论文部分内容阅读
摘要:本文提出了获取土地使用变化信息的新方法，即运用移动差分GPS技术。经实验证明，和传统测量方法相比, 此方法具有操作方便、准确、快速的优点, GPS数据输入 GIS后能够快速成图。
关键词:土地测量；差分GPS技术；应用
Abstract: in this paper, the land use change information for the new method, using mobile differential GPS technology. Proved by the experiment, and the traditional measuring method than the, this method is easy to operate, accurate, fast advantages, GPS data input GIS mapping can be quickly after.
Keywords: land measurement; Differential GPS technology; application
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1.引言
GPS是基于空中卫星的无线电导航系统。此系统可以给全球提供高精度、实时、连续、全天候的时间信息、三维速度和三维位置。能对多方面的需要进行满足，能使用太阳进行运动定位或静态定位。目前，此技术发挥着极大的作用，在勘测石油地质、调查和管理地球资源、规划城镇、调查和测绘土地等领域被广泛运用。
2.土地测量及其分类
土地测量的测绘对象是指土地的使用现状、面积、权属和位置等,是对土地及其附属物的使用现状、权属、质量、面积、位置和界线等几何形状与基本情况进行调查与测量。
根据不同的区域,我国地籍调查可分成农村地籍调查和城镇地籍调查。城镇地籍调查的成图比例尺比较大 (>1∶5 000),农村地籍调查是土地利用现状调查和权属调查相结合进行的,一般成图的比例尺是1∶10 000,使用3°投影带,经纬度标准分幅。城镇土地测量要求的精度高,主要是测量界址点的空间坐标,一般是用航片解译来完成农村土地测量,相对的测绘精度较低(误差<±8 m)。
另外,土地测量也可分成变更土地测量和初始土地测量,前者是重新测量已产生变化的地籍要素，保持地籍图的现实性；后者是变更土地测量的基础，也是首次进行的测量工作。
一般土地测量对高程的要求不高，只对地籍要素的平面位置进行测定；因为土地具有经济性和法律性,所以地籍图一定要保持其现势性和准确性。作为一种新兴的高精度定位工具, GPS将会给土地测量工作带来诸多方便。
3.差分GPS 技术在土地测量中的应用
图解法与解析法是城镇土地测量的传统方法。图解法是采用航空摄影、经纬仪或平板仪等测量仪器把地籍要素和界址點的位置直接测绘于图上；解析法是采用经纬仪、平板仪等常规测量仪器或电子手簿和全站仪,根据现场采集的距离和角度对界址点坐标进行解算的方法。该法得到的是界址点及其他地籍要素的坐标。
差分 GPS(DGPS)在实际的外业测量中,能够按照精度要求的不同,使用实时动态差分(RTK)、动态差分定位、快速静态差分定位或静态差分定位等不同的作业模式，是一种近几年才发展起来的新测量方法。其中的RTK技术可以实时的给出差分定位结果,减少野外观测时间,历时少于1S，在野外实时获取的定位精度为厘米级。最重要的是,因为RTK技术能够实时给出每一历元的定位结果,所以测量人员能够对测站和基准站的解算结果与观测结果的收敛与质量情况进行监测, 避免了误差造成的重测工作量，提高了GPS测量工作的高效性和可靠性。
4. GPS外业测量工作的实施
4.1准备工作
准备工作有，组建作业队伍和制定野外测量的操作规程、熟练使用差分处理软件、熟练掌握GPS接收机的操作方法等。在对土地调查的各种复杂情况进行分析的基础上，制定与GPS测量特点相适应的操作规程。
4.2评价并加密现有的测绘控制网
若测区内的GPS测绘控制点密度不够或根本没有，加密或引点能够通过GPS静态差分定位技术来进行；若测区内的标控制点和WGS84GPS控制点数量足够，则完全可以满足我们的需要；若是单机绝对定位GPS测量，则无需要任何测绘控制点，但考虑到土地详查等等GIS数据和GPS数据在叠加配准时要进行坐标转换以及差分的计算要求，测区内就需要有一定数量的测绘控制点。
4.3数据在测量中的组织和编码
可以对每台移动测站 GPS 接收机进行编码，进行测量的每一台移动接收机的数据文件名都需包含文件序号、机号、日期等信息，以便数据的存档管理和内业处理，从而避免差分处理时数据管理的混乱。例如，文件名为O922O7O3.mob，表示测量时间为9月22日，7号机第3个数据文件。再者，除了要在野外测量中对变化边界的空间坐标进行采集外，还要对土地利用类型、权属等属性信息进行采集。所以应该以和土地详查中的编码原则一致为原则，在测量前对各属性进行统一的编码。
4.4建设基准站
若有足够数量的GPS测量控制点在测区内,就可以把基准站设置在测区中心位置。要求基准站的附近没有强电磁干扰(如高压线、变电站等)，没有树木和高大建筑物等地物的遮挡。在已知点上用三角架把GPS抗多路径效应的天线架好，三角架的垂直和水平方向要调平并和已知点对准，将GPS接收机打开进行初始化，把天线视角(基准站一般为1O°)和采样率(等于或大于移动站)等参数设置好。准备工作一旦完成 就开始采样。
4.5识别并标识变化图斑
测量之前先把变化地块的大致位置识别出来并标识在图上，便于野外测量时使用。在某项目中，变化地块的空间分布的发现是通过对土地详查数据和遥感数据进行复合分析来进行的。此外，能够按照现场询问和用地申报文档的方法来识别那些采用遥感手段无法发现的变化。
4.6使用移动站 GPS接收机对数据进行采集
对于道路、水渠等线状地物，在测量中要把天线放在其中心线上，并把该线状地物的属性信息记录下来，输入到GPS接收机；若一个地块的部分产生了用地类型变化，就要测量变化边界，从起点开始，沿边界把天线移动到终点。将当前文件的记录终止，形成一个封闭的多边形；若有点状地物需要测量，可使用静态差分的方法记录数据。
4.7内业差分处理
内业差分处理需要完成的是按照移动站与基准站获得的观测量，根据GPS解算软件对移动测站在WGS84坐标系下的坐标值进行解算。
5.后处理移动差分 GPS 技术
按照土地利用变更调查的精度要求和特点,需要选用动态差分作业模式。虽然基于载波相位的实时动态差分方法可以提供厘米级的定位精度,但它要求基准站和测站的基线长度小于15 km,在实际的测量工作中,也会因为地物遮挡等因素造成卫星失锁。需要对整周模糊度进行重新求解,致使可靠性降低。由于基于C/A伪距码的动态差分方法的精度可以达到米级，所以当测量过程中卫星出现失锁时,就可以对卫星进行重新锁定，而且时间很短(<1s),此外接收机的价格也比较低,因此我们认为基于伪距码的差分GPS能够满足土地利用变更调查的需要。同样处于投资的考虑,不采用实时差分方式而用后处理差分方式,能够减少建设数据传输链的费用。
获取土地使用的变化数据可以通过后处理移动差分方式来实现。例如测量工具可以采用Promark X-CM接收机。此机具备1O个接收通道,能接收C/A码观测量和L1载波,同时能进行实时动态差分、载波相位差分、移动差分、伪距静态差分和位置差分，能够接收RTCM差分信息。机器配置有4Mb内存, 便于野外连续作业，可以对记录8 h 载波相位数据或30h 伪距码进行连续观测,另外还可提供多种数据接口与坐标系统，机身配置的差分处理软件功能强大。
随着CORS测量系统的完善，GPS测量在土地测量中使用将更加广泛，极大提高土地测量精度及工作效率。
6.结束语
在获取地籍数据时应用GPS 技术具有如下优势：自动接收并存储信息，内外业紧密结合，保证了成果的可靠性和提高了测量速度；测量结果是三维地理数据（WGS84 坐标系下），相互间的关联性好，易于共享；测量精度高，适合获取土地使用变更数据的要求；野外操作简便，仪器体积小，具有全天候的观测能力，对测站之间的通视没有要求，不受气象条件和时间的限制。
参考文献：
[1]兰晓胜.浅析GPS-RTK技术在土地测量中的应用[J].中国科技纵横 ,2010,(11).
[2]袁新强.浅谈差分GPS(DGPS)技术的广泛应用[J].山西建筑,2009,(14).
[3]胡志刚.花向红.韩红超.李振海 GPS-RTK技术在土地测量中的应用研究[J].测绘信息与工程,2007,(5).
关键词:土地测量；差分GPS技术；应用
Abstract: in this paper, the land use change information for the new method, using mobile differential GPS technology. Proved by the experiment, and the traditional measuring method than the, this method is easy to operate, accurate, fast advantages, GPS data input GIS mapping can be quickly after.
Keywords: land measurement; Differential GPS technology; application
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1.引言
GPS是基于空中卫星的无线电导航系统。此系统可以给全球提供高精度、实时、连续、全天候的时间信息、三维速度和三维位置。能对多方面的需要进行满足，能使用太阳进行运动定位或静态定位。目前，此技术发挥着极大的作用，在勘测石油地质、调查和管理地球资源、规划城镇、调查和测绘土地等领域被广泛运用。
2.土地测量及其分类
土地测量的测绘对象是指土地的使用现状、面积、权属和位置等,是对土地及其附属物的使用现状、权属、质量、面积、位置和界线等几何形状与基本情况进行调查与测量。
根据不同的区域,我国地籍调查可分成农村地籍调查和城镇地籍调查。城镇地籍调查的成图比例尺比较大 (>1∶5 000),农村地籍调查是土地利用现状调查和权属调查相结合进行的,一般成图的比例尺是1∶10 000,使用3°投影带,经纬度标准分幅。城镇土地测量要求的精度高,主要是测量界址点的空间坐标,一般是用航片解译来完成农村土地测量,相对的测绘精度较低(误差<±8 m)。
另外,土地测量也可分成变更土地测量和初始土地测量,前者是重新测量已产生变化的地籍要素，保持地籍图的现实性；后者是变更土地测量的基础，也是首次进行的测量工作。
一般土地测量对高程的要求不高，只对地籍要素的平面位置进行测定；因为土地具有经济性和法律性,所以地籍图一定要保持其现势性和准确性。作为一种新兴的高精度定位工具, GPS将会给土地测量工作带来诸多方便。
3.差分GPS 技术在土地测量中的应用
图解法与解析法是城镇土地测量的传统方法。图解法是采用航空摄影、经纬仪或平板仪等测量仪器把地籍要素和界址點的位置直接测绘于图上；解析法是采用经纬仪、平板仪等常规测量仪器或电子手簿和全站仪,根据现场采集的距离和角度对界址点坐标进行解算的方法。该法得到的是界址点及其他地籍要素的坐标。
差分 GPS(DGPS)在实际的外业测量中,能够按照精度要求的不同,使用实时动态差分(RTK)、动态差分定位、快速静态差分定位或静态差分定位等不同的作业模式，是一种近几年才发展起来的新测量方法。其中的RTK技术可以实时的给出差分定位结果,减少野外观测时间,历时少于1S，在野外实时获取的定位精度为厘米级。最重要的是,因为RTK技术能够实时给出每一历元的定位结果,所以测量人员能够对测站和基准站的解算结果与观测结果的收敛与质量情况进行监测, 避免了误差造成的重测工作量，提高了GPS测量工作的高效性和可靠性。
4. GPS外业测量工作的实施
4.1准备工作
准备工作有，组建作业队伍和制定野外测量的操作规程、熟练使用差分处理软件、熟练掌握GPS接收机的操作方法等。在对土地调查的各种复杂情况进行分析的基础上，制定与GPS测量特点相适应的操作规程。
4.2评价并加密现有的测绘控制网
若测区内的GPS测绘控制点密度不够或根本没有，加密或引点能够通过GPS静态差分定位技术来进行；若测区内的标控制点和WGS84GPS控制点数量足够，则完全可以满足我们的需要；若是单机绝对定位GPS测量，则无需要任何测绘控制点，但考虑到土地详查等等GIS数据和GPS数据在叠加配准时要进行坐标转换以及差分的计算要求，测区内就需要有一定数量的测绘控制点。
4.3数据在测量中的组织和编码
可以对每台移动测站 GPS 接收机进行编码，进行测量的每一台移动接收机的数据文件名都需包含文件序号、机号、日期等信息，以便数据的存档管理和内业处理，从而避免差分处理时数据管理的混乱。例如，文件名为O922O7O3.mob，表示测量时间为9月22日，7号机第3个数据文件。再者，除了要在野外测量中对变化边界的空间坐标进行采集外，还要对土地利用类型、权属等属性信息进行采集。所以应该以和土地详查中的编码原则一致为原则，在测量前对各属性进行统一的编码。
4.4建设基准站
若有足够数量的GPS测量控制点在测区内,就可以把基准站设置在测区中心位置。要求基准站的附近没有强电磁干扰(如高压线、变电站等)，没有树木和高大建筑物等地物的遮挡。在已知点上用三角架把GPS抗多路径效应的天线架好，三角架的垂直和水平方向要调平并和已知点对准，将GPS接收机打开进行初始化，把天线视角(基准站一般为1O°)和采样率(等于或大于移动站)等参数设置好。准备工作一旦完成 就开始采样。
4.5识别并标识变化图斑
测量之前先把变化地块的大致位置识别出来并标识在图上，便于野外测量时使用。在某项目中，变化地块的空间分布的发现是通过对土地详查数据和遥感数据进行复合分析来进行的。此外，能够按照现场询问和用地申报文档的方法来识别那些采用遥感手段无法发现的变化。
4.6使用移动站 GPS接收机对数据进行采集
对于道路、水渠等线状地物，在测量中要把天线放在其中心线上，并把该线状地物的属性信息记录下来，输入到GPS接收机；若一个地块的部分产生了用地类型变化，就要测量变化边界，从起点开始，沿边界把天线移动到终点。将当前文件的记录终止，形成一个封闭的多边形；若有点状地物需要测量，可使用静态差分的方法记录数据。
4.7内业差分处理
内业差分处理需要完成的是按照移动站与基准站获得的观测量，根据GPS解算软件对移动测站在WGS84坐标系下的坐标值进行解算。
5.后处理移动差分 GPS 技术
按照土地利用变更调查的精度要求和特点,需要选用动态差分作业模式。虽然基于载波相位的实时动态差分方法可以提供厘米级的定位精度,但它要求基准站和测站的基线长度小于15 km,在实际的测量工作中,也会因为地物遮挡等因素造成卫星失锁。需要对整周模糊度进行重新求解,致使可靠性降低。由于基于C/A伪距码的动态差分方法的精度可以达到米级，所以当测量过程中卫星出现失锁时,就可以对卫星进行重新锁定，而且时间很短(<1s),此外接收机的价格也比较低,因此我们认为基于伪距码的差分GPS能够满足土地利用变更调查的需要。同样处于投资的考虑,不采用实时差分方式而用后处理差分方式,能够减少建设数据传输链的费用。
获取土地使用的变化数据可以通过后处理移动差分方式来实现。例如测量工具可以采用Promark X-CM接收机。此机具备1O个接收通道,能接收C/A码观测量和L1载波,同时能进行实时动态差分、载波相位差分、移动差分、伪距静态差分和位置差分，能够接收RTCM差分信息。机器配置有4Mb内存, 便于野外连续作业，可以对记录8 h 载波相位数据或30h 伪距码进行连续观测,另外还可提供多种数据接口与坐标系统，机身配置的差分处理软件功能强大。
随着CORS测量系统的完善，GPS测量在土地测量中使用将更加广泛，极大提高土地测量精度及工作效率。
6.结束语
在获取地籍数据时应用GPS 技术具有如下优势：自动接收并存储信息，内外业紧密结合，保证了成果的可靠性和提高了测量速度；测量结果是三维地理数据（WGS84 坐标系下），相互间的关联性好，易于共享；测量精度高，适合获取土地使用变更数据的要求；野外操作简便，仪器体积小，具有全天候的观测能力，对测站之间的通视没有要求，不受气象条件和时间的限制。
参考文献：
[1]兰晓胜.浅析GPS-RTK技术在土地测量中的应用[J].中国科技纵横 ,2010,(11).
[2]袁新强.浅谈差分GPS(DGPS)技术的广泛应用[J].山西建筑,2009,(14).
[3]胡志刚.花向红.韩红超.李振海 GPS-RTK技术在土地测量中的应用研究[J].测绘信息与工程,2007,(5).