GPS—RTK結(jié)合全站儀在土地勘測中應(yīng)用探究

李其美

摘 要：與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，在土地勘測中使用GPS-RTK和全站儀技術(shù)相結(jié)合能夠在很大的程度上提高勘測工作的效率。目前GPS-RTK和全站儀已經(jīng)逐漸開始取代傳統(tǒng)的平板儀、經(jīng)緯儀測量等等技術(shù)，所以本文將對GPS-RTK應(yīng)用于土地勘測中的技術(shù)路線、方法、流程和注意事項進(jìn)行探討，對全站儀在土地勘測中對于技術(shù)的更新所起的推動作用進(jìn)行分析，并敘述兩者結(jié)合的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；全站儀；土地勘測；應(yīng)用探究

中圖分類號：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）12-0020-01

土地勘測技術(shù)在顯示生活中有著很廣泛的應(yīng)用范圍，例如在土地征收、土地轉(zhuǎn)讓、土地利用和規(guī)劃中都能夠發(fā)揮重要的作用，對于土地適用范圍的界定、用地面積的計算以及國家的國土資源部門進(jìn)行行政管理能夠提供比較精確和科學(xué)的基礎(chǔ)資料，為人民提供更好的服務(wù)。傳統(tǒng)的土地勘測技術(shù)一般使用鋼尺、平板儀、經(jīng)緯儀等基礎(chǔ)的儀器來實現(xiàn)，存在著很大的局限性，例如精度低、勘測范圍受限、人力花費較大、易受外界干擾等等，為了解決這些技術(shù)難題，GPS-RTK和全站儀技術(shù)逐漸出現(xiàn)，土地勘測技術(shù)開始朝著高科技的方向發(fā)展。全站儀能夠?qū)崿F(xiàn)在野外使用數(shù)字化的方法對于信息進(jìn)行全面的采集，實現(xiàn)數(shù)字化、自動化，將傳統(tǒng)的模式進(jìn)行有效的更新。

1 GPS-RTK結(jié)合全站儀在土地勘測中的應(yīng)用

在土地的勘測中，常常受到地形條件和環(huán)境的限制，使用常規(guī)的測量方法比較花費時間和精力，也難以得到比較精確的結(jié)果，結(jié)果也不能實時呈現(xiàn)。土地測量工作具有一定的特性，例如綜合性、專門性、精確性、法律性。綜合性指的是在土地勘測中需要涉及地籍調(diào)查、土地利用現(xiàn)狀和測繪各個方面；專門性則是說這是一項為了土地的審批而延伸出的專門的技術(shù)工作；精確性要求在進(jìn)行該項技術(shù)手段時應(yīng)該隨時進(jìn)行自檢與互檢；法律性則要求在土地勘測訂界中要表現(xiàn)出一定的執(zhí)法性，勘測結(jié)果能夠直接用于項目用地的行政管理中。

在土地勘測中最先進(jìn)行的是地形勘測，在這個過程當(dāng)中使用全站儀采集數(shù)據(jù)時會受到勘測地區(qū)的地形條件變化的影響，如果想要按質(zhì)按量地完成勘測地區(qū)的數(shù)據(jù)收集任務(wù)，需要布設(shè)大量的控制點，控制站也需要很多次位置變動，花費的時間自然會很長。這時使用RTK技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，可以充分地將兩者的優(yōu)勢有效地結(jié)合，RTK技術(shù)可以實現(xiàn)對地形和物體位置的快速、準(zhǔn)確的定位，可以有效地減少工作時間；若僅僅使用RTK技術(shù)，會因為GPS在山區(qū)、峽谷等地區(qū)對于信號接收的限制而產(chǎn)生局限，GPS需要衛(wèi)星信號和數(shù)據(jù)鏈傳輸達(dá)到一定的條件才能收到信息反饋，這個時候可以考慮在地勢開闊的地方布設(shè)RTK接收點，然后利用全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，可以有效地提高作業(yè)效率，節(jié)省人力物力。

2 GPS-RTK結(jié)合全站儀在土地勘測中的應(yīng)用限制

2.1 受衛(wèi)星限制時間段

一般來說在地球上的任意一個位置都可以連續(xù)地觀測到4顆GPS衛(wèi)星，在同一時間段至少4顆，而RTK的要求更高，需要至少同時觀測到5顆。當(dāng)衛(wèi)星的運行軌跡錯開時，會出現(xiàn)共用衛(wèi)星較少，難以同時實現(xiàn)5顆同步衛(wèi)星的情況。因此在啟動時的初始化時間就會變得很長，甚至有時候不能初始化，這就給測量帶來了困難。在使用RTK的過程中，對其可以正常使用的時間進(jìn)行比對，能夠發(fā)現(xiàn)在11月份中午12點左右難以正常地運行RTK，在2至3月份上午9點至11點時間段也比較難以進(jìn)行正常的RTK運行。因此在選擇作業(yè)時間時，必須要避開這些會對測量造成影響的時間段，避免產(chǎn)生錯誤的測量距離。

2.2 移動站接收機(jī)失鎖或者出現(xiàn)偽距解時的處理方法

有的時候在開闊的地形條件下也會出現(xiàn)移動站接收機(jī)失鎖或者出現(xiàn)偽距解的情況，一般來說造成這種現(xiàn)象主要有以下兩種原因：

（1）無線電的頻率收到外在因素的干擾，這個時候可以考慮將電臺的頻率進(jìn)行更改來作為處理辦法；

（2）有時在房間之內(nèi)和茂密的樹林中時，接收機(jī)會出現(xiàn)失鎖的現(xiàn)象，這時雖然能夠顯示存在5顆以上的共用衛(wèi)星，但還是會出現(xiàn)偽距解。這個時候就需要避開房屋的遮擋或者茂密樹林的遮擋，向著開闊的地方移動，才能夠使接收機(jī)的初始化速度大大加快，等到數(shù)據(jù)的接受鏈變得穩(wěn)定時，再將接收機(jī)緩慢地移動到待定點。

2.3 數(shù)據(jù)鏈的傳輸收到干擾

根據(jù)前文的論述可以發(fā)現(xiàn)，RTK數(shù)據(jù)鏈的傳輸很容易收到障礙物的影響，例如高山和密林中，有時在收到高頻信號源的干擾時也會發(fā)生衰減嚴(yán)重的現(xiàn)象，會對作業(yè)精度和作業(yè)半徑也會產(chǎn)生影響。有時地形的起伏較大的地區(qū)或者是在居民樓密集時，可以通過縮小作業(yè)半徑的方式來提高精度。除此之外，信號在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中收到其他高頻信號源的干擾時，則可以將電臺的頻率更改，當(dāng)RTK運行的半徑達(dá)到一定的距離之后，測量結(jié)果的誤差會超出范圍，因此在運行RTK時實際能夠覆蓋的半徑距離比標(biāo)注的半徑會小很多；RTK在測量時一般都使用星形網(wǎng)，缺乏后期檢查的條件，因此相較于GPS更容易出現(xiàn)誤差超過限度的情況，必要時需要對測量的質(zhì)量進(jìn)行控制。

3 如何進(jìn)行質(zhì)量控制

3.1 動態(tài)和靜態(tài)結(jié)合

在布置控制網(wǎng)點時可以先使用GPS進(jìn)行靜態(tài)的測量，多測出一些控制點，然后再使用RTK將這些已經(jīng)測出的控制前的坐標(biāo)進(jìn)行核檢，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了問題，需要立刻采取措施解決。

3.2 改變基站

在前期的布置工作完成之后，需要將基站的位置進(jìn)行更改，并且需要進(jìn)行一定的系統(tǒng)設(shè)置工作，進(jìn)行重測的部分一般有10至20個，需要將第一次和第二次測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對來判斷質(zhì)量的優(yōu)劣。

3.3 臺變頻實時檢測法

將基準(zhǔn)站的電臺頻率逐一改變，將流動站的頻率也進(jìn)行相應(yīng)的更改，使得從基準(zhǔn)站接收的頻率能夠有兩個以上的驗算結(jié)果，這些結(jié)果也可以作為評價質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 全站儀法

全站儀能夠在一些固定的位置將地形特征和地圖上特定的物品進(jìn)行定位和測量，之后再與RTK采集到的信息進(jìn)行比較，作為檢測質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。在上述的這些方法中，最有效的就是將動態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合，布設(shè)的控制點的數(shù)量是有一定的限度的，所以在沒有布設(shè)控制點的地方可以使用重測比較法來進(jìn)行檢驗，這時就需要臺變頻實時監(jiān)測法。

4 GPS-RTK中坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換

一般來說，GPS-RTK技術(shù)存在于WGS-84坐標(biāo)系中，而很多時候在勘測中還需要使用54坐標(biāo)系和獨立坐標(biāo)系。RTK應(yīng)用于實時測量中，需要進(jìn)行坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。在坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換中，可以采用高程擬合和平面轉(zhuǎn)換的方法。高程擬合指的是在高程測量中使用的擬合的方法，模型中存在曲線、平面和曲面擬合等方式。

5 結(jié)語

GPS定位技術(shù)在各種領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，可以實現(xiàn)全天候、自動化、數(shù)字化等特點，實現(xiàn)三維坐標(biāo)測量和定位的精確性。特別是在地理空間信息的采集、大地、工程、工業(yè)和軍事測量中能發(fā)揮重要的作用。全站儀能夠?qū)⒆詣訙y量距離、測量角度、計算數(shù)據(jù)等等功能有機(jī)地結(jié)合在一起，屬于對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和傳輸?shù)淖詣踊?shù)字化、智能化的三維坐標(biāo)測量和定位系統(tǒng)，當(dāng)前在地理測量、工程測量和工業(yè)測量等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用十分廣泛。所以，若將GPS-RTK結(jié)合全站儀應(yīng)用，能夠?qū)⒕_度大幅度地提高，對于實現(xiàn)高水平的工作效率來說有很大的幫助。目前我國正在完善連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，這對于RTK技術(shù)的提高來說有重要意義，也使得這項技術(shù)更多地應(yīng)用到了勘測的工作中。GPS-RTK和全站儀的結(jié)合，能夠減緩對于人力和物力的需求，降低人們的勞動復(fù)雜程度和強(qiáng)度，因此具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

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