基于GPS技術在地籍測量中的應用研究

周凱明

【摘 要】本文分析GPS在地籍測量中的優(yōu)點，以及GPS在地籍控制測量中的應用，最后闡述了GPSRTK在建設用地勘測定界中的應用。

【關鍵詞】GPS；土地測繪；地籍；精度

1 GPS在地籍測量中的優(yōu)點

（1）作業(yè)效率高，在一般的地形下，一次設站即可測完5k徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器“搬站”次數(shù)，作業(yè)速度快、勞動強度低、節(jié)省了外業(yè)費用；（2）定位精度高、數(shù)據(jù)安全可靠、沒有誤差積累，只要滿足RT測量條件，在一定的作業(yè)范圍內(nèi)，平面和高程精度都能達到厘級；（3）降低了作業(yè)條件，RTK技術不要求兩點問通視，只要滿足“電磁波通視”，受外部環(huán)境等因素的影響和限制較?。徊僮骱啽?，作業(yè)自動化、集成化程度高，測繪功能、數(shù)據(jù)處理力強大，流動站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預便可動實現(xiàn)多種測繪功能，減少了輔助測量工作，降低了人為誤，保證了作業(yè)精度?？偵峡芍珿PS技術是一項運用很廣的技，它在土地測量中的作用是不可替代的，如果在土地測量中充利用好了這一技術，我們的土地測量將會登上一個新的臺階將為我國的經(jīng)濟建設起到很大的作用。

2 GPS在地籍控制測量中的應用

GPS衛(wèi)星定位技術的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了革命性的變化，也對地籍測量工作，特別是地籍控制測量工作帶來了巨大的影響。應用GPS進行地籍控制測量，點與點之間不要求互相通視，這樣避免了常規(guī)地藉測量控制時，控制點位選取的局限條件，并且布設成GPS網(wǎng)狀結(jié)構對GPS網(wǎng)精度的影響也甚小。由于GPS技術具有布點靈活、全天候觀測、觀測及計算速度快、精度高等優(yōu)點，使GPS技術在國內(nèi)各省市的城鎮(zhèn)地籍控制測量中得到廣泛應用。利用GPS技術進行地籍測量的控制，沒有常規(guī)三角網(wǎng)（鎖）布設時要求近似等邊及精度估算偏低時應加測對角線或增設起始邊等繁瑣要求，只要使用的GPS儀器精度與等級控制精度匹配，控制點位的選取符合GPS點位選取要求，那么所布設的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足地籍測量規(guī)程要求。

2.1 GPS地籍控制網(wǎng)點的精度和密度

地籍測量的首要任務是進行全測區(qū)的控制測量，它是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)采集的基礎，而地籍控制網(wǎng)點的精度和密度，主要是為滿足測量土地權屬范圍的特征點，即界址點服務。GPS地籍網(wǎng)可按測區(qū)范圍和先后次序分基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類。由于城鎮(zhèn)地區(qū)界址點密度較大，故在保證網(wǎng)點的點位精度條件下，控制點密度力求增大到便于測定界址點，必要時在GPS網(wǎng)下再加密一級圖根導線，便能直接從圖根點測定界址點。GPS各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長變化幅度大且長短邊結(jié)合靈活方便，因此，各級網(wǎng)可視需要分期布設，也可一次性混合布設到需要的密度。

2.2位置基準點的偏差對GPS網(wǎng)的影響

當應用GPS定位技術代替常規(guī)測量建立地籍控制網(wǎng)時，由于GPS定位得到的是WGS-84坐標系的3維坐標差，故GPS在參考橢球面上的網(wǎng)形與其在參考橢球面上的位置基準有關。在經(jīng)度方向上位置基準的偏差能使GPS網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，但對于一定范圍、高差較小的GPS網(wǎng)而言，其位置基準在經(jīng)緯度方向上的偏差（一般100m以內(nèi)）對投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計，對于高差大的GPS網(wǎng)則要求有較精確的起算數(shù)據(jù)。由于位置基準在高程方向的偏差使投影在橢球面上的GPS網(wǎng)的尺度發(fā)生變化，所以，可用常規(guī)方法測定高程。

2.3 GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設計

在經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)中，兼顧精度、可靠性及成本費用等準則的優(yōu)化設計已有許多研究和應用成果。與經(jīng)典觀測相比， GPS觀測具有更為復雜的函數(shù)和隨機模型。盡管GPS具有靈活多變的布網(wǎng)方式，速度快、精度高等優(yōu)點，但GPS地籍控制網(wǎng)設計也存在優(yōu)化問題。優(yōu)化設計后的GPS測量，更能顯示出GPS衛(wèi)星定位技術的高精度與高效益，并在地籍調(diào)查中發(fā)揮重大作用。

2.3.1網(wǎng)形規(guī)劃及時段安排GPS網(wǎng)形規(guī)劃與控制點分布有關，為使整個網(wǎng)形的點位中誤差值能夠均勻，網(wǎng)形最好能依控制點分布規(guī)劃。

2.3.2平面控制點分布

（1）網(wǎng)形測區(qū)。最好有至少3個已知控制點分布在測區(qū)外圍的4個象限，若已知三角點（控制點）位于測區(qū)外面，則測區(qū)外緣與該已知點的距離最好不要超過20 km。

（2）線狀測區(qū)。最好有至少3個已知控制點分布在測區(qū)的兩端及中央，且最好每隔30 km左右有一個已知控制點。

2.3.3高程控制點分布

（1）網(wǎng)狀測區(qū)。一般而言，在每10 km×10 km范圍內(nèi)需有4個已知水平點作為控制點，且分布于測區(qū)周圍。若欲得較高的高程精度時，可在測區(qū)內(nèi)加密水平高程控制點的數(shù)目，通常待測點與已知水平點相距最好不超過5 km。

（2）線狀測區(qū)。最好有至少4個已知控制點分布在測區(qū)之兩端及中央。當線狀測區(qū)區(qū)域較大時，在每10 km×10 km范圍內(nèi)需有已知水平點做為控制點。

3 GPSRTK技術引入地籍細部測量

地籍細部測量是地籍調(diào)查不可分割的組成部分，目的是測定每宗土地的權屬界址點、線、位置、形狀、數(shù)量等。由地籍調(diào)查規(guī)程知，在地籍平面控制測量基礎上的地籍細部測量，對于城鎮(zhèn)街坊外圍界址點及街坊內(nèi)明顯的界址點間距允許誤差為5 cm。利用GPS RTK技術完全能滿足該精度要求，建議在適合布設GPS點的測區(qū)使用該項技術。對于影響GPS衛(wèi)生信號接收的遮蔽地帶使用全站儀、測距儀和經(jīng)緯儀等測量工具，采用解析交會法、極坐標法和圖解交會法等進行地籍勘丈，這樣有利于加快地籍細部測量進度。

4 GPSRTK在建設用地勘測定界中的應用

建設用地中的土地勘測定界是實地確定土地使用界線范圍，測定界樁位置，測量使用界線范圍內(nèi)各類土地面積并計算用地面積等測繪技術工作，它為各級政府的國土資源部門審批土地、地籍管理提供依據(jù)和基礎資料。建設用地勘測定界的工作程序為：審查用地文件及有關圖件→現(xiàn)場踏勘→圖上紅線設計→實地放樣→復核測量→面積量算→繪制建設用地界圖→填繪建設用地管理圖→資料整理→歸檔，經(jīng)反復實地踏勘、圖上設計、權屬調(diào)查后制定放樣數(shù)據(jù)。

GPSRTK技術完全滿足建設用地勘測界址點坐標對鄰近圖根點位中誤差及界址線與鄰近地物或鄰近界線的距離中誤差不超過10 cm的精度要求。通過同時接收衛(wèi)星信息與基準站發(fā)送的改正信息，經(jīng)過解碼，自動給出且有厘米級精度的定位數(shù)據(jù)。然后，利用微機通過Trmi map軟件傳送到TDCI電子手簿供實地勘測定界放樣。利用RTK放樣是坐標直接放樣，并且建設用地勘測定界中的面積量算，實際上由Trmi map構件中的面積計算功能利用坐標計算并檢核。

利用GPSRTK技術進行勘測定界放樣，能避免解析法和關系距離法放樣等放樣方法的復雜性，同時也簡化了建設用地勘測定界的工作程序，特別是對公路、鐵路、河道、輸電線路等線性工程和特大型工程的放樣更為有效和實用。

5 結(jié)束語

測繪新技術在土地規(guī)劃和管理中的應用為土地技術人員提供了一個功能強大的工具，克服了傳統(tǒng)技術中的許多不足，可以從根本上改變土地規(guī)劃和管理脫離國情、脫離社會和脫離管理的局面，使得土地規(guī)劃和管理更具科學性、實用性和可操作性。但是，測繪新技術尤其是三維展示和虛擬現(xiàn)實技術在土地規(guī)劃和管理領域的運用才剛剛起步不久，在技術和方法上還存在許多問題有待進一步解決和完善。作為土地規(guī)劃和管理中嶄新而便捷的技術手段，測繪新技術必將為土地的規(guī)劃與管理做出更大的貢獻。

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