城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量中GPS技術(shù)應(yīng)用

【摘要】文章首先介紹了地籍控制測(cè)量和GPS技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)GPS技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用做了探討研究，以期為同行提供幫助。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；地籍控制測(cè)量；GPS控制網(wǎng)；數(shù)據(jù)處理

近年來(lái)，GPS技術(shù)的迅速發(fā)展給土地管理工作帶來(lái)了重大變革，地基控制測(cè)量作為土地管理工作的基礎(chǔ)，是獲得地籍信息的主要途徑之一，采用GPS技術(shù)進(jìn)行地基控制測(cè)量，對(duì)點(diǎn)與點(diǎn)之間的相互通視條件沒(méi)有限制，能夠有效解決傳統(tǒng)地籍控制測(cè)量中控制點(diǎn)位選取的局限性，對(duì)于增強(qiáng)地籍控制測(cè)量的靈活性、精確性以及快捷性具有重要作用，下面主要談?wù)凣PS技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用。

一、地籍控制測(cè)量與GPS技術(shù)

地籍控制測(cè)量主要是對(duì)地籍基本控制點(diǎn)、地籍圖根控制點(diǎn)按照精度要求、測(cè)區(qū)范圍大小、測(cè)區(qū)內(nèi)存在的控制點(diǎn)數(shù)量以及控制點(diǎn)的等級(jí)情況進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、選點(diǎn)、觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理等一系列控制測(cè)量工作，這項(xiàng)工作為開(kāi)展初始土地等級(jí)、建立基礎(chǔ)地籍資料以及進(jìn)行地籍動(dòng)態(tài)管理工作提供了重要依據(jù)。地籍控制測(cè)量必須堅(jiān)持由整體到局部、由高級(jí)到低級(jí)的原則進(jìn)行分級(jí)控制。

GPS主要是利用衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行測(cè)時(shí)、測(cè)距，該技術(shù)具有布網(wǎng)方式靈活、觀測(cè)即時(shí)、觀測(cè)速度快、計(jì)算效率高、精度高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于GPS技術(shù)來(lái)說(shuō)，精度指標(biāo)是GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，其精度高低對(duì)GPS控制網(wǎng)布設(shè)方案的設(shè)計(jì)、觀測(cè)計(jì)劃的制定以及觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理起著決定性作用。常用的GPS定位方式精度比較如表：

二、GPS技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

在地籍控制測(cè)量中，通常將地籍平面控制網(wǎng)布設(shè)為二、三、四等三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)以及邊角網(wǎng)，一、二級(jí)小三角網(wǎng)，一、二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)以及相應(yīng)等級(jí)的GPS網(wǎng)，根據(jù)GPS系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范

由此可以看出，中小城市地籍控制測(cè)量工作控制網(wǎng)可以布設(shè)為D或E級(jí)網(wǎng)，然后結(jié)合城鎮(zhèn)的大小布設(shè)加密網(wǎng)點(diǎn)。對(duì)于城鎮(zhèn)而言，完全可以布設(shè)成E級(jí)GPS控制網(wǎng)，可根據(jù)城鎮(zhèn)具體情況進(jìn)行加密控制或圖根控制點(diǎn)。

1.布網(wǎng)選點(diǎn)

GPS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要是確定控制網(wǎng)位置的基準(zhǔn)，可直接選取網(wǎng)中某一點(diǎn)的坐標(biāo)值加以固定并進(jìn)行合理處理。然后選擇控制點(diǎn)，根據(jù)GPS測(cè)量相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)于D、E級(jí)的GPS控制網(wǎng)，其短邊為可0.2-5km，長(zhǎng)邊可為5-10km，控制點(diǎn)之間的距離可長(zhǎng)可短，不需要考慮圖形結(jié)構(gòu)；但是由于控制點(diǎn)選擇是否合理將直接影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以在進(jìn)行選點(diǎn)前必須對(duì)測(cè)區(qū)的相關(guān)地理情況、原有測(cè)盤(pán)標(biāo)志點(diǎn)的分布和保持情況進(jìn)行調(diào)查和收集，確保觀測(cè)方案和觀測(cè)點(diǎn)位置的合理，選點(diǎn)最好能夠應(yīng)對(duì)變化多端的自然條件，遠(yuǎn)離功率較大的電視塔、輸電線路以及頻率較高功率較大的雷達(dá)區(qū)、發(fā)射天線區(qū)，并與大面積水域、玻璃幕墻保持一定距離，此外，選點(diǎn)區(qū)域范圍內(nèi)最好有便利的交通條件、便于觀測(cè)和加密發(fā)展的條件，以確保地籍控制測(cè)量工作的順利開(kāi)展，為測(cè)量?jī)x器和人身安全提供保障。由于GPS測(cè)量觀測(cè)站之間不要求相互通視，加上圖形連接方式和網(wǎng)形結(jié)構(gòu)比較靈活，所以選點(diǎn)工作相較于傳統(tǒng)的地籍控制測(cè)量的選點(diǎn)工作較為簡(jiǎn)單，但是為了使測(cè)量工作得到進(jìn)一步拓展，每個(gè)點(diǎn)最好有兩個(gè)方向以上的通視。

2.觀測(cè)網(wǎng)的布設(shè)

進(jìn)行觀測(cè)網(wǎng)布設(shè)前應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)形設(shè)計(jì)。通常，GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)與控制點(diǎn)的分布位置有著密切關(guān)系，為了保證整個(gè)網(wǎng)形點(diǎn)位誤差值的均勻，觀測(cè)網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)應(yīng)依照控制點(diǎn)的分布情況進(jìn)行。對(duì)于測(cè)區(qū)平面控制點(diǎn)分布來(lái)說(shuō)，觀測(cè)網(wǎng)測(cè)區(qū)內(nèi)最好有至少3個(gè)已知控制點(diǎn)分布在測(cè)區(qū)外圍的4個(gè)象限，當(dāng)已知控制點(diǎn)分布在測(cè)區(qū)外圍時(shí)，該測(cè)區(qū)外緣與已知控制點(diǎn)的距離應(yīng)控制在20km內(nèi)；對(duì)于測(cè)區(qū)高程控制點(diǎn)分布來(lái)說(shuō)，觀測(cè)網(wǎng)的網(wǎng)狀測(cè)區(qū)在每100km2范圍內(nèi)需要有至少4個(gè)已知水平點(diǎn)作為控制點(diǎn)，且分布于測(cè)區(qū)周圍；而對(duì)于線狀測(cè)區(qū)來(lái)說(shuō)，測(cè)區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)有至少4個(gè)已知控制點(diǎn)分布在測(cè)區(qū)兩端以及測(cè)區(qū)中央。

在網(wǎng)點(diǎn)密度方面，根據(jù)測(cè)區(qū)范圍、測(cè)區(qū)測(cè)量的先后次序可將其分為基本網(wǎng)和加密網(wǎng)。城鎮(zhèn)地區(qū)界址點(diǎn)密度較大，所以控制點(diǎn)密度應(yīng)在保證控制點(diǎn)點(diǎn)位精度的條件下最大限度增大，以為界址點(diǎn)的測(cè)定提供方便，在必要情況下，還可在GPS控制網(wǎng)下再加密一級(jí)圖根導(dǎo)線，直接從圖根點(diǎn)進(jìn)行界址點(diǎn)的測(cè)定。

雖然GPS控制網(wǎng)的布設(shè)具有靈活多樣、觀測(cè)速度快、工作效率高、精度高的優(yōu)點(diǎn)，但在設(shè)計(jì)方面仍然存在一些優(yōu)化問(wèn)題，因此，需要不斷在實(shí)際測(cè)量控制中優(yōu)化設(shè)計(jì)，使GPS測(cè)量更能顯示出GPS技術(shù)的高精度和高效益，使其在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中發(fā)揮更加積極的作用。

3.數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量，首先應(yīng)對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行基線解算時(shí)，保留合格基線，剔除粗差、病態(tài)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，將各基線向量解算出來(lái)，然后檢核同步觀測(cè)邊數(shù)據(jù)，重復(fù)檢核觀測(cè)邊和閉環(huán)合差，三種檢核都必須滿足GPS測(cè)量規(guī)范的精度要求。GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理是對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、加工、整合和分流，為進(jìn)一步的平差計(jì)算做準(zhǔn)備。預(yù)處理完畢后要對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，根據(jù)預(yù)處理得到的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)文件進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的平差計(jì)算。

按照誤差來(lái)源，可將影響GPS定位精度的因素分為與外業(yè)測(cè)量有關(guān)的誤差以及與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的誤差，而在建立GPS控制網(wǎng)時(shí)，影響控制網(wǎng)精度最重要因素是與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的誤差，主要誤差來(lái)源包括與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差（衛(wèi)星種差、軌道偏差）、與傳播路徑有關(guān)的誤差（電離層折射影響、對(duì)流層的影響、多路徑效應(yīng)的影響）、與接收機(jī)設(shè)備有關(guān)的誤差（觀測(cè)誤差、接收機(jī)的鐘差、載波相位觀測(cè)的整周轉(zhuǎn)待定值、天線的相位中心位置偏差）、與地球自轉(zhuǎn)和相對(duì)論效應(yīng)有關(guān)的誤差。

由上述可得出結(jié)論，為了進(jìn)一步提高GPS地籍控制網(wǎng)的精度，應(yīng)盡量將已知控制點(diǎn)坐標(biāo)的精度提高；根據(jù)GPS控制網(wǎng)等級(jí)選擇最為合適的GPS接收機(jī)，減小接收機(jī)內(nèi)部的噪聲誤差；測(cè)區(qū)內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)的位置應(yīng)合理，防止多路徑誤差以及其他干擾對(duì)控制網(wǎng)精度帶來(lái)影響；觀測(cè)時(shí)間必須恰當(dāng)，以降低信號(hào)傳播誤差；對(duì)于數(shù)據(jù)處理，應(yīng)選擇高精度的數(shù)據(jù)處理軟件，提高數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和效率。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，GPS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給測(cè)繪工作帶來(lái)了革命性變化，促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，對(duì)土地管理工作特別是地籍控制測(cè)量工作帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響。應(yīng)用GPS進(jìn)行地籍控制測(cè)量，原有等級(jí)控制點(diǎn)之間不要求相互同時(shí)，有效避免了常規(guī)地籍測(cè)量控制時(shí)控制點(diǎn)點(diǎn)位選取必須通視的局限條件，而且布設(shè)成GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)GPS網(wǎng)精度的影響也非常小。只要采用的GPS儀器精度與等級(jí)控制精度匹配且控制點(diǎn)點(diǎn)位的選取符合測(cè)量要求，地籍控制測(cè)量精度就能夠達(dá)到相關(guān)要求。