GNSS测量技术在土地测绘中的应用

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年7卷4月第10期   作者:李家明
[导读] 近年来,随着测量技术的不断发展,土地测量方法先后经历了地基无线电导航、传统大地测量、天文测量导航定位、卫星导航定位等阶段.
        李家明
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        摘要:近年来,随着测量技术的不断发展,土地测量方法先后经历了地基无线电导航、传统大地测量、天文测量导航定位、卫星导航定位等阶段,测量工作朝着高效、快速、精准方向高速发展。文章在对GNSS技术原理和特点进行分析的基础上,结合GNSS技术的土地测量应用情况,旨在为今后各土地测量工作提供方向。
        关键词:GNSS测量技术;土地测绘;应用
        中图分类号:TU198    文献标识码:A    文章编号
        1 GNSS简介
        GNSS的全称是全球导航卫星系统(Global Navi?gation Satellite System),它是泛指所有的全球卫星导航系统以及区域和增强系统,它利用包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO、中国的北斗卫星导航系统,美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等卫星导航系统中的一个或多个系统进行导航定位,并同时提供卫星的完备性检验信息(Integrity Checking)和足够的导航安全性告警信息。
        2土地测绘中GNSS测量技术的具体应用路径
        2.1地籍测量需对网点精度、密度有效控制
        在地籍测量工作开展的过程中,最重要的就是要针对确定测量区域展开系统化控制与测量,进而为测绘地籍图件和数据采集工作的开展提供必要保障。在地籍控制网点方面,可对其精准度以及密度展开科学化控制,进而更好地适应土地权属范围测量需求,对此区域特征点加以确定。在对网点点位密度进行控制的过程中,应当完成分类工作。特别是GNSS地籍网,需要参考测量区域具体范围以及顺序完成分类,一般可细化成加密网点与基本网点两种类别。当下,很多城镇界址点密度都相对较大,因而在确保网点具备点位精度的基础上,应适当增加控制点密度,方便对界址点进行准确地测定。如果有必要,应将GNSS网点下加密一级图根导线。在这种情况下,就可以根据其图根点对界址点进行有效测定。而针对GNSS各边而言,较之于常规网边要长,而且变化幅度也相对较大,在长短边相互结合的基础上更具灵活性与便利性。所以说,一定要分期布设不同级网可视,并且确保可一次性混合布设,尽可能与所需密度相适应。
        2.2布设GNSS控制网并完成数据处理
        首先,设计GNSS控制网技术。在技术设计的过程中,最重要的是对被测定区域内既有CORS站、图件、点位资料以及地质资料等进行收集,与此同时,还应深入研究并分析被测定区域的建设整体规划以及近阶段的发展资料。如果有必要还应当展开实地勘察工作,并完成图上设计。
        其次,测绘点的选择。对测绘点进行选取的时候一定要保证科学且合理,只有这样才能够确保土地测量质量达标。在测绘点选取方面,一般会选择GNSS实时动态技术,而且要尽量选择在测绘点上空并相对开阔的区域,尽可能避免周边存在障碍物。这样才可确保GNSS接收机所传输的信号更具稳定性。需要注意的是,测绘点的选择还应当尽可能规避电磁辐射源,有效避免受到电磁辐射影响而导致信号真实性丧失,特别是高压电线与信号塔等等。与此同时,也要远离湖泊水面以及有玻璃装饰的建筑物,以免发生多路径效应。在选择测绘点的时候,其地形应保证平坦,尽量不选择在高层建筑群当中,而且地面要简单,避免使电磁波信号受到影响而降低测量工作的准确程度。
        再次,布网工作。通常来讲,GNSS布网可细化成四种不同的形式,即多基准站式、图形扩展式、单基准站式、跟踪站式。而在实际布网期间,应当结合实际情况做出系统分析,科学合理地选择使用布网的方式,尽可能减少人力与时间,实现工作效率的全面提升。在此基础上,应结合工作需求,合理配置工作人员,一般不低于三名,要求有导航员、仪器操作人员以及记录工作人员。除此之外,所有参与人员均明确自身工作职责。对于仪器操作人员,主要是对GNSS接收机进行有效管理,而记录工作人员则要对实际的操作细节以及相关数据信息进行详细地记录,作为导航员主要的任务就是确保测量地点选择的合理性。


        最后,对测量数据的处理。在处理GNSS测量数据的时候,首先要检核外业测量数据的质量,同时还有GNSS网基线精准度的处理质量。此外,可通过对GNSS数据处理软件的使用开展GNSS网平差工作,对基线向量进行提取后开展三维无约束平差处理,对平差进行约束亦或是联合,最终完成质量分析以及控制工作。
        2.3应用实践研究
        第一,RTK碎部测量以及放样。对于RTK技术而言,主要是对两测站载波相位观测量进行处理的一种差分方式。在RTK系统中,移动站和基准站属于不可替代的组成,而主要的工作原理就是将基准站所采集的载波相位发送给用户,并且根据基准站所提供的差分信息用户,即可对用户位置坐标进行解算。在实践过程中,RTK技术通常在地籍图测绘、地形图和平面施工放样等领域应用。将GNSS-RTK测量技术应用于碎部测量工作中,无需构建图根控制,一定程度上提高了工作的质量与效率。
        第二,测量像控点。像控点的测量在航空摄影测量外业中占据重要地位,同样也会影响土地测量工作的质量。长期以来,采用传统手段要布设大量的导线,进而达到测量平高点的目标。依托RTK技术开展测量工作期间,要求将基准站架设在被测定区域周边的高等级控制点位置,而流动站则能够直接对不同像控点的平面坐标以及高程展开测量。若架设像控点存在较大难度,应借助间接形式完成测量工作。较之于传统的测绘方法,GNSS-RTK测量技术并不需要逐级对控制点进行布设,而且与静态GNSS测量相比,该测量技术的应用使得土地测量的时间明显缩短,测量的效率也显著提高。
        第三,GNSS监测变形。变形监测主要涵括了水库大坝、桥梁与建筑土地地基位移和沉降的监测内容。其中,最基础的监测技术就是水准测量,可对地基沉降的具体状况进行监测。在监测地基位移以及整体倾斜程度的时候,则要依托三角测量手段。对GNSS测量技术进行选择,用来监测地基的水平位移状况,可使得实际的测量精准度明显提高,可在-2mm~2mm范围内,而在测量高程方面,精准度可处于-10mm~+10mm之间。所以说,在开展变形监测的过程中GNSS测量技术是不可或缺的。
        2.4优化GNSS-RTK测量技术精度的方法
        在实践过程中,会因通信条件等多种因素影响,在山区动态测量中采用GNSS-RTK技术,很容易有假值情况出现。特别是在高程异常数值浮动较大的情况下,较之于平面数值,高程数值的偏差会更大。除此之外,若有信号遮蔽的情况,该区域系统的初始化难度较大,信号也很容易失锁。为此,在优化GNSS-RTK测量技术精度方面,可强调以下三方面内容。
        第一,科学合理选择基准站。在设置基准站的时候,要尽量选择开阔且不存在高大建筑物遮挡的中部区域。与此同时,要尽可能与高压线与无线设备远离,且避免选择在水域内开展测量作业。
        第二,转换数据参数方面。针对国家平面坐标与代表性较强的地方坐标设置工作,应当强调坐标转化的有效性,尽可能保证选用不低于三个的高程控制。在转化控制点参数的时候,也要遵循相关的基本原则,并且强调被测定区域内筛选已知控制点工作的重要性。
        第三,GNSS-RTK测量技术要注重图根控制点基本要求,一般要事先将基础设备准备好,利用三脚架对具体位置进行选择时还应保证准确性。选择图根控制点的时候,要强调两点通视方案的重要性。设定观测时间的时候,一定要保证PDOP数值不超过6,这样才能够使RTK测量技术的精准度以及速度得以提高。
        3结语
        GNSS测量技术是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等进行观测量的技术方法,通过对GNSS测绘技术的使用,一定程度上实现了土地测绘工作效率与质量提升的目标。所以,在实践过程中,工作人员必须不断增强自身的认知能力,积极参与到土地资源测绘工作当中。与此同时,深入探讨并分析GNSS测绘技术的相关内容,以进一步推动土地测绘工作的顺利开展。
        参考文献
        [1]李彦凯,范树永.GNSS测量技术在土地测绘中的应用[J].农家科技(下旬刊),2019(5):243.
        [2]邓军.GNSS测量技术[M]. 中国矿业大学出版社有限责任公司,2018.
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