网精度的影响也很小。因为GPS有着布点灵活、全天候、速度快、精度高等优点,才导致GPS技术在国内各城镇地籍控制测量中得到广泛应用。运用GPS技术对地籍进行控制,也有常规三角网(锁)布设时要求近似等边和精度估算偏低时要加测对角线或增设起始边等繁锁要求,使用的GPS仪器精度只要能和等级控制精度符合,选取控制点位符合GPS点位选取的需求,所布设的GPS网精度就完全能够满足地籍规程要求。
1.1 GPS地籍控制网的优化设计
在经典三角测量的控制网中,兼顾精度、可靠性和成本费用等准则的优化设计已有许多研究成果和应用。和经典观测相比,GPS观测具有更为复杂的函数和随机模型。尽管GPS具有灵活多样的布网方式,速度快、精度高等特点,但GPS地籍控制网的设计也存在优化问题。在GPS观测中,基线观测向量是不受任何条件限制的,由此为GPS网的优化设计提供了切实可行的条件。粗差、系统误差等模型误差是GPS网的主要误差源,而精度和可靠性是衡量GPS网的坐标参数估值受观测偶然误差影响和辩识、抵制GPS网模型误差影响能力的二个重要度量指标。所以,在GPS网优化设计时,应考虑到规程要求精度、仪器标称精度、网的可靠性准则、人员配备和预支成本费用等条件,可采用机助模拟法对GPS网的图形结构、观测量的增减进行优化设计。
1.2 GPS地籍控制网点的精度和密度
地籍测量的首要任务,是全区的控制测量,它是测绘地籍图件和数据的基础。而地籍控制网点的精度和密度,主要是为满足土地权属范围的特征点,即界址点服务。关于网点的密度,GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。基本网控制较大的测区,点的密度大致按城市三、四等边长要求定,加密网点密度相当于5”级小三角网或导线。对于中、小城镇的地籍控制,考虑到城市的长远规划和近期需要,布设四等网和5”级小三角网或导线。由于城镇地区界址点密度较大,故在保证网点的点位精度条件下,控制点密度力求增大到便干测定界址点,必要时在GPS网下再加密一级图根导线,以便能直接从图根点测定界址点。GPS网各边比常规网边长变化幅度大且长短边结合灵活方便,由此,各级网可视需要分期布设,也可一次性混合布设到需要的密度。
2.RTK在土地测绘中的应用
利用全球定位系统进行土地测绘是近凡年的事情,而实时动态RTK定位技术以其特有的技术优势,在土地测绘领域展现出了极为广阔的应用前景和发展空间、笔者通过实践,感到实时动态定位技术在土地测绘中,主要适用于以下一方面:
2.1地籍控制测量
实时动态定位技术应用于地籍控制测量,可以根据实际需要,灵活布设控制点,点位可疏可密,这使交通不便的独立地区能方便地进行整体联测。采用实时动态定位技术进行地籍控制测量,效率很高、不仅大大优于传统测量方式,而巨明显优于GPS静态测量方式。例如:在大庆地籍调查中,我们在首级控制采用经典GPS静态测量的基础上,加密控制均采用了实时动态定位技术,在应用两台GPS接收机(分别作为基准站和流动站),点位间距离平均为 05-10km,交通方便的条件下,平均每天测点 20-40个(5S点),主要时间是花费在交通上,这是传统测量方式及经典GPS静态测量方式所无法比拟的、这种测量方式还非常适合中小城市(镇)的地籍控制测量,在面积为100kmZ以下的中小城市,如果形状比较规整,基准站布设在合适的位置上,一般仅需一个基准站就可完成控制测量,流动站与基准站之间不必考虑通视问题。
2.2建设用地前期勘测
采用实时动态定位方式进行建设用地前期勘测或地籍碎部测量,与采用全站仪进行测量相比较,也具有非常明显的优势:一是采点速度快,在保持卫星连续跟踪的情况下,一般单点测量仅需要十凡秒钟,与全站仪相当、但是在以基准站为中心方圆20km内,既不需要变换基准站,也不需要图根控制点,更不需要定向,这就减少了全站仪频繁换站所花费的时间,可以使多个流动站同时工作,而互不影响,我们通过实践比较,在相同的时间内,一台流动站大约是一台全站仪工作效率的15倍。
实时动态定位测量方式在碎部测量上也有其不足的一面,它虽然不要求流动站与基准站通视,但是要求GPS接收机的卫星信号接收天线对天通视、在测量房屋、林带时往往中于无法靠近被测地物,而无法测量,这就需要全站仪等光学测量仪器的密切配合、但是如果能够使用双系统的全球定位系统(即GPS+GLONASS系统,目前设备投资较大)。
2.3放样土地权属界线
实时动态定位技术另一个非常适合的领域是放样土地权属界线、尤其是在通视不便、测量困难地区、在土地管理中,经常出现:土地权属界线在图上己确定,但实地地形复杂或通视困难等不利条件,利用常规方法很难落界的情况、在黑龙江省兴凯湖农场与八五六农场之间的一条土地权属界线是以平面坐标X=5028000为界、在这条界线上多是草甸、沼泽、树林,既难架设常规测量仪器,通视不便、我们利用实时动态定位技术,放样界址线,即时显示流动站所在点与放样线的方位、距离,仅需要单人背负流动站作业即可。我们用一天十的时间步行放样直线距离21km,另外,实时动态定位技术测量系统还具有圆曲线、缓和曲线等曲线放样功能,适合于公路、铁路的放样。
3.结束语
综上所述,如今GPS、RTK测量技术的普遍,在确保质量的前提下,很大程度地提高了工作效率,给各个应用领域带来了非常大的效益。实时动态定位测量系统随着数据传输能力的增强,数据传输的稳定性、可靠性、抗干扰性水平的不断提高,传输距离的增长,软件系统解算能力的不断增强,实时动态定位技术必将会在更广阔的范围内得到应用。但避免RTK测量偶尔出错必须引起我们足够的重视,还得需要进一步去改善该技术的运用。
【参考文献】
[1]周忠谟,易杰军.GPS卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社,1992.
[2]乔仰文,赵长胜.GPS卫星定位原理及其在测绘中的应用[M].北京:教育科学出版社,2003.