浅析农村土地确权测量仪器的应用和发展李磊

浅析农村土地确权测量仪器的应用和发展

学 生 姓 名： 李磊

专 业 班 级：2010级建筑工程管理6班 指 导 教 师： 史卫平

完 成 日 期： 2013年6月

目 录

摘 要 ......................................................... - 3 - 1 RTK .......................................................... - 1 -

1.1 基准站接收机的工作原理..................................................................... - 1 -

1.2 流动站接收机的工作原理..................................................................... - 1 -

1.3 RTK的使用.............................................................................................. - 2 -

1.3.1 手簿与GPS主机的连接.............................................................. - 2 -

1.3.2 连接的注意事项.......................................................................... - 2 -

1.4 RTK的优点.............................................................................................. - 2 -

1.5 RTK存在的不足.............................................................................................. 3 2 全站仪 ....................................................... - 4 -

2.1 南方全站仪的使用................................................................................. - 4 -

2.2 索佳、南方、三鼎的不同..................................................................... - 5 - 结论 ........................................................... - 5 - 参考文献 ....................................................... - 6 -

摘 要

全站型电子速测仪（全站仪）和RTK是现代农村土地确权测量中的主要仪器。以前农村宅基地的测量采用皮尺、度盘等进行测量，劳动强度大、作业时间长、易受外界干扰。全站仪的出现，很好的解决了以前测量工具的不足，操作简单、受外界影响小，精度、可靠性、稳定性都有了很大的提高。RTK突破了传统坐标放样的缺点，观测时间短、精度高，可以现场给出精确坐标等优点，它的出现和好的配合了全站仪的应用，大大提高了工作效率。全站仪和RTK的使用，还必须考虑当地的地理环境等等外界因素。本文详细阐述了在农村土地确

权的大背景下，全站仪和RTK的使用方法、作业条件及其突破性发展和未来前景。 农村集体土地确权登记发证工作是在十七届三中全会精神和《中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步夯实农业农村发展基础的若干意见》的大背景下应运而生的。农村集体土地确权登记发证是对农村集体土地所有权和集体土地使用权等土地权利的确权登记发证。农村集体土地使用权包括宅基地使用权、集体建设用地使用权等。原始的测量工具已经解决不了范围之大，精度之高的测量，因此采用高精度的仪器很有必要，全站仪和RTK的使用适应了这一需求。

所在实习地东营市森迈图测绘信息开发有限责任公司，在菏泽市单县项目和临沂市临沭项目上都采用全站仪和RTK结合测量的办法，取得了非常不错的效果。

关键词：全站仪；RTK；前景发展

1 RTK

RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，它由基准站接收机、数据链、 流动站接收机三部分组成。在基准站上安置1台接收机为参考站， 对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）。

1.1 基准站接收机的工作原理

基准站系统采集来自可用卫星的原始数据，该原始数据经包装后，由串行端口送往待命的无线电发射机。发射机对包装后的原始数据进行广播，任何接收机都可以接收。

1.2 流动站接收机的工作原理

流动站电台接收基准站发来的,包含基准站接收GPS原始数据的信息。电台将收到的基准站原始数据经由串口转往流动站接收机。与此同时，流动站 GPS 接收机会在其当前位置采集本机的原始数据。来自基准站 GPS 接收机与流动站 GPS 接收机的原始数据汇集在流动站接收机中处理，以计算出两个接收机之间精确到厘米级的基线向量。最后，流动站接收机利用已知基准站位置和基线向量来计算流动站位置坐标。

1.3 RTK的使用

在进行一个村子的测量前，需要对村子进行“砸点”，随后用RTK进行“踩点”（动态测量）。首先要架设基准站，对中、整平基座，连接好GPS各连接线。架设基准站的要求是：高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物；无电磁波干扰（200米范围内没有手机信号站、雷达站等，没有高压线）；位置应该比较开阔，地势较高为好，与流动站之间没有较大的遮挡物，否则差分传播距离迅速缩短；在我们进行坐标采集时一般在显示“固定解”时采集坐标，标杆上的气泡一定要居中，数值越小越好，高程一般控制在2公分以下。其它显示还有“浮点解、差分解、单点解、无效解”。

1.3.1 手簿与GPS主机的连接

蓝牙无线连接，打开GPS主机，双击手簿桌面上的“Haidartk”图标，点击“设置、连接”即可。手簿与GPS主机连接正常的时候，会出现“已与×××建立连接。

1.3.2 连接的注意事项

1、 先开GPS主机，再进行手簿连接 2、 手簿连接前，要将端口设置为“COM1”

3、 手簿与GPS主机距离最好在10m内 4、 周围30m内无第三个蓝牙设备开启（包括同类手簿、GPS主机都不能打开） 5、 手簿与GPS主机间无太大的障碍物

1.4 RTK的优点

1.应用范围广：RTK可以涵盖各种控制测量（公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量），地形测图，施工放样，监理，GIS前端数据采集等诸多方面。 2.测量数据精度高：GPS不仅能够达到1∶500图根控制测量的点位和高程精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题.完全可以满足大比例尺测图的需要。只要满足RTK基本作业条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。 3.作业效率高，测量速度快：RTK控制测量操作简便，机动性强，可以大幅度提高测量速度。从首级控制

到最终成图，实行一体化作业，减少了传统测量作业所需控制点数量和测量仪器的搬站次数，能够有效减轻作业人员的劳动强度。 4.处理能力强：数据采集时无需画草图，碎部点的记录特定格式存储有点名、编码，能被数字测图软件（我们所说的Mapgis）所识别，在进行图形编辑时就能很好地处理。可以边走边获取测量成果或进行坐标放样。RTK能方便地与计算机或其他测量仪器通信，比如我们测量用的全站仪，与其联合作业，充分发挥RTK其他测绘仪器各自的优势。

5.操作上手快操作上手快操作上手快操作上手快。。。。RTK技术不要求两点间通视，只要满足“电磁波通视”，受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。而且只要在基准站和流动站设站时进行简单的设置，就可以边走边获取测量成果或进行坐标放样。

1.5 RTK存在的不足

最主要的局限性其实不在于 RTK 本身，而是源于整个 GPS 系统。GPS 依靠的是接收从地面以上约两万公里的卫星发射来的无线电信号。相对而言，这些信号频率高、功率低，不易穿透可能阻挡卫星和 GPS 接收机之间视线的障碍物。事实上，存在于 GPS 接收机和卫星之间路径上的任何物体都会对系统的操作产生有害影响。有些物体如房屋，会完全屏蔽卫星信号。因此, GPS 不能在室内使用。同样，GPS 也不能在隧道内或水下使用。有些物体如树木会部分阻挡、反射或折射信号。GPS 信号的接收在树林茂密的地区会很差。树林中有时会有足够的信号来计算概略位置，但信号清晰度难以达到厘米水平的精确定位。因此，前文所述测量前的放点工作要注意点的位置。这并不是说，GPS RTK 只适用于四周对空开阔的地区。RTK 测量在部分障碍的地区也可以是有效而精确的。其奥秘是能观测到足够的卫星来精确可靠地实现定位。在任何时间、任何地区，都可能会有 7 到 10 颗 GPS 卫星可用于 RTK 测量。RTK 系统的工作并不需要这么多颗卫星。如果天空中有 5 颗适当分布的卫星，就可作精确可靠的定位。有部分障碍的地点只要可以观测到至少 5 颗卫星，就有可能做 RTK 测量。在树林或大楼四周作测量时，只要该地留有足够的开放空间，使RTK系统可观测到至少 5 颗卫星，RTK 测量就有成功的条件。

2 全站仪 全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作。全站仪广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。在公司，国外的全站仪仅用过“索佳”这一品牌，国内用过“三鼎光电”和“南方”两种。

下面我仅阐述南方全站仪的使用方法，其次论述一下学到的这三种仪器的不同点。

2.1 南方全站仪的使用 农村土地确权的测量工作，主要采用的是坐标测量。将仪器安置在三角架上，利用光学对中器对准已知点，利用圆水准粗平仪器，再次精平仪器。数据采集图标的进入：按下MENU键，仪器进入主菜单1/3模式，按下F1键进入数据采集。一般进行一天的工作前要选择一个文件，在进入南方全站仪的菜单数据采集页面时会让你选择文件，这样我们就可以新建一天的文件。在其第二页上，有选择文件的图标字样，这里需要注意的是：你可以选择自己当前新建的文件，也可以选用昨天的或者更早的文件；比如选择昨天的文件，是建立在昨天从已知坐标点放出去的点未进行使用的前提下进行的。如果你想调用今天的坐标点，文件必须选择今天的文件。在数据采集页面上，先按F1 设置测站点，然后F4测站，之后调用已知点作为测站点，输入仪器高，F4进行记录。退出页面后，F2 设置后视点，F4后视，调用点作为后视点。之后直接点击F4测量键进行定向。需要注意的是：定向测量坐标出现后，需要对厚实点的坐标进行核对，N方向、E方向的坐标控制在2公分以内，高程控制在3公分以内。点击确认后，会提示你“坐标是否自动转换”这时一定点击“否”。之后就可以进入测量模式。

2.2 索佳、南方、三鼎的不同 索佳作为一个日本品牌，其打点速度、精度和质量是南方、三鼎不能比拟的。索佳选择文件是在“内存”的界面内，测量前输入已知点坐标在“记录”页面内。定向在“测站定向”里，调用完测站点后，直接点F3坐标 调用后视点。进入测量模式，F2测量后需要对其进行F4记录。编码的修改是在测完一个点后进行修改，修改的方法是按方向键的上键。自我认为，三鼎光电的好处在于定向后不用自己算误差，仪器就给直接算出来，还有那双轴补偿，保证了点的精度。索佳会用“超出”提示你架腿或者仪器已动，精度发生了变化，而南方的不会。 3 RTK、全站仪的前景

RTK的应用会非常的普遍，应用于更多的领域。它的前景：GPS现代化的实现，增加卫星的数量，GPS的精度、可靠性、困难地段RTK的初始能力大大提高；多种空间资源的享用；建设永久参考站网，将有效解决RTK的有效测程，成果可靠性，长距离数据通信的问题。

全站仪的发展前景不可低估，长测程无棱镜技术、高度集成化技术、与图像相结合的技术、全自动化、国产化的前景。

结论

农村集体土地确权登记发证工作是关乎国家利益，土地合理有效利用的一个必然产物。全站仪和RTK的运用方法很简单，掌握好其原理，合理的程序顺序，就会很快的完成工作。实践证明，全站仪和RTK的结合运用，高精度的完成土地测量工作，对部分乱、差地区也取得了非常好的效果。测量工具的发展不可估量，在高速发展的时代一定会有突破性的创造。

参考文献 [1]CH. 2001-92 .全球定位系统（GPS）测量规范[S]

[2]陈基炜熊福文.《GPS一RTK作业的若干技术问题与思考》[M]

[3]南方全站仪使用说明书

[4] 李俊峰，贾春玲.实用测量学教程.西安：西安地图出版社.2003

[5] 范海波.初宝军.王超宇.黄海丰. GPS RTK 技术在地形、地籍测量中的应用.黑龙江国土资源-2005年5期

浅析农村土地确权测量仪器的应用和发展

学 生 姓 名： 李磊

专 业 班 级：2010级建筑工程管理6班 指 导 教 师： 史卫平

完 成 日 期： 2013年6月

目 录

摘 要 ......................................................... - 3 - 1 RTK .......................................................... - 1 -

1.1 基准站接收机的工作原理..................................................................... - 1 -

1.2 流动站接收机的工作原理..................................................................... - 1 -

1.3 RTK的使用.............................................................................................. - 2 -

1.3.1 手簿与GPS主机的连接.............................................................. - 2 -

1.3.2 连接的注意事项.......................................................................... - 2 -

1.4 RTK的优点.............................................................................................. - 2 -

1.5 RTK存在的不足.............................................................................................. 3 2 全站仪 ....................................................... - 4 -

2.1 南方全站仪的使用................................................................................. - 4 -

2.2 索佳、南方、三鼎的不同..................................................................... - 5 - 结论 ........................................................... - 5 - 参考文献 ....................................................... - 6 -

摘 要

全站型电子速测仪（全站仪）和RTK是现代农村土地确权测量中的主要仪器。以前农村宅基地的测量采用皮尺、度盘等进行测量，劳动强度大、作业时间长、易受外界干扰。全站仪的出现，很好的解决了以前测量工具的不足，操作简单、受外界影响小，精度、可靠性、稳定性都有了很大的提高。RTK突破了传统坐标放样的缺点，观测时间短、精度高，可以现场给出精确坐标等优点，它的出现和好的配合了全站仪的应用，大大提高了工作效率。全站仪和RTK的使用，还必须考虑当地的地理环境等等外界因素。本文详细阐述了在农村土地确

权的大背景下，全站仪和RTK的使用方法、作业条件及其突破性发展和未来前景。 农村集体土地确权登记发证工作是在十七届三中全会精神和《中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步夯实农业农村发展基础的若干意见》的大背景下应运而生的。农村集体土地确权登记发证是对农村集体土地所有权和集体土地使用权等土地权利的确权登记发证。农村集体土地使用权包括宅基地使用权、集体建设用地使用权等。原始的测量工具已经解决不了范围之大，精度之高的测量，因此采用高精度的仪器很有必要，全站仪和RTK的使用适应了这一需求。

所在实习地东营市森迈图测绘信息开发有限责任公司，在菏泽市单县项目和临沂市临沭项目上都采用全站仪和RTK结合测量的办法，取得了非常不错的效果。

关键词：全站仪；RTK；前景发展

1 RTK

RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，它由基准站接收机、数据链、 流动站接收机三部分组成。在基准站上安置1台接收机为参考站， 对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）。

1.1 基准站接收机的工作原理

基准站系统采集来自可用卫星的原始数据，该原始数据经包装后，由串行端口送往待命的无线电发射机。发射机对包装后的原始数据进行广播，任何接收机都可以接收。

1.2 流动站接收机的工作原理

流动站电台接收基准站发来的,包含基准站接收GPS原始数据的信息。电台将收到的基准站原始数据经由串口转往流动站接收机。与此同时，流动站 GPS 接收机会在其当前位置采集本机的原始数据。来自基准站 GPS 接收机与流动站 GPS 接收机的原始数据汇集在流动站接收机中处理，以计算出两个接收机之间精确到厘米级的基线向量。最后，流动站接收机利用已知基准站位置和基线向量来计算流动站位置坐标。

1.3 RTK的使用

在进行一个村子的测量前，需要对村子进行“砸点”，随后用RTK进行“踩点”（动态测量）。首先要架设基准站，对中、整平基座，连接好GPS各连接线。架设基准站的要求是：高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物；无电磁波干扰（200米范围内没有手机信号站、雷达站等，没有高压线）；位置应该比较开阔，地势较高为好，与流动站之间没有较大的遮挡物，否则差分传播距离迅速缩短；在我们进行坐标采集时一般在显示“固定解”时采集坐标，标杆上的气泡一定要居中，数值越小越好，高程一般控制在2公分以下。其它显示还有“浮点解、差分解、单点解、无效解”。

1.3.1 手簿与GPS主机的连接

蓝牙无线连接，打开GPS主机，双击手簿桌面上的“Haidartk”图标，点击“设置、连接”即可。手簿与GPS主机连接正常的时候，会出现“已与×××建立连接。

1.3.2 连接的注意事项

1、 先开GPS主机，再进行手簿连接 2、 手簿连接前，要将端口设置为“COM1”

3、 手簿与GPS主机距离最好在10m内 4、 周围30m内无第三个蓝牙设备开启（包括同类手簿、GPS主机都不能打开） 5、 手簿与GPS主机间无太大的障碍物

1.4 RTK的优点

1.应用范围广：RTK可以涵盖各种控制测量（公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量），地形测图，施工放样，监理，GIS前端数据采集等诸多方面。 2.测量数据精度高：GPS不仅能够达到1∶500图根控制测量的点位和高程精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题.完全可以满足大比例尺测图的需要。只要满足RTK基本作业条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。 3.作业效率高，测量速度快：RTK控制测量操作简便，机动性强，可以大幅度提高测量速度。从首级控制

到最终成图，实行一体化作业，减少了传统测量作业所需控制点数量和测量仪器的搬站次数，能够有效减轻作业人员的劳动强度。 4.处理能力强：数据采集时无需画草图，碎部点的记录特定格式存储有点名、编码，能被数字测图软件（我们所说的Mapgis）所识别，在进行图形编辑时就能很好地处理。可以边走边获取测量成果或进行坐标放样。RTK能方便地与计算机或其他测量仪器通信，比如我们测量用的全站仪，与其联合作业，充分发挥RTK其他测绘仪器各自的优势。

5.操作上手快操作上手快操作上手快操作上手快。。。。RTK技术不要求两点间通视，只要满足“电磁波通视”，受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。而且只要在基准站和流动站设站时进行简单的设置，就可以边走边获取测量成果或进行坐标放样。

1.5 RTK存在的不足

最主要的局限性其实不在于 RTK 本身，而是源于整个 GPS 系统。GPS 依靠的是接收从地面以上约两万公里的卫星发射来的无线电信号。相对而言，这些信号频率高、功率低，不易穿透可能阻挡卫星和 GPS 接收机之间视线的障碍物。事实上，存在于 GPS 接收机和卫星之间路径上的任何物体都会对系统的操作产生有害影响。有些物体如房屋，会完全屏蔽卫星信号。因此, GPS 不能在室内使用。同样，GPS 也不能在隧道内或水下使用。有些物体如树木会部分阻挡、反射或折射信号。GPS 信号的接收在树林茂密的地区会很差。树林中有时会有足够的信号来计算概略位置，但信号清晰度难以达到厘米水平的精确定位。因此，前文所述测量前的放点工作要注意点的位置。这并不是说，GPS RTK 只适用于四周对空开阔的地区。RTK 测量在部分障碍的地区也可以是有效而精确的。其奥秘是能观测到足够的卫星来精确可靠地实现定位。在任何时间、任何地区，都可能会有 7 到 10 颗 GPS 卫星可用于 RTK 测量。RTK 系统的工作并不需要这么多颗卫星。如果天空中有 5 颗适当分布的卫星，就可作精确可靠的定位。有部分障碍的地点只要可以观测到至少 5 颗卫星，就有可能做 RTK 测量。在树林或大楼四周作测量时，只要该地留有足够的开放空间，使RTK系统可观测到至少 5 颗卫星，RTK 测量就有成功的条件。

2 全站仪 全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作。全站仪广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。在公司，国外的全站仪仅用过“索佳”这一品牌，国内用过“三鼎光电”和“南方”两种。

下面我仅阐述南方全站仪的使用方法，其次论述一下学到的这三种仪器的不同点。

2.1 南方全站仪的使用 农村土地确权的测量工作，主要采用的是坐标测量。将仪器安置在三角架上，利用光学对中器对准已知点，利用圆水准粗平仪器，再次精平仪器。数据采集图标的进入：按下MENU键，仪器进入主菜单1/3模式，按下F1键进入数据采集。一般进行一天的工作前要选择一个文件，在进入南方全站仪的菜单数据采集页面时会让你选择文件，这样我们就可以新建一天的文件。在其第二页上，有选择文件的图标字样，这里需要注意的是：你可以选择自己当前新建的文件，也可以选用昨天的或者更早的文件；比如选择昨天的文件，是建立在昨天从已知坐标点放出去的点未进行使用的前提下进行的。如果你想调用今天的坐标点，文件必须选择今天的文件。在数据采集页面上，先按F1 设置测站点，然后F4测站，之后调用已知点作为测站点，输入仪器高，F4进行记录。退出页面后，F2 设置后视点，F4后视，调用点作为后视点。之后直接点击F4测量键进行定向。需要注意的是：定向测量坐标出现后，需要对厚实点的坐标进行核对，N方向、E方向的坐标控制在2公分以内，高程控制在3公分以内。点击确认后，会提示你“坐标是否自动转换”这时一定点击“否”。之后就可以进入测量模式。

2.2 索佳、南方、三鼎的不同 索佳作为一个日本品牌，其打点速度、精度和质量是南方、三鼎不能比拟的。索佳选择文件是在“内存”的界面内，测量前输入已知点坐标在“记录”页面内。定向在“测站定向”里，调用完测站点后，直接点F3坐标 调用后视点。进入测量模式，F2测量后需要对其进行F4记录。编码的修改是在测完一个点后进行修改，修改的方法是按方向键的上键。自我认为，三鼎光电的好处在于定向后不用自己算误差，仪器就给直接算出来，还有那双轴补偿，保证了点的精度。索佳会用“超出”提示你架腿或者仪器已动，精度发生了变化，而南方的不会。 3 RTK、全站仪的前景

RTK的应用会非常的普遍，应用于更多的领域。它的前景：GPS现代化的实现，增加卫星的数量，GPS的精度、可靠性、困难地段RTK的初始能力大大提高；多种空间资源的享用；建设永久参考站网，将有效解决RTK的有效测程，成果可靠性，长距离数据通信的问题。

全站仪的发展前景不可低估，长测程无棱镜技术、高度集成化技术、与图像相结合的技术、全自动化、国产化的前景。

结论

农村集体土地确权登记发证工作是关乎国家利益，土地合理有效利用的一个必然产物。全站仪和RTK的运用方法很简单，掌握好其原理，合理的程序顺序，就会很快的完成工作。实践证明，全站仪和RTK的结合运用，高精度的完成土地测量工作，对部分乱、差地区也取得了非常好的效果。测量工具的发展不可估量，在高速发展的时代一定会有突破性的创造。

参考文献 [1]CH. 2001-92 .全球定位系统（GPS）测量规范[S]

[2]陈基炜熊福文.《GPS一RTK作业的若干技术问题与思考》[M]

[3]南方全站仪使用说明书

[4] 李俊峰，贾春玲.实用测量学教程.西安：西安地图出版社.2003

[5] 范海波.初宝军.王超宇.黄海丰. GPS RTK 技术在地形、地籍测量中的应用.黑龙江国土资源-2005年5期