浅谈GPS-RTK技术在土地开发整理中的应用
摘要：现代测绘技术是土地开发整理项目规划设计的支撑技术，测绘工作贯穿于土地开发整理的全过程。采用GPS-RTK测量技术能大大提高野外作业效率，全面提高土地开发整理的工作水平。
关键词：GPS-RTK；土地开发整理；测绘技术；实时动态
Application of GPS-RTK to Land Development Consolidation
Ma Xiaolin Zhang Dayong Wang Kangning
(Ningxia Agriculture Investigation and Design Institute,
Abstract：Modern mapping technology is the support to the planning and design in the project of predial development and arrangement, and it will be utilizing in the entire process of predial development and arrangement. The GPS-RTK measurement technology is able to improve the efficiency of fieldwork greatly, and comprehensively improve land development and arrangement of the work.．
Key Words：GPS-RTK Technology；Land Development Reorganization；Real Time Kinematic
GPS-RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统。这一技术在越来越多的测绘工作中得到应用，它的快捷高效显示了其他测绘仪器和测绘方法所不能比拟的优势。近些年，由于城市化、工业化进程不断加大，农用地大面积占用，打破了全国耕地存量的动态平衡。因此，国家在全国范围内大力开展土地开发整理工作，旨在增加有效耕地面积，以实现区域耕地占补平衡和耕地总量的动态平衡，并且逐渐加大力度。传统的测绘技术已不能胜任大规模土地开发整理工程的勘测要求，而GPS-RTK技术的产生与应用为土地开发整项目规划设计提供了准确高效的技术保障。
1． 土地开发整理的内涵
土地开发整理是一项综合性的土地资源管理工作，是实现区域耕地占补平衡和耕地总量动态平衡，保障区域土地资源可持续利用的一种有效政策措施。土地开发整理一般包括城市土地开发整理和农村土地开发整理两个方面，涉及土地开发、土地整理、土地复垦等三项活动[1]。目前，土地开发整理活动的工作重心是农用地整理，是指对农村宜农未利用地、废弃地等进行开垦，对田、水、路、林、村等实行综合整治，以增加有效耕地面积、提高耕地质量的行为。从土地开发整理活动的工作体系或全过程角度来分析考察，一个土地开发整理项目从立项、规划设计到项目实施及竣工管理，主要包括以下三个阶段：土地开发整理专项规划阶段、土地开发整理项目规划设计阶段、土地开发整理项目施工及管理阶段。各个阶段有不同的工作内容和侧重点，每个阶段又可以划分若干环节与过程，各个环节与过程都要应用到相应的测绘技术。
2． GPS RTK技术的基本特点
我单位所使用的仪器为广州市中海达测绘仪器公司生产的HD6000型双频接收机，其精度指标为：实时RTK平面精度±（
GPS-RTK技术系统配置包括以下三部分：1、基准站接收机；2、移动站接收机；3、数据链。
坐标系统是标准坐标系统（北京54、国家80或WGS84），使用求转换参数或七参数方法作业。基准站接收机在测区中心选择一个位置较高、视野开阔、交通便利的地点架设（位置高有利于增加电台传输距离，视野开阔可以确保正常接收卫星数据），连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去。移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF（On The Fly）算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标，实时提供测量点在指定坐标系中的三维坐标，并达到厘米级精度。
3． GPS-RTK技术在各阶段的应用分析
从土地开发整理活动的工作体系或全过程角度来看，土地开发整理项目从立项、规划设计到项目实施及竣工管理，主要包括以下三个阶段：土地开发整理专项规划阶段、土地开发整理项目规划设计阶段、土地开发整理项目施工及管理阶段。各个阶段有不同的工作内容和侧重点，每个阶段又可以划分若干环节与过程，各个环节与过程的测量方法也有所不同。
3.1 土地开发整理专项规划阶段
土地开发整理专项规划是对一定区域内的土地开发、复垦和整理等土地利用活动的总体部署和统筹安排，基础图件是土地利用现状图，在其基础上制作土地开发整理专项规划图。对于数量占绝大多数的土地开发整理专项规划，其图件比例尺一般要求为1：5万~1：20万，是在国家测绘部门提供的中、小比例尺航测地形图（1∶1万）基础上，通过土地利用现状调查，利用航片、调绘片编绘而来，不需要全面的实地测量，对于部分需要反应的特征数据可采用GPS-RTK技术的GPRS数据传输方式进行实时动态采集，GPRS数据链不受距离限制，可覆盖专项规划的整个区域。
3.2 土地开发整理项目规划设计阶段
项目可行性研究是项目投资前期的框架性基础研究。该阶段对项目区的土地面积、长度、高程等精度要求并不很高，可采用国家测绘部门提供的地形图作为工作底图，图件比例尺一般以1：1万为宜，并对项目区进行概略性的现场实测，对项目区的规模、土地权属界线、道路、排灌沟渠、电力线等进行实地测量。该阶段对项目区边界的要求较高，要求边界控制点的平面坐标及经纬度坐标。GPS-RTK测量方法可以实时精确的提供各点的三维坐标，并可转换成经纬度坐标，满足可行性研究的需要。
在项目规划设计阶段，因涉及项目规划方案的优劣判断、沟渠路林工程的详细设计、工程概（预）算及土方计算的准确性等，因此对项目区地形地貌的准确性、现势性上有较高的要求，对项目区各类土地的面积、长度、高程有相对较高的精度要求。通常要求实测比例尺大于1∶2000的全要素地形图作为设计底图。该阶段对测量数据及成果的高要求体现了GPS-RTK技术的灵活、快速、省时、省力等优点，在测量的过程中实时测点的三维坐标，可达到边测量边规划设计的效果。对采集的测量数据以固定格式保存在电脑手簿里，利用南方CASS成图软件对测量数据进行展点成图，并由数据文件生成等高线，实地测量时辅以手工草图记录，方便内业测量数据整理和成图处理。对沟、渠、路的纵横断面测量数据进行单独整理，并利用CASS成图软件绘制实测纵横断面图作为设计依据。
3.3 土地开发整理项目施工管理阶段
在项目施工管理阶段，主要是项目实施前期的施工放线和后期竣工验收的工程量核算。采用RTK测量方式其前期所有测量数据都以文件形式保存于电脑手簿中，只要基准站架设位置始终不变，便可直接调取已存测量数据进行施工放线及指导，并可在同一坐标系统下继续施测，在竣工验收阶段进行工程量核查，为竣工决算提供重要依据。
4． GPS-RTK技术在土地开发整理中所体现的的优点
1） 采用RTK测量方法，操作简便，不受天气、地形、距离、通视等条件限制，工作效率比传统方法提高4—5倍。
2） RTK作业一个移动站只需要一名测量员就可以完成作业，节省人力。并可采用多个移动站分成多个小组进行测量，大大缩短外业工作时间，减少外业测量成本。
3） 观测时间短，正常情况下5秒以内即可求得测点三维坐标。
4） 测量精度高，误差小，不存在误差累积问题。
5） 直接获取三维坐标，利用南方CASS成图软件进行展点成图，形成数字化地形图，方便规划设计工作。
5． RTK测量中应注意的问题
1） 基准站尽量假设在交通便利、视野开阔、地势较高的地点，以便于GPS卫星信号的接收，保证基准站和移动站之间数据传输畅通。
2） 图根控制点点位应远离各类发射塔、高压线、通讯线、变压器、雷达站等带有电磁辐射的设施，应尽量远离大面积的水域。
3） GPS-RTK测量要选择良好的工作时段。由于中午受电离层干扰大，公用卫星数少，常常会出现初始化时间长、解算精度低等问题，所以应尽量避开中午前后1小时，以提高工作效率和测量成果的准确性。
4） 采用RTK测量方式要养成良好的测量习惯，移动站工作开始前和结束后应检测1—2个高精度的已知控制点，以保证测量成果准确无误。
6． 结语
实践证明，将GPS-RTK技术应用到土地开发整理项目中，减少了项目在人力、物力上的投入，最主要的是大大提高了工作效率，在辅以质量控制的前提下，完全可以确保其测量成果的可靠性和满足项目土地开发整理各阶段的精度要求。这一技术不仅在土地开发整理中得到应用，在其它测绘领域也具有广阔的应用前景。
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