GPS在房產(chǎn)平面控制測(cè)量中的應(yīng)用

包瑞德，楊小紅

（葫蘆島市房產(chǎn)測(cè)量中心，遼寧 葫蘆島 125000)

1 引言

目前，全球定位系統(tǒng)（GPS）被廣泛的使用于交通運(yùn)輸、休閑旅游、國(guó)防建設(shè)、水利工程、科學(xué)試驗(yàn)、資源勘測(cè)等領(lǐng)域；GPS測(cè)繪技術(shù)在國(guó)家土地資源調(diào)查，工程施工測(cè)量、土壤侵蝕調(diào)查、生態(tài)環(huán)境評(píng)估與監(jiān)測(cè)等多方面都在大量的使用。房地產(chǎn)測(cè)繪工作主要指的是通過(guò)實(shí)際測(cè)量以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研工作來(lái)明確城鎮(zhèn)房屋的權(quán)屬、位置、質(zhì)量、界線、現(xiàn)狀和數(shù)量等。GPS成功運(yùn)用于房產(chǎn)平面控制測(cè)量中，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要舉措。

2 GPS在房產(chǎn)平面控制測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 GPS簡(jiǎn)介

2.1.1 GPS構(gòu)成

一般來(lái)說(shuō)，GPS系統(tǒng)是由地面監(jiān)控站、空間衛(wèi)星星座和用戶設(shè)備三部構(gòu)成。

（1）GPS的地面監(jiān)控站是由分布在世界各地的三個(gè)注入站、一個(gè)主控站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成的。其中，主控站會(huì)依據(jù)分布在世界各地監(jiān)測(cè)站對(duì)GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，計(jì)算每個(gè)GPS衛(wèi)星的運(yùn)行軌道參數(shù)和時(shí)鐘差參數(shù)等數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航信號(hào)，輸送到世界各地的注入站，然后由注入站將主控站發(fā)送來(lái)的導(dǎo)航信號(hào)注入到衛(wèi)星存儲(chǔ)器里。

（2）GPS的空間衛(wèi)星星座組成主要有工作衛(wèi)星以及在軌運(yùn)行的備用衛(wèi)星，其中有21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星。衛(wèi)星運(yùn)行在距地20200公里的高度，均勻的分布在6個(gè)軌道上，并且以55度的平面傾角運(yùn)行，每11小時(shí)58分種運(yùn)行一周。利用無(wú)線電載波L波段的兩個(gè)波段向用戶持續(xù)發(fā)送導(dǎo)航信號(hào)，導(dǎo)航信號(hào)也包括空間衛(wèi)星的部署信息，讓空間衛(wèi)星變成一個(gè)已知點(diǎn)。在地表面15度以上高度角范圍內(nèi)，任何地點(diǎn)和時(shí)刻，都可同時(shí)接收到至少6顆空間衛(wèi)星的信息。

（3）GPS用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）等組成。GPS信號(hào)接收設(shè)備能接受到按衛(wèi)星高度截止角所挑選出的待測(cè)衛(wèi)星信號(hào)，跟蹤待測(cè)衛(wèi)星運(yùn)行軌跡，對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行交換、處理和放大，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行解算以及網(wǎng)平差，求出GPS接收設(shè)備的三維坐標(biāo)。

2.1.2 GPS定位原理

GPS定位是根據(jù)測(cè)量中的距離交會(huì)定點(diǎn)原理實(shí)現(xiàn)的。在待測(cè)點(diǎn)Q設(shè)置GPS接收機(jī)，在某一時(shí)刻同時(shí)接收到3顆（或3顆以上）衛(wèi)星Sl、S2、S3所發(fā)出的信號(hào)。通過(guò)數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，可求得該時(shí)刻接收機(jī)天線中心（測(cè)站點(diǎn)）至衛(wèi)星的距離Pl，P2，P3。根據(jù)衛(wèi)星星歷可查到該時(shí)刻3顆星的三維坐標(biāo)（Xj，Yj，Zj），j=1，2，3，從而由下式解算出Q的三維坐標(biāo)（X，Y，Z）：

2.1.3 GPS技術(shù)在地籍控制測(cè)量應(yīng)用中的特點(diǎn)

21世紀(jì)3S（RS、GPS、GIS)技術(shù)，即遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)在土地測(cè)量的應(yīng)用已成為最有吸引力的高新技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)近10年各部門(mén)的使用表明，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得廣大使用者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、資源勘查等多種學(xué)科。GPS測(cè)量能夠在同一時(shí)間測(cè)定控制點(diǎn)的高程和平面位置，操作簡(jiǎn)便、功能齊全。使用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪能夠?qū)崿F(xiàn)施工放樣工作；GPS測(cè)繪的自動(dòng)化程度高，人員在使用時(shí)只負(fù)責(zé)安置和控制儀器，查看儀器的狀態(tài)和收集環(huán)氣象數(shù)據(jù)，而例如搜尋跟蹤衛(wèi)星以及記錄測(cè)繪數(shù)據(jù)等工作都是由儀器完成；伴隨著GPS接收設(shè)備不斷發(fā)展，其自動(dòng)化能力將越來(lái)越高，甚至可以達(dá)到“傻瓜化”，接收設(shè)備的體積逐漸變小，重量逐漸輕巧，很大程度地減輕了測(cè)繪人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使的測(cè)繪工作變得十分容易完成。

全球性。全天候作業(yè)。由于GPS衛(wèi)星分布合理，能為用哉提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置，三維速度和時(shí)間，在地球任何地點(diǎn)、任何時(shí)間均可連續(xù)同步觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星，且測(cè)站之間不需點(diǎn)間透視，點(diǎn)位位置可根據(jù)需要可稀可密，使選點(diǎn)工作靈活，節(jié)約大量的造標(biāo)費(fèi)用，并不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響，可隨時(shí)進(jìn)行GPS測(cè)量。

2.2 GPS房產(chǎn)平面控制網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)要求

2.2.1 房產(chǎn)平面控制測(cè)量的首要任務(wù)

房地產(chǎn)測(cè)繪測(cè)量的主要任務(wù)就是對(duì)房地產(chǎn)項(xiàng)目平面面積進(jìn)行測(cè)量控制和產(chǎn)權(quán)量算面積，其中首要工作是對(duì)全部測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)量控制，這項(xiàng)工作是繪制房地產(chǎn)圖表和采集房產(chǎn)數(shù)據(jù)的根本，房產(chǎn)測(cè)量控制平面內(nèi)的控制點(diǎn)密度和精度，是用來(lái)滿足測(cè)量房屋權(quán)屬范圍的，這些特征點(diǎn)被稱為界址點(diǎn)服務(wù)。對(duì)于控制網(wǎng)點(diǎn)的密度來(lái)說(shuō)，GPS房地產(chǎn)平面控制點(diǎn)網(wǎng)陣可以依照次序與測(cè)繪范圍分加密網(wǎng)和基本網(wǎng)兩種。因?yàn)槌鞘袇^(qū)域的界址點(diǎn)密度很大，因此在確保網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位準(zhǔn)確情況下，測(cè)繪控制點(diǎn)的密度應(yīng)該盡可能增大到方便測(cè)定界址點(diǎn)，甚至可以在GPS網(wǎng)點(diǎn)下再加密一層的圖根導(dǎo)線，方便能直接從圖根測(cè)繪點(diǎn)測(cè)定界址點(diǎn)。GPS各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長(zhǎng)變化幅度大并且長(zhǎng)短邊結(jié)合靈活方便，因此，各級(jí)網(wǎng)可視需要分期布設(shè)，也可一次性混合布設(shè)到需要的密度。

2.2.2 位置基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差對(duì)GPS網(wǎng)的影響

當(dāng)應(yīng)用GPS定位技術(shù)代替常規(guī)測(cè)量建立房產(chǎn)控制網(wǎng)時(shí)，由于GPS定位得到的是WGS-84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)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(zhǔn)有關(guān)。在經(jīng)度方向上位置基準(zhǔn)的偏差能使GPS網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，但對(duì)于一定范圍、高差較小的GPS網(wǎng)而言，其位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度方向.上的偏差（一般100m以內(nèi)）對(duì)投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計(jì)，對(duì)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(zhǔn)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(cè)定高程。

2.2.3 GPS房產(chǎn)控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在經(jīng)典三角測(cè)量的控制網(wǎng)中，兼顧精度、可靠性及成本費(fèi)用等準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計(jì)已有許多研究和成果。與經(jīng)典觀測(cè)相比，GPS觀測(cè)具有更為復(fù)雜的函數(shù)和隨機(jī)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(diǎn)，但GPS房產(chǎn)控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)也存在優(yōu)化問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的GPS測(cè)量，更能顯示出GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益，并在房產(chǎn)位置及權(quán)屬調(diào)查中發(fā)揮重大作用。

3 GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用

3.1 RTK技術(shù)在成片住宅區(qū)房產(chǎn)平面控制測(cè)量中的應(yīng)用

房產(chǎn)平面控制測(cè)量是整個(gè)房產(chǎn)測(cè)量的前期基礎(chǔ)性工作，其目的是為房產(chǎn)平面測(cè)量提供一個(gè)準(zhǔn)確的控制框架（參考系）和定位基準(zhǔn)，并控制誤差的累積。RTK技術(shù)（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)），是指載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，它是GPS定位發(fā)展到現(xiàn)在的最新技術(shù).RTK實(shí)時(shí)處理能達(dá)到厘米級(jí)精度，完全滿足建設(shè)用地界址點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)鄰近圖根點(diǎn)中誤差及界址線與鄰近地物或鄰近界線的距離中誤差小超過(guò)10厘米的精度要求。通過(guò)同時(shí)接受衛(wèi)星信息與基準(zhǔn)站發(fā)送的改正信息，經(jīng)過(guò)解碼，自動(dòng)給出厘米級(jí)精度的定位數(shù)據(jù)，避免了常規(guī)的解析法的復(fù)雜性，簡(jiǎn)化了房產(chǎn)平面控制測(cè)量的工作程序。

3.2 GPS-RTK應(yīng)用于房產(chǎn)碎部測(cè)量

房產(chǎn)碎部測(cè)量的主要作用在于對(duì)房產(chǎn)要素進(jìn)行測(cè)量，完成房產(chǎn)測(cè)量分幅圖、分丘圖、分戶圖的測(cè)制，為房屋面積量算做好基礎(chǔ)工作。目的是測(cè)定每棟房屋的權(quán)屬界址點(diǎn)、線、位置、形狀、數(shù)量等。使用GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)就可以滿足上述對(duì)于精度的要求，因此提示應(yīng)該在適合設(shè)置GPS控制點(diǎn)的測(cè)區(qū)使用GPS-RTK技術(shù)。對(duì)遮蔽地帶有無(wú)法接受GPS定位信號(hào)的區(qū)域使用測(cè)距儀、全站儀以及經(jīng)緯儀等工具進(jìn)行局部測(cè)量，這樣十分有利于我國(guó)城鎮(zhèn)房產(chǎn)碎部測(cè)量。

3.3 GPS-RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)房屋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用前景

應(yīng)用在我國(guó)城鎮(zhèn)房地產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作中，也可以使用RTK。傳統(tǒng)的野外動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)適用很原始的補(bǔ)測(cè)或者是平板儀補(bǔ)測(cè)法。例如，利用直角坐標(biāo)法和鋼尺的距離交會(huì)等進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，平板儀補(bǔ)測(cè)法應(yīng)用于變化范圍很大的地區(qū)使用，這種測(cè)繪方法效率低速度慢。但是如果利用RTK技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，就可以提高控制點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)精度及數(shù)度，真正實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，從而保證了我國(guó)城鎮(zhèn)房產(chǎn)利用狀況調(diào)查。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，GPS定位技術(shù)隨著科技的進(jìn)步而逐步發(fā)展，這種發(fā)展給房產(chǎn)測(cè)繪工作產(chǎn)生了巨大的變化，也對(duì)房地產(chǎn)平面控制測(cè)繪測(cè)量的工作產(chǎn)生了很大的影響。使用GPS進(jìn)行房地產(chǎn)平面控制點(diǎn)測(cè)繪測(cè)量，控制點(diǎn)與點(diǎn)中間不需要通視，這樣就減少了常規(guī)房地產(chǎn)測(cè)繪測(cè)量時(shí)，控制點(diǎn)的選取限制條件。因?yàn)镚PS測(cè)繪技術(shù)擁有全天候觀測(cè)、布點(diǎn)靈活、精度高以及觀測(cè)及計(jì)算速度快等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，使得GPS測(cè)繪技術(shù)廣泛應(yīng)用在我國(guó)城鎮(zhèn)房地產(chǎn)控制測(cè)繪測(cè)量工作。利用GPS技術(shù)進(jìn)行房產(chǎn)測(cè)量的控制，沒(méi)有常規(guī)三角網(wǎng)（鎖）布設(shè)對(duì)要求近似等邊及精度估算偏低時(shí)應(yīng)加測(cè)對(duì)角線或增設(shè)起始邊等繁瑣要求，只要使用的GPS儀器精度與等級(jí)控制精度匹配，控制點(diǎn)位的選取符合GPS點(diǎn)位選取要求，那么所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足房產(chǎn)測(cè)量規(guī)程要求。

［1］鄔曉光，黃北新，丁銳.GPS RTK技術(shù)在城市測(cè)量中的應(yīng)用［J］.城市勘測(cè)，2004，1：46-48.

［2］黃瑋晗.GPS技術(shù)在房產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用與分析［J］.建材與裝飾（中旬），2013，5：213-214.

［3］周忠謨.GPS衛(wèi)星測(cè)量原理與應(yīng)用［M］.北京：測(cè)繪出版社，1997.

［4］余小龍，胡學(xué)奎.GPS RTK技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展前景［J］.測(cè)繪通報(bào)，2007，10：39-41.

［5］國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 17986房產(chǎn)測(cè)量規(guī)范［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

［6］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.房地產(chǎn)測(cè)繪管理辦法［S］.北京：中國(guó)民主法制出版社，2000.