網(wǎng)絡RTK與全站儀聯(lián)合測繪在農(nóng)村宅基地確權中的應用

周 聰

喀什市規(guī)劃設計研究院，新疆喀什 844000

根據(jù) 《中共中央國務院關于加大統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展力度進一步夯實農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展基礎的若干意見》 （中發(fā)〔2010〕1號） 和國土資源部、財政部、農(nóng)業(yè)部 《關于加快推進農(nóng)村集體土地確權登記發(fā)證工作的通知》 （國土資發(fā)〔2011〕60號） 文件精神，近年來全國都在開展農(nóng)村宅基地確權發(fā)證工作。

農(nóng)村宅基地是為了滿足農(nóng)村居民生產(chǎn)生活需要而由村集體劃定的用于居住、庭院經(jīng)濟發(fā)展的土地，其中有住房、廚房、用于養(yǎng)殖或種植的構筑物，其面積不固定，是農(nóng)民的生活保證與生產(chǎn)資源。提高宅基地的管理水平有利于提高農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活質(zhì)量，有利于社會主義新農(nóng)村的蓬勃發(fā)展，也有利于土地的集約利用、合理調(diào)配。目前，社會經(jīng)濟發(fā)展加快，農(nóng)村人口流動加劇，新建住房增多，宅基地劃分情況復雜，需要通過農(nóng)村在基地確權發(fā)證工作來摸清農(nóng)村建設用地基本情況，維護農(nóng)村居民的合法權益，促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展與社會穩(wěn)定。農(nóng)村宅基地確權發(fā)證工作主要包括土地權屬調(diào)查、地籍測量、農(nóng)村宅基地數(shù)據(jù)庫建設、土地登記發(fā)證等。

地籍測量工作是地籍管理和地籍信息系統(tǒng)建設的基礎，在地籍測量土地狀況利用調(diào)查中，查清各類土地的分布和利用狀況需要有一個準確的定位。但由于土地本身比較復雜，因此工程量龐大，需要一個快速和準確的測量方法。隨著新的測繪儀器的出現(xiàn)、測繪手段的更新與測繪精度的提高，以往的地籍測圖方法已逐漸被數(shù)字化測圖所代替。數(shù)字化測圖由多種手段，其中網(wǎng)絡RTK與全站儀為其中技術成熟且常用的手段。本文將探討在宅基地確權中，如何將全站儀和網(wǎng)絡RTK合理有效地組合，實現(xiàn)其優(yōu)勢互補，達到觀測成果的無縫鏈接，實現(xiàn)對于樹木較多或房屋密集的村莊等觀測環(huán)境確權測繪的目標。

1 技術特點

農(nóng)村路網(wǎng)密集，行道樹多為高大喬木，房屋類型多樣，高低錯落，通視條件差，衛(wèi)星信號在建筑群或樹木茂密處微弱，只使用網(wǎng)絡RTK與全站儀中的一種容易被其缺點所制肘，使用兩種儀器聯(lián)合測圖，能夠取長補短，極大提高工作效率。

1.1 網(wǎng)絡RTK測量原理

網(wǎng)絡RTK，摒棄了以前GPS單基站加移動站測圖的模式，將一個區(qū)域內(nèi)的所有的RTK基準站由數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡聯(lián)合起來組成一個統(tǒng)一的地面控制網(wǎng)絡，為流動站提供多方位的數(shù)據(jù)支持，極大拓展了流動站的作業(yè)半徑，GPS的應用更靈活，可靠性和精度進一步提高，避免了在一個大區(qū)域內(nèi)反復架設基站，采集控制點數(shù)據(jù)的重復工作。網(wǎng)絡RTK的基本原理是在一個相對廣闊的地域內(nèi)稀疏均勻的架設多個基準站，由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡將這些基準站相互連接，構成基準站網(wǎng)，該基準站網(wǎng)連接到后臺服務器，進行衛(wèi)星數(shù)據(jù)的實時差分計算，并由多個基準站將這些計算數(shù)據(jù)發(fā)送給該區(qū)域的RTK流動站進行測量成果修正。網(wǎng)絡RTK較以前的單機站RTK最大的優(yōu)勢在于其有效距離大大的擴大了，可達上百公里，定位精度任然較單機站相同或更高，能夠達到厘米計。通常基準站網(wǎng)由三個或三個以上的固定基準站構成，每個基準站都與其他基準站都有單獨覆蓋或共同覆蓋的區(qū)域，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡使其共同組成一個整體[1]。

1.2 全站儀測量原理

全站儀是一種將傳統(tǒng)測量經(jīng)緯儀與機電、計算機結合的新型測繪儀器，是將測繪距離 （斜距、平距） 、高差、水平角、垂直角等功能集合于一體的測繪儀器。它的基本測量原理就是電子測距技術和電子測角技術。

實際操作中將全站儀架設在控制點上對中整平，選定相應的測量模式，輸入設站點與定向點的坐標、儀器高、覘標高，照準另一定向控制點以完成設站操作，照準目標點上的覘標棱鏡，進行測量，全站儀就會根據(jù)反射回來的電信號自動計算目標點的坐標值[2]。

1.3 測繪方法選擇

在農(nóng)村地籍測繪中，全站儀在通視方面受限嚴重，在建筑物測點受到遮蔽的情況下，往往要換好幾個測站點才能測完目標地物，但在通視的情況下，工作效率較高。網(wǎng)絡RTK在衛(wèi)星信號與網(wǎng)絡信號方面受限，在樹林茂密或建筑物高大稠密區(qū)域衛(wèi)星信號屏蔽嚴重，在邊遠地區(qū)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信號較弱，這種情況下測點花費時間較多。

考慮在農(nóng)村地籍測繪中將兩種設備結合使用，在無遮蔽的區(qū)域用全站儀進行目標點測繪，需要的人員少速度快，精度高；在通視不好的區(qū)域，交替使用全站儀與網(wǎng)絡RTK，可以解決全站儀多次設站布設支導線的麻煩，RTK可以隨時為全站儀進行圖根控制點測量，提高效率[3]。

2 網(wǎng)絡RTK與全站儀在農(nóng)村宅基地確權中的應用

2.1 項目概況

本項目涉及的工程為喀什地區(qū)某縣市農(nóng)村宅基地確權發(fā)證的重要部分，主要包括權屬調(diào)查、地籍圖測繪、確權、發(fā)證等工作。涉及10余個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、70km2、近8萬余戶村莊宅基地確權測繪，測區(qū)均勻分布在1000km2的區(qū)域內(nèi)。

2.2 聯(lián)合作業(yè)流程

（1） 測區(qū)控制。項目提供了覆蓋測區(qū)的70余個D級GPS控制點可作為求取網(wǎng)絡RTK參數(shù)起算點使用。網(wǎng)絡RTK測量，獲得的坐標是WGS84下的成果，而農(nóng)村宅基地確權需要2000國家大地坐標系成果，可利用控制點解算七參數(shù)，根據(jù)誤差分析并剔除粗差或精度不高的個別點，利用RTK手簿根據(jù)七參數(shù)模型進行測量，即可得到目標點坐標。

（2） 工作平面圖測繪。工作開始時應對測區(qū)內(nèi)地物進行全野外測繪，本測區(qū)界址點大部分為土坯墻墻角或柵欄，農(nóng)村的房屋、圍墻等建筑物施工不規(guī)范，幾何形狀不規(guī)則，房角、圍墻角等上下投影不垂直，且被樹木遮擋；另外，由于信號塔較少，網(wǎng)絡信號干擾、屏蔽情況嚴重。這些都為使用網(wǎng)絡RTK施測帶來困難，網(wǎng)絡RTK即需要接受衛(wèi)星信號，也需要接受無線數(shù)據(jù)信號，在遮蔽嚴重的區(qū)域存在信號弱或者無信號現(xiàn)象，測繪數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)差分解或浮點解甚至無解，數(shù)據(jù)精度無法得到保證，因此，在測繪時采用網(wǎng)絡RTK與全站儀聯(lián)合測量作業(yè)，發(fā)揮兩種設備的長處，做到兩種儀器的優(yōu)勢互補，在保證數(shù)據(jù)精度的同時，提高工作效率，節(jié)省大量的人力、物力。通過實踐發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)絡RTK與全站儀共同作業(yè)前，一個測量小組單使用全站儀測繪1km2宅基地平面圖 （不含確權工作） 需要時間35～45d，而現(xiàn)在只需要20～30d。

（3） 界址點測繪。工作平面圖測設完成后，依據(jù)該圖組織開展土地權屬狀況調(diào)查、界址調(diào)查，預編宗地代碼，填寫地籍調(diào)查表，繪制宗地草圖，完成土地權屬調(diào)查。在土地權屬調(diào)查基礎上，利用網(wǎng)絡RTK結合全站儀，以解析法進行全野外界址點測量。在施測區(qū)域內(nèi)根據(jù)地形地貌復雜程度以及建筑物密度等環(huán)境指標進行作業(yè)區(qū)劃分，在通視條件差、衛(wèi)星信號好的范圍內(nèi)利用網(wǎng)絡RTK進行碎部點采集，在衛(wèi)星信號差的范圍，選取滿足要求的圖根點，由網(wǎng)絡RTK采集圖根點坐標作為全站儀工作起算數(shù)據(jù)，再由全站儀進行碎部點測繪，通過兩種兩種儀器的聯(lián)合施測，每天每個測量組能進行約50戶的宅基地確權測繪工作。

（4） 質(zhì)檢結果分析。以村為單位進行質(zhì)量檢查，測點采樣采用網(wǎng)絡RTK進行施測，采樣點采取3次觀測，求平均值的方法進行。對全站儀界址點測點與網(wǎng)絡RTK界址點測點進行分別采樣。檢查結果見表1、表2。

表1 全站儀測點點位中誤差

表2 網(wǎng)絡RTK測點點位中誤差

此精度可以滿足地籍圖明顯界址點的各項精度要求[4]。

3 網(wǎng)絡RTK與全站儀聯(lián)合作業(yè)優(yōu)缺點

3.1 優(yōu)點

（1） 精度高，作業(yè)半徑大。網(wǎng)絡RTK可快速測定目標點的坐標并通可通過多次采集的方式進行檢驗，用網(wǎng)絡RTK采集數(shù)據(jù)相鄰點誤差與點位較差均為隨機誤差，分布平均，不產(chǎn)生累積且無傳導性，減少了人為因素的偶然誤差，成果可靠。網(wǎng)絡RTK覆蓋范圍上百公里，無需像傳統(tǒng)的GPS單基站那樣在大測區(qū)內(nèi)分若干個小的控制區(qū)域單獨設站，節(jié)省了人工。

（2） 效率高，人員組織合理。用網(wǎng)絡RTK在開闊的區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集，節(jié)約人力效率高；在通視情況不佳的測區(qū)，按實際情況將全站儀與網(wǎng)絡RTK配合使用，網(wǎng)絡RTK可以隨時為全站儀提供圖根點數(shù)據(jù)，避免單獨使用全站儀進行支導線測量，提高效率。在儀器充足的前提下，可以給一個測量小隊安排一臺RTK和一臺全站儀；在儀器緊張的時候，可以將全站儀和RTK分別成立測量小組，由項目負責人現(xiàn)場調(diào)度分配測區(qū)。這樣可根據(jù)實際情況充分節(jié)約人力。

3.2 實際作業(yè)中的不足及解決辦法

（1） 網(wǎng)絡RTK 測量時數(shù)據(jù)傳輸容易受到電磁干擾，且多數(shù)網(wǎng)絡RTK的數(shù)據(jù)傳輸依賴各大電信運營商，在信號塔稀疏的地方容易造成信號斷鏈。同時網(wǎng)絡RTK也接受衛(wèi)星信號，與傳統(tǒng)GPS一樣容易受到多路徑效應影響與電離層波動等影響。這些影響都容易造成偶然誤差，要消除這種影響可以在測繪開始時就在已知點上進行測繪，檢查測繪結果與已知數(shù)據(jù)是否一致，對于測繪時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，也可抽取一些在不同的時段進行二次測量，以核對測繪數(shù)據(jù)是否正確。

（2） 全站儀測圖中較為容易出現(xiàn)的問題有：起始坐標錄入錯誤；測量目標點距離超過規(guī)范要求的最大測程；兩個圖根點距離過短，導致短邊定向；同一側段出現(xiàn)盤左盤右同時讀數(shù)等。這些問題需要測繪人員在測量過程中時刻注意。

4 結語

網(wǎng)絡RTK是近年來新興的測量手段，該技術可以全天候作業(yè)，受地域影響較小，無誤差累計；全站儀測量精度受天氣、遮蔽、電磁等影響小。兩者聯(lián)合施測，在提高了作業(yè)效率的同時降低了成本，在農(nóng)村宅基地確權測量中具有明顯優(yōu)勢，縮短了工作周期，為農(nóng)村地籍調(diào)查的高精度測量提供了一種較好的技術手段，具有很大的優(yōu)越性和廣泛的應用前景。

[1] 何宏.網(wǎng)絡RTK解決方法研究[J]. 測繪與空間地理信息，2015，38（11）：139-141.

[2] 周儉清. 全站儀對邊測量原理及精度分析[J]. 北京測繪，2005（3）：50-52.

[3] 楊林鴿，馮輝. 利用RTK和全站儀進行河道橫斷面測量的應用和誤差分析[J]. 測繪與空間地理信息，2014，37（2） ：211-213.

[4] TD/T 1001-2012,中華人民共和國國土資源部[S].