馬成剛
當前,隨著社會不斷進步,人們也開始使用GPS技術在農村集體土地方面,因其土地確權登記、發證項目、測區面積等方面比較大,以及精度的要求也比較高,通過這種技術,對其更好地控制測量。通過使用 GPS 技術,使其工作的效率、成果的精度越來越高。本章簡要介紹了 GPS、CORS 等測量技術的原理,以農村集體土地確登記發證工作為例,介紹了GPS、CORS 等技術的應用。
一、GPS的測量種類
(1)若從測距的原理與方法上劃分,測量定位包括兩種,即最快速度的且低精度的偽距法定位、最高精度的載波相位測量定位。
(2)若從接收機的運動狀態劃分的話,包括:靜態定位、動態定位等,其中,靜態定位是精度高的接收機,其天線所處的位置,對于靜態定位,主要作用是針對一個點或者兩個點來說的,最終確定這個點在 WGS-84 坐標系當中的三維坐標,或確定兩個點之間的基線參數。而動態定位與其不同,動態定位確定接收機的絕對或相對位置關系,即在每一個觀測相對位置時刻的運動過程中。
二、GPS測量優勢
GPS 定位技術自從應用于測量工程,有高度自動化、全天候、高精度的優勢,具體表現為:
(1)選點靈活:不同于傳統控制測量,GPS 定位技術對點位之間通視要求較低,除非特殊要求一般不要求通視,在點位選取方面就靈活多變限制條件較少;降低了對點位網形結構的要求。
(2)精度較高:距離≥1000km 時,相對定位精度達到 10-8 ;距離為 50~500km時,相對定位精度達到 10-6-10-7;距離≤50km 時,相對定位精度達到10-6。
(3)自動化程度高,操作便利:作業人員攜帶儀器進行作業時,安置儀器并開啟后,只需量取儀器高并對儀器工作狀態進行監控,儀器可自動接收 GPS衛星信號,從而降低了作業難度,有效提高工作效率。
(4)提供三維坐標:在提高精確平面位置的同時,還可以提供觀察點的高程坐標。
(5)不受天氣制約:GPS 定位可基本實現全天候作業,在一般天氣情況下可正常作業。
三、RTK技術及應用
差分GPS是最近十幾年發展起來的一種較新的測量技術。實時動態測量技術(RTK),也稱載波相位差分技術,是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術,它是GPS測量技術發展中的一個重大突破。實時動態(RTK)定位測量系統主要包括:
(1)衛星信號接收系統。在實時動態定位測量系統中,至少需要 1 臺安裝在基準站和 1 臺在流動站上的兩臺GPS 接收機。
(2)數據傳輸系統。它是實現實時動態測量的關鍵性設備,由基準站的數據發射裝置和流動站數據接收裝置組成。高頻數據傳輸設備的可靠性與抗干擾性確保其穩定性。一般在基準站上附加功率放大設備來保證足夠的數據傳輸距離及信號強度。
(3)軟件解算系統。對于GPS,其包括幾種作業模式,具體有:快速的靜態差分的定位、靜態差分的定位、動態差分的定位、實時動態的差分等,在實際操作中,結合精度的要求,選取對應的作業模式,即在實際測量中。通過GPS 軟件解算系統,提高測量數值的精度。
四、CORS技術在農村集體土地確權登記中的應用
根據農村地區的特點,使用GPS 差分技術進行測量,提高測量精度,減少測量時間,增加作業速度。
目前,人們積極使用 CORS 技術,與以往的 RTK 作業方式比較,CORS 系統用在土地確權作業當中,具有以下優勢:
(1)精度最高、可靠性最高,目前,已經建立了連續基準站、數據監控處理中心等,這樣一來,系統的誤差被大大減少或者處理,基于移動通訊信號的使用,不受其他電磁波的影響,使得數據的精度越來越高。
(2)測量范圍越來越大,涉及到全部市域;對于RTK 技術,往往與基準站電臺發射的距離有關,其測量距離嚴重受到其影響,使其測量的距離集中在十幾公里之內。
(3)觀測不受時間限制,具體操作的時候僅僅利用單機即可完成作業,這樣就大大節省了成本與費用,使其工作越來越有效。
五、幾種測量方法的缺點及解決措施
GPS-RTK 技術、CORS 技術操作簡單、速度快、定位準、精度高,但在測量作業中會受到一些條件的限制,主要有:
(1)磁場噪音干擾
靠近磁場或同頻噪音等時,會容易受到干擾,所以在利用 RTK 技術施測時,避免在高壓線、移動基站、信號發射塔、強能量噪音源附近。
(2)大氣電離層干擾
在高溫天氣時,電離層較為活躍,電磁波通過電離層時會被吸收、折射、反射、散射,從而引起信號畸變,影響微波通信,所以應避免在高溫天氣時測量。
(3)通訊信號影響
對于行政區邊界,或山區,其通訊信號往往不強,或者缺乏穩定性,對于CORS 技術,需要結合通訊網絡信號來完成工作,隨著通訊信號的改變,使用CORS 技術所測量的數據也會隨之改變,所以,在施測過程中,需采用其他測量的方法。
(4)衛星數量限制
對于測量精度,若想要有一個穩定的數值的話,需要接收5 顆以上的衛星信號,但是,在高山、密集的森林區域、城市高層建筑的密集區等地方,往往無法接收到更多的衛星信號,所以,盡量避免使用GPS技術來完成測量。以農村土地確權為例,在具體登記的時候,可以使用多種技術,即GPS-RTK 技術、CORS 技術、常規的全野外數字化測量技術等,通過運用這些測量技術,降低了工作的難度,節省了工作時間,積累了資源成本。
(作者單位:150030黑龍江省地質測繪院)