華測i90 慣導RTK 在“農村宅基地確權”中的應用*
——以大竹縣廟壩鎮為例

周修意 ，譚詩雨

（四川文理學院，四川 達州 635000）

0 引言

農村宅基地確權是指對農村集體土地所有權和集體土地使用權等土地權利的確權登記發證。農村房地一體的宅基地確權登記發證工作，是黨的十九大提出的深化農村集體產權制度改革的一項重大惠民利民工程，能夠切實維護農村集體和農民群眾的財產權益，是依法調處土地權屬糾紛，有效化解農村社會矛盾，切實維護農村社會和諧穩定的重要基礎。2021 年5 月8 日，四川省達州市大竹縣人民政府辦公室為進一步規范當地農村宅基地的管理，推進“房地一體”確權登記發證工作，印發了《大竹縣房地一體農村宅基地和集體建設用地確權登記有關問題的指導意見》（竹府辦〔2021〕20 號）。近來，大竹各鄉鎮房地一體項目全面啟動，但問題也集中暴露出來，例如農村地勢坡度差異較大，部分地區缺乏完備的交通設施，居民點多以零散分布，集中率較低；房屋采用多種結構構建，較為復雜，個別區域難以進行精準測量，測量工作任務重；儀器續航時長問題影響整體工作安排。

為了最大效率節約人力、物力、財力，找尋推動“農村宅基地確權”工作順利進行的方法。本文介紹了農村宅基地確權項目實施的工作流程及主要問題，對原有的不同測量方法進行分析比較。針對全野測量工作量大、效率低等問題，提出新型慣導RTK 測量與無人機傾斜攝影測量相結合的確權技術路線，并歸納總結出一套標準化作業流程。

1 農村宅基地確權工作流程

根據《關于進一步推進農村房地一體和集體建設用地確權登記工作的通知》（川國土資發〔2018〕44號）和《自然資源確權登記局關于進一步做好農村不動產確權登記工作的通知》（自然資登記函〔2019〕6號）的要求，“確權登記”發證調查工作的基本程序如下，具體流程如圖1 所示。

圖1 農村宅基地確權工作流程示意圖

1）準備工作：收集相關資料，準備必要設備，編制工作底圖，印制調查表格等。2）通告：由人民政府發布登記通告，并在登記區的居民區和村委會進行張貼。3）權籍調查：以宗地為單位開展權屬調查、房屋調查。4）外業測繪：依據不動產測繪相關規范和規定開展測量，繪制宗地圖、房屋平面圖，計算房屋建筑面積。5）成果公示：外業測繪、權籍調查完成后，及時將成果進行公示，確保成果的真實性、正確性。6）數據庫與管理系統建設：在權屬調查、地籍測量、房屋調查的基礎上，將農村宅基地和集體建設用地使用權以及房屋所有權確權登記發證工作所形成的圖、表、卡、冊和有關法律文書納入數字管理。依據《地籍調查規程》（TD/T 1001—2012）、《房產測量規范第1 單元：房產測量規定》（GB/T 17986.1—2000）和《城鎮地籍數據庫標準》（TD/T 1015—2007），建立集圖形、屬性、電子檔案以及權籍管理業務為一體的農村不動產權籍調查數據庫。7）不動產登記：建立不動產信息管理系統，運用系統依次按照申請、審核、注冊登記、核發證書的步驟開展土地登記工作。

2 傳統測量方法分析

2.1 全站儀測量

傳統的不動產測量通常采用全站儀測量法，全站儀是全站型電子速測儀的簡稱，簡單來說是電子化、自動化的經緯儀，不單單可以測量距離，還可以測量坐標、高程等，簡化了房地產測量的部分工作流程，提高了測量精度。全站儀工作時間只需數分鐘，工作半徑可以達數公里，測量精度高（平面圖精密度可以達到2 cm~3 cm），定位點精密度遍布勻稱，達到了地籍測圖和線性度規定。開展精確測量后，簡化了原來的數據加密、圖根采點、觀察和測算等全過程，大大加快了數據收集速率，縮短了數據處理時間，節約了產品。但全站儀在測量過程中受人為因素干擾較為明顯，光線和通視問題是其兩大限制條件。

使用全站儀進行測量必須要有可見光，并且光線強度要高，沒有光線或者光線太弱，人眼很難對準觀測目標。目標和全站儀之間的連線上不能有任何遮擋物，如果存在遮擋物，就會導致因觀測條件差而無法測量出數據。全站儀不可能一次性完成測量，因此需要搬站，搬站之前要把下個設站點測量出來，這時易出現誤差，因為每個點都不可能測量得絕對正確，會存在一定誤差，這叫做誤差傳播理論。搬站的次數越多，誤差累積就越大，如果不進行平差的話，最后的精度就會很差，這是全站儀無法避免的問題。

2.2 RTK測量

RTK 的工作原理是在同一時間和同一地點利用GPS，將位于基準站上的接收機和載體上的基準站通過信號聯系起來，然后將各自接收到的數據進行對比，得到GPS 差分改正值。再將獲取到的改正值通過無線電數據鏈電臺及時傳遞給共視衛星的流動站，精化其GPS 觀測值，最終得到數值更改后流動站較為準確的實時位置。

在較為平坦的地方進行RTK測量，RTK設站一次即可測完半徑為5 km的測區，且該過程僅需一人便可完成，相較于傳統的測量方式，大大減少了測量步驟，節約了測量時間。每個放樣點只需要停留1 s~2 s就可以完成作業，其精度和效率是常規測量所無法比擬的[1]。RTK技術不要求兩點間滿足視線相通，因此相較于傳統測量技術，RTK 技術作業受天氣影響較少，在滿足“電磁波通視和對空通視要求”的前提下，幾乎可以實現全天候作業。GPS-RTK 相較于傳統的RTK 測量有著顯著優勢，因為在多年的應用實踐中，發現該技術容易受衛星狀況等多種因素影響。RTK主機必須要接收到衛星信號，若接收不到衛星信號，RTK 就無法工作。在高大遮擋物較多的地方作業時，GPS 衛星信號接收比較困難，易被阻擋，會造成接收機失鎖，出現初始化困難甚至無法完成的情況，從而導致原定的測量作業無法順利完成，降低工作效率[2]。

2.3 傾斜攝影測量

傾斜攝影測量系統包括無人機飛行平臺、飛行導航與控制系統、任務設備、數據傳輸系統、地面監控系統、綜合保障系統六部分。傾斜攝影測量是相對于豎直攝影測量而言的，是近年來快速發展的遙感測繪高新技術。它能從多個角度獲取影像，突破了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，從一個垂直、多個傾斜角度同時采集影像，并將采集到的數據傳入電腦進行三維建模，生產測繪產品[3]。

傾斜攝影測量借助無人機進行數據采集，相較于手動采集的傳統測量方式，大大節約了時間成本，利用相關軟件，可進行全自動化三維建模。傾斜攝影測量彌補了正射投影因角度限制而導致的正射影像應用的不足，采集到的影像數據能更加真實地反映地物的實際情況，可將用戶引入符合人眼視覺的更真實直觀的世界。無人機運用能夠最大限度地提升測繪工作效力、縮短外業時間，少量架次就能飛完集中的村落，并且測區范圍越大，作業效率就越高，能更好地協調農村宅基地確權的內外業協同關系。目前，傾斜攝影技術已被廣泛用于農村宅基地確權項目，該技術優點眾多，如具有真實性、高效性且性價比高。但是也有諸多不足，例如傾斜攝影技術采用可見光進行測量，對天氣要求較高，在樹木遮擋較多、房屋不規則區域生成的三維模型存在拉花或漏洞現象，使得不能進行全測區的有效測量；生產的地籍圖成果精度參差不齊，成果精度不均衡；影像數據的處理對計算機硬件要求較高，內業數據處理速度較慢；對于運動對象、反射區域、無紋理區域無法實施有效采集等。無人機在科技和社會需求的不斷發展中，逐漸成為傾斜攝影測量實用的載體，但無人機的電池續航能力普遍較弱，為了不斷適應其發展，增強自身便攜性和靈活性，研制體積小、續航長的新型電池是促進傾斜攝影測量進一步推廣的關鍵[4]。

3 慣導RTK

3.1 慣導的概念

慣性導航系統（INS，以下簡稱慣導）是一種不依賴于外部信息，不向外部輻射能量的自主式導航系統[5]。其原理是從一個初始位置開始，連續測得物體運動的航向角與加速度，推算出現在物體的所在位置，內部自成體系，可以從根本上解決磁場干擾的問題。慣導由陀螺儀和加速度計兩部分組成，陀螺儀有穩定指向一個方向的性質，并且不與外界的運動相關聯，將這樣的設備裝在方向發生轉動的物體上時，就可以測量出物體轉動的角度；加速度計能夠測出物體運動的加速度值，配合時間記錄，根據s=(1/2)at2即可計算出距離。三軸陀螺儀分別指向坐標軸中的x、y、z軸，在這三軸上再加上加速度計，就組成了慣性導航裝置。通過三軸角度變化、三軸距離累計，就可以測量出物體在三維空間中的三軸位置移動，即三維空間位移，但是這樣的裝置只能測量出相對位移，即在時間記錄中某兩個時刻之間的位移，仍存在不足之處。

3.2 慣導的分類

從結構上分，慣導可分為兩大類：平臺式慣導系統和捷聯式慣導系統。平臺式慣性導航系統根據建立的坐標系不同，又分為空間穩定和本地水平兩種工作方式。空間穩定平臺式慣性導航系統的臺體相對慣性空間穩定，用以建立慣性坐標系，地球自轉、重力加速度等影響由計算機加以補償，這種系統多用于運載火箭的主動段和一些航天器上。本地水平平臺式慣性導航系統的特點是，臺體上的兩個加速度計輸入軸所構成的基準平面能夠始終跟蹤飛行器所在點的水平面（利用加速度計與陀螺儀組成舒拉回路來保證），因此加速度計不受重力加速度的影響，這種系統多用于沿地球表面做等速運動的飛行器（如飛機、巡航導彈等）。在平臺式慣性導航系統中，框架能隔離飛行器的角振動，儀表工作條件較好。平臺能直接建立導航坐標系，計算量小，容易補償和修正儀表的輸出，但也存在結構復雜且尺寸大的缺點。

捷聯式慣性導航系統根據所用陀螺儀的不同，分為速率型捷聯式慣性導航系統和位置型捷聯式慣性導航系統。前者用速率陀螺儀，輸出瞬時平均角速度矢量信號；后者用自由陀螺儀，輸出角位移信號。捷聯式慣性導航系統省去了平臺，所以結構簡單、體積小、維護方便，但陀螺儀和加速度計直接裝在飛行器上，工作條件不佳，會降低儀表的精度。這種系統的加速度計輸出的是機體坐標系的加速度分量，需要經計算機轉換成導航坐標系的加速度分量，計算量較大。總體來說，捷聯慣導的精度較平臺慣導低，但可靠性高、更易實現、成本低，是目前民用慣導的主流技術[6]。

3.3 華測i90慣導RTK的核心優勢

1）只要點到就能測。在測點被遮擋、作用環境危險無法直接測量的地方，只要將中桿底部對準測點，即可完成測量，提升了環境適應性，保障了人身安全。

2）傾斜黑科技，無視磁干擾。慣導不受磁場影響，有高達200 Hz 的實時傾斜補償，不用擔心磁場、高壓線、大型金屬構筑物對精度的影響。

3）雙重檢核，剔除飛點。“軌道雙交修正技術”可實現衛星慣導雙長檢核修正，修復飛點精度至5 cm，避免了飛點的困擾。

4）免對中，效率提升20%~30%。60°傾角內，可不用看氣泡，甚至在肩上找點。測量用戶可提升20%的作業效率，放樣用戶可提升30%的作業效率[7]。

4 應用實踐

4.1 測區概況

廟壩鎮，隸屬于四川省達州市大竹縣，地處大竹縣西南部，東依媽媽鎮，南鄰歐家鎮，西鄰渠縣，北靠清水鎮，行政區域面積73.71 km2，屬熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和、雨量充沛。

4.2 工作任務

對廟壩鎮范圍內符合登記發證條件的農村宅基地、集體建設用地及房屋的空間位置、四至界限、面積、權籍等基本情況進行全面調查，開展權籍調查、宗地丈量和房屋測量，規范編碼，收集登記所需材料，制定統一的電子成果模板，建設數據庫并將其導入大竹縣不動產登記系統等[8]。

4.3 技術路線

4.3.1 無人機傾斜攝影測量

提前收集測區資料，掌握當前的天氣狀況，明確航測范圍，便于規劃航線。設置相機參數、等距拍照、航高、起飛速度、航線速度、執行完動作返航、航向重疊度、旁向重疊度、航線角度、邊距等航飛參數。飛機開機檢查飛機狀態、操控模式、傳感器狀態，測試相機拍照情況。在實際作業中，無人機的飛行安全也不容忽視，有很多潛在因素都有可能導致“炸機”事故[9]。

內業處理數據常用Context Capture 建模軟件。首先新建工程，將外業數據導入軟件之中，進行空三角測量、控制點加密、平差、三維建模等步驟后最終生成三維模型；然后將三維模型加載至SV365 智能三維測繪系統，按照要求進行地籍繪制。

4.3.2 慣導RTK 補測

傾斜攝影從空中作業，在房屋密集狹小區域時，模型拉花嚴重，精度較低，部分成果會超限，需要外業進行補測。同時，大部分需測區域的空間狹窄，在測量中需要保持中桿水準氣泡嚴格居中，否則會造成測量結果存在誤差或錯誤，要花費大量時間進行校準，才能增加測量結果的精準度。傳統RTK 測量受衛星信號及設計限制，幾何相位中心難以直接測量到房屋角點，這時華測i90 慣導RTK“點到就能測”的優勢凸顯，無需保持水平氣泡居中即可精準定位，使其能在復雜環境下快速定位，提升工作效率及測繪精度[10]。

補測任務結束后，對地籍圖進行整體修改，將多個區塊的成果進行拼接，最終完成整個成果的整理和提交，具體的技術路線如圖2所示。

圖2 技術路線示意圖

5 結語

相較于傳統測量方法，新型慣導RTK 測量結合無人機傾斜攝影測量技術具有其他方式無法比擬的優越性，可以在一定程度上減少人力、物力等資源的投入，減輕外業人員的測量負擔，使資源向內業傾斜，協調內外業之間的相互關系，加速推進農村宅基地確權項目的進行。在未來“多測合一”的大背景下，此種測量方式將應用于更廣泛的項目之中，激發新的活力。