RTK技术在土地勘测定界中的应用
李宏阳
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李宏阳,. RTK技术在土地勘测定界中的应用[J]. 水土保持与应用,2023.12. DOI:10.12721/ccn.2023.157111.
摘要: 随着GPS技术的成熟和发展,GPS-RTK技术由于具有高精度和高时效性等优势逐渐被运用到土地的勘测定界工作中来,为国家土地管理部门提供了详细且全面的数据支持,在城市化进程中的土地规划工作中发挥着巨大的作用。本文对GPS-RTK技术的使用过程进行了深入研究,提出了一些GPS-RTK技术应用的要点,以期为相关人员提供参考。
关键词: GPS-RTK技术;土地勘测定界;技术应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157111
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在国土改革的浪潮中,对一座城市的土地类型要进行整理划分,将土地整理为不同的功能区,在特定的功能区域进行相应的土地开发,这项工作及其复杂,需要强大的科技技术作为支撑,其中对土地勘测定界技术有很高的要求,土地的勘测定界需要精确地测量规划地区的土地面积和规划地区的土质状况,为后续的土地开发提供信息和技术保障,GPS-RTK技术被广泛运用其中。当前农村土地改革需要进行征用、规划、复垦、整合、地质开发利用以及进一步改造土地功能。这些任务都很复杂,需要强有力的技术支持,其中关键是进行土地测量和划界。勘测过程中要精准测量土地面积、土地本身的地质状况,同时也有可能确保随后的地形位置,并确定这方面工作的适当范围。所有这些都有利于国家土地的科学管理,提高土地管理的合理性。RTK技术可以提高技术测量的准确性和及时性,确保技术开发的成熟性。基于此,本文对RTK技术在土地勘测定界中的应用进行研究,以供参考。

1土地勘测技术的主要工作内容

随着社会经济和社会建设同步发展,城镇化建设进程加快,农村地区人口流失,需要进行土地资源整理合并,城市人口增加,需要扩大城市建设面积。城市土地管理部门需对农村和城市的土地资源进行统筹规划,以土地勘测定界提供的数据为基础,制定一系列土地开发措施。土地勘测定界的主要工作步骤分为四个步骤:前期准备工作、外业工作阶段、内业工作阶段、成果检查验收及归档阶段。前期准备阶段主要是接受勘测任务,根据任务的实际需要情况组建勘测人员队伍,从各种渠道采集勘测地区的地图资料,并对勘测地区进行初步地勘测考察,把实地调查勘测的初步结果和地图资料进行初步比对,从而制定初步的勘测定界技术方案。外业工作阶段主要包括两方面内容:土地调查与土地测量。土地调查是指勘测队伍对所勘测地区土地的城镇权属、土地利用状况、土地类型进行深入调查。土地测量指利用一些特定的技术手段对土地的相关指标进行测量,主要包括三个方面:平面控制测量、控制点放置测量、界址点测量。内业工作阶段主要指勘测队根据前期的测量数据对勘测地土地的相关指标进行精确计算,并绘制土地勘测定界图,制作土地勘测定界报告。成果检查验收及归档阶段主要是对内业工作中的各种测量数据、文字报告、图形绘制等进行复查及存储。在整个土地勘测过程中,对土地管理部门的决策起决定性作用的是外业工作阶段中的测量工作,任何一项土地勘测数据都必须保证它的精确性,只有把测量误差控制一个极小的范围内,土地勘测的后续工作才具有科学性和权威性。

传统的土地勘测技术虽然很完善成熟,但是在土地勘测方面仍存在一些问题,并不能完全保证所得数据的精确性,不能保证土地管理相关部门对土地规划的科学性和权威性。随着科技的不断发展,土地勘测领域也在不断地引进先进的土地勘测技术来完善自身的勘测系统。全球定位系统(GPS)在对距离的测定和坐标点的测定方面具有显著的优势,因此被引入到土地勘测定界中来。但是GPS在测量好数据后,还需后期对这些海量数据进行精细化处理分析,需要一定时间才能获得最终的数据结果。随着全球定位系统的进一步成熟发展,在GPS的基础上进一步研发出了GPS-RTK技术,GPS-RTK技术进一步提高了距离测量的准确性,同时还具备极高的实时性和高效性,可以在短时间内获得精确的勘测结果。因此,GPS-RTK技术在土地勘测定界中的应用越来越广泛深入,为土地勘测定界工作做出了巨大的贡献,在土地管理部门对城市土地规划管理中发挥着建设性作用。

2RTK的技术基础GPS

在开发利用土地资源之前,需要与土地测量和划界工作一起提供综合数据支持,以便在目标国家附近绘制地形图的基础上计算土地开发利用量。在持续发展和时间进步的影响下,传统土地测量和划界工作成果的效率和准确性的弊端逐渐显露出来。在此背景下,RTK技术的出现和应用大大提高了土地测量和测绘的效率和准确性。

GPS技术自诞生以来就被广泛运用到社会各个层面,主要包括军事层面和民用层面,无论在哪个应用层面,GPS都因卓越的定位服务深受各领域喜爱。GPS的主要工作原理是利用四颗卫星进行定位:卫星1测出自身与观测对象之间的距离L1,此时以卫星为圆心,L1为半径的球体与地球的接触面为圆1;卫星2测出自身与观测对象之间的距离L2,此时以卫星为圆心,L2为半径的球体与地球的接触面为圆2;卫星3测出自身与观测对象之间的距离L3,此时以卫星为圆心,L3为半径的球体与地球的接触面为圆3;圆1、圆2、圆3所形成的公共交点就是被观测目标在地球上的具体位置;卫星与被观测目标之间的距离是卫星信号传输到被观测目标的时间乘以光速,其中的时间由第四颗卫星提供。GPS的定位功能虽然很强大,可以达到十几米甚至几米的误差,但是在某些行业领域内仍然有较小的影响。影响GPS精度的主要因素主要有四点,第一点是大气层的影响,第二点是卫星星历误差的影响,第三点是卫星钟差的影响,第四点是多途径传输的影响。因为电磁波是以光速传播,在时间上的任何微小误差在现实中都会造成几米甚至数十米的距离误差。因此,经过不断的研发改进,在GPS技术的基础上,研发出了定位更加精准的GPS-RTK技术,GPS-RTK技术能够做到厘米级甚至毫米级的定位精度,在高精度的土地勘测定界领域中起着中流砥柱的作用。

2.1GPS-RTK技术的三大特点

2.1.1定位精度高、检测数据安全性高

在传统的土地勘测定界测量工作中,由于测量过程中会对全站仪进行频繁的搬挪,会对测量结果造成累计误差,会影响所测量结果的时效性和准确性。但是GPS-RTK技术就不存在这些问题,只要测量时所具备的条件可以满足RTK技术的技术要求,RTK的测量的精度就可以达到厘米级甚至毫米级。这对土地勘测定界工作数据的可靠性和安全性提供了极高的保障。

2.1.2GPS-RTK工作效率极高

传统的土地勘测定界测量受到地形地势的影响较大,如果地势起伏比较大,地形复杂的话,测量仪器会被频繁的搬挪,测量结果会造成相当程度的累积误差,进而影响土地勘测定界报告的科学性和权威性。而GPS-RTK技术不受地形地势的影响,一次可同时测定半径10KM内的多个观测目标的数据,避免了观测仪器的频繁搬挪,减少了观测人员的工作量,极大的提高了土地勘测定界的工作效率。

2.1.3GPS-RTK降低了作业条件

GPS-RTK对工作条件的要求并不高,只要满足RTK技术工作时的基本条件,RTK就能以做高的工作效率完成指定的勘测工作。

2.1.4GPS-RTK技术操作简单

GPS-RTK技术的操作非常简单,它观测好数据后能自动将数据进行存储、转换、处理、输出,得出高可靠性的数据结果,这是其他设备所不具备的功能。

3采用精确性较高的坐标参数转化求解

采用 GPS技术对两个椭圆模型进行定位,通过比较两个卵形模型的不同值,实现两颗卵形模型间的关系,实现两个卵形模型间的转换。这个量级的计算方法,是因为目前的全国级控制网都会有一些偏差,而且地理位置的不同也会导致一些参数的差异,所以必须按照当地的坐标来计算;接下来的转换,都是按照这个基本数字来完成的,这样才能保证两个坐标是一致的。通常情况下,都会用两个标准的座标来构建数据,然后再将所有的参数转换为最小的误差。另外,在 GPS测量区内进行RTK测量时,还需要对人为参数的转换进行改进,最后将两种坐标方式放入同一个坐标系统,从而实现两种坐标方式的转换。另外,要知道目前所用的映射是在同一个映射上应用了同样的映射方式,以便将参数转换为同样的映射方式。在进行参数转换时,必须保证参照点所在的坐标与全图观察的坐标保持在同一的坐标上,并根据所知道的坐标进行转换,以保证最后的资料精度。

5采用 RTK技术之前的检查工作

RTK技术自身的测试结果是否可靠,有两个因素决定了它是否可靠。其次是对移动台站周围的观察。为保证 RTK技术的有效应用,通常在勘探前要对两台站的定位进行核对,以防止卫星信号对资料的传递造成干扰。与此同时,在对站点进行检测的时候,要及时地对参数和数据进行更新,保证数据传输的正确性。与此同时,也要对周围的情况进行关注,只有在确定了正确的情况下,才能保证 RTK技术操作中整个测量的精度。

4GPS-RTK技术在土地勘测定界中的应用

4.1GPS-RTK技术网点的选定

GPS-RTK控制网点的选择主要从四个方面进行,第一个方面要选择地面坚固的观测网点,可在网点周围砌筑大理石或者设置道钉,这样就使得观测网点得以保存,提高网点的安全性,避免网点丢失。第二个方面是选择地势高的网点,在地势高的地方进行观测工作可以取得更加广阔的视野,使得土地勘测定界工作的效率更高。第三个方面是网点的选择必须远离无线电波,不能离电视电台、塔台太近,也要远离高压线设备,避免信号被干扰。第四个方面是要远离建筑群,避免卫星信号在建筑之间折射而造成路径效应,对测量结果产生微小的误差。

4.2界址点的放样和界桩的埋设

界点位定位测量时,应在控制点的坐标处设置参考站,并在此点处设置移动台,进行移动台定位测量;其具体步骤分为五个步骤。首先是在各个关键节点上创建一个整体的工作条目,并为这些条目制定一套有效的管理体系。将详细的数据、图像、数据都输入到了系统之中。其次,要根据当地的实际情况,选取适当的手机站,并且手机站的频率要与当地的广播系统相匹配。而在此过程中,移动台和参考台的频率必须一致。第三,工作项中要有界点的坐标和某些可控的点,以便在检验和应用时能够根据其应用。第四,从一开始就选定了 RTK的观测方式,并启动了初始化工作,完成了初始化工作后进行了 RTK的观测工作。最后,就是对各控制点进行定位和放样,这些都是要根据实际情况来决定的,而这些数据又要被重新调整出来,所以这些数据都会被记录在测量手册上。当接收到这个信息的时候,这个仪器就会告诉工作人员,这个仪器是在什么地方放置的,什么地方放置的,什么距离的。一旦到达了正确的地点,接收器就会发送一个讯号,告知机组已经确定了地点。接下来要做的就是在那个地方放置一个边界线,并且在放置的时候还需要进行校正,确保那个地方的偏差不会太大。修正则是在设置边界的过程中,会产生偏差,若是修正不够快,便会导致讯息无法传递出去。

4.3座标体系的变换

GPS-RTK技术建立在WGS-84的基础上,但目前大多数测绘工作采用的都是自给自足或54的坐标系,RTK是一种实时测绘,需要把WGS-84的坐标系转化为54的局部坐标系或局部坐标系。常用的坐标系变换方式有两种:一种是平面变换,另一种是高度拟合。在进行高程测定时,常用的拟合方式有:曲线拟合、平面拟合、曲面拟合等。

5结束语

GPS-RTK技术进一步提高了距离测量的准确性,同时还具备极高的实时性和高效性,可以在短时间内获得精确的勘测结果。因此,GPS-RTK技术在土地勘测定界中的应用越来越广泛深入,为土地勘测定界工作做出了巨大的贡献,在土地管理部门对城市土地规划管理中发挥着建设性作用。同时GPS-RTK技术的发展和现代网络信息技术的发展是相关联的,相信在科技技术日新月异的今天,随着网络通信技术的进一步突破,GPS-RTK技术也会得到相应的技术突破,在现有的高精度、高时效的优势上更进一步,实现更高层次的技术应用,为我国的土地勘测定界领域做出更大的贡献。

参考文献

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