淺談GPS在地籍測繪中的應(yīng)用

唐小江

佛山市城市規(guī)劃勘察設(shè)計研究院 廣東 佛山

摘要：隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)不斷得到完善，其應(yīng)用范圍也不斷擴大，從最初的定位功能，逐步發(fā)展到高精測量。在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，土地價值越來越被人們所重視，對于土地的測繪工作要求也越來越嚴格，而GPS技術(shù)的進步恰好滿足了人們在地籍測繪上的要求，GPS應(yīng)用可以有效的提高地籍測繪的效率和準確度。本文結(jié)合作者從事測繪工作的經(jīng)歷，從GPS的功能入手，介紹了GPS的基本原理和其在地籍測繪中的應(yīng)用發(fā)展。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；地籍測繪；應(yīng)用發(fā)展；功能

1引言

GPS成為衛(wèi)星定位，其主要應(yīng)用機理是在特定的位置向衛(wèi)星發(fā)射信號，通過信號的接受和反射確定特定位置的空間距離，從而得出接收系統(tǒng)所在的位置。GPS系統(tǒng)最廣泛的應(yīng)用在日常定位中。隨著科技的進步，土地價值的提高，對土地測量要求不斷嚴格，GPS系統(tǒng)逐漸的應(yīng)用于地籍測繪當中，使得土地測繪更加準確高效。

2GPS應(yīng)用概述

基于GPS系統(tǒng)的優(yōu)點，世界上大多國家都建立了相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。一些起步較早國家地區(qū)從19世紀90年代開始發(fā)展GPS網(wǎng)絡(luò)，并取得了卓著的效果。我國對GPS的應(yīng)用最初起步于21世紀，在2000年開始建設(shè)高精度的GPS網(wǎng)絡(luò)，整合我國現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源和地域特征，不斷加大對土地的測量、定位和導(dǎo)航工作，逐步完善和規(guī)范GPS網(wǎng)絡(luò)。

土地是大自然賦予我們最為珍貴的財富，使我們進行生產(chǎn)生活的最基本場所。為了保護我國土地的使用合法有效，合理節(jié)約用地，就必須要進行土地管理。在進行土地管理之前，有一十分必要的工作：土地測量工作。我國1996年進行第一次全國土地調(diào)查，時隔10年，在2007年進行第二次全國土地調(diào)查。進行土地調(diào)查的主要目的是為了通過調(diào)查，了解國家土地的使用情況，認清土地的使用性質(zhì)情況，并實現(xiàn)土地的網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理，維護國家對土地的宏觀掌控，切實做好土地準備工作。隨著測繪技術(shù)的高速發(fā)展，不斷有更為高效、更為精準的儀器出現(xiàn)，這種技術(shù)上的優(yōu)勢逐步填補了在土地測繪過程當中工作量大、工作精度要求高的特點，但卻由于成本高、實施難度大不能得以廣泛應(yīng)用推廣。然而，GPS作為傳統(tǒng)定位功能系統(tǒng)由于其特性和國家近年來對其發(fā)展推廣，逐步得到應(yīng)用，成為了地籍測繪過程中最為主要的工具。

3GPS在地籍測繪中的應(yīng)用

GPS在地籍測繪中有著獨特優(yōu)越的優(yōu)勢，隨著GPS功能的不斷完善和發(fā)展，其在地籍測繪中的應(yīng)用也不盡相同?？傮w來說，GPS在地籍測繪中分為地籍控制測量、土地勘察定界和地籍細部測量。

3.1GPS在地籍控制測量中的應(yīng)用

地籍控制測量是GPS的主流應(yīng)用領(lǐng)域，是進行地籍測量中的關(guān)鍵步驟。由于其測量的重要性，國家對地籍控制測量有著相應(yīng)的規(guī)章制度。一般來說，進行地籍控制測量要依據(jù)國家的D級網(wǎng)絡(luò)，并在此網(wǎng)絡(luò)上鋪設(shè)E級網(wǎng)絡(luò)，在進行GPS鋪設(shè)和觀測過程當中要嚴格的按照國家對GPS測量的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。我國對于地籍測量規(guī)定其平面控制坐標的精度要求誤差不高于5厘米，且平面控制坐標應(yīng)盡量采用國家同一標準，對于一些偏遠地區(qū)的地籍控制測量則采用當?shù)貥藴屎拖嗑嘧罱貐^(qū)的坐標標準。在進行地籍控制網(wǎng)絡(luò)建立過程中，應(yīng)盡量利用已有并得到應(yīng)用的加密網(wǎng)絡(luò)，對于不同等級的控制網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)測量地區(qū)的具體情況酌情進行手機控制選擇。在進行地籍控制測量中的規(guī)范要求如表1所示：

等級 邊長 接受性能 接受精度 接受機數(shù) 觀測量 衛(wèi)星角度 有效觀測衛(wèi)星 時段長度 采集時間間隔

一級 0.5 雙/單 10mm+3ppm ≥3 載波相位 ≥15 ≥4 ≥30 15-60s

二級 0.2 雙/單 10mm+3ppm ≥3 載波相位 ≥15 ≥4 ≥30 15-60s

3.2GPS在土地勘察定界中的應(yīng)用

勘察定界是進行土地交易、土地證書登記和調(diào)查的主要依據(jù)。隨著土地價值的提高，其定界要求也越來越要求精確，傳統(tǒng)的定界手段和方法難以實現(xiàn)精確定界。然而，GPS在土地勘察定界中的應(yīng)用使得土地勘察定界更為準確，解決了長期以來勘察難度高、勘察效率低下的問題。GPS在進行土地勘察定界時，對土地的邊界整理和土地征用范圍等做了較為詳細的規(guī)定和約束。例如，兩個相鄰的邊界或邊界與固定建筑之間的距離差不能超過10厘米、土地定界誤差不超過3里面等。這些是無法通過傳統(tǒng)手段快速實現(xiàn)的，而GPS可以做到精確定界，有效解決定界中的問題了。

3.3GPS在地籍細部測量中的應(yīng)用

地籍細部測量是進行土地測量重要的部分，其主要的作用是明確每一宗土地的所屬范圍以及具體位置等相關(guān)的數(shù)據(jù)。關(guān)于地籍細部測量有具體的實施規(guī)定，在地籍平面控制測量的基礎(chǔ)上，嚴格規(guī)定街坊內(nèi)部和城鎮(zhèn)明顯的界址點誤差不可超過5cm，另外村莊內(nèi)部和城鎮(zhèn)街坊隱蔽的界址點誤差必須小于10cm。GPS在地籍細部測量中得到廣泛的應(yīng)用，主要還是歸結(jié)與其測量的精確度，對于不適宜使用GPS進行測量的地籍細部，可以使用其他測量工具進行，比如：全站儀。GPS在地籍細部測量中的應(yīng)用所以運用的技術(shù)中占據(jù)主導(dǎo)地位的是RTK技術(shù)，RTK技術(shù)相較于全站儀，測量方法較為簡單，其精確度更高，測量時間較快，但缺點是當測量點的附近有障礙物時，測量效果不佳。在地籍細部測量中可以使用的儀器很多，各自擁有優(yōu)缺點，例如超站儀，不但能夠進行控制測量，還可用于細部數(shù)據(jù)的采集測量，融合了GPS 的靜態(tài)與動態(tài)定位功能，超站儀的問世是測繪模型發(fā)展的里程碑。GPS在地籍細部測量中得不到大范圍的推廣以及使用，一方面是由于技術(shù)上的不完美，另一方面是價格上的昂貴。不過隨著更多的測量儀器的出現(xiàn)，GPS的價格會有所降低，而且GPS的技術(shù)也在不斷的完善，其在地籍細部測量以及其他部位的測量都將更加廣泛。

4GPS控制網(wǎng)的精度提高

GPS雖然相對于傳統(tǒng)的一些測量方法有很大的精度提高，但其在地基測量的應(yīng)用中的精度尚有提高的空間。GPS的定位方法分為動態(tài)定位和靜態(tài)定位，這兩種方法一般是基于單基準站上所開展的定位。在此，可以通過變更基準站，把單基準站變?yōu)槎嗷鶞收緦崿F(xiàn)GPS精度提高的目的。多基準站不同于單基準站，單基準站相關(guān)性增加形成多基準站。但在實施這種方法時存在一定的界限，一般來說，在小于20KM的時候，通過較短的觀測時間和觀察間隔可以取得較為準確的觀察數(shù)據(jù)，但對于較遠距離中存在的一些數(shù)據(jù)傳送經(jīng)過電離層或者是在太陽黑子爆發(fā)過程中，則會產(chǎn)生嚴重的數(shù)據(jù)偏差，對最終結(jié)果造成影響。隨著我國對GPS網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和規(guī)范，學(xué)者們提出通過對GPS基準網(wǎng)的應(yīng)用進行高精度的短時間快速定位和靜態(tài)定位測量。陳永奇提出利用GPS基準網(wǎng)進行動態(tài)定位和靜態(tài)定位過程中可以通過對空間分布和對基準網(wǎng)內(nèi)部的改正數(shù)，并進行內(nèi)嵌式網(wǎng)絡(luò)改正模型運用來提高GPS的測量精確度?，F(xiàn)如今，對于一些永久性的基準網(wǎng)邊長定于100KM，所以在精確度提高的研究中應(yīng)把重點放在對與參考網(wǎng)絡(luò)站的模糊度選擇和對于內(nèi)嵌式模型的改正計算上，而一般的改正數(shù)的選擇主要依據(jù)兩個方面：首先，對于電流層或者電離層中的模型誤差進行改正數(shù)修正；其次是根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)計算確定改正數(shù)。而對于改正數(shù)的計算也有兩種方法：第一種為虛擬參考站法，其主要的應(yīng)用是把觀測點作為虛擬的參考站，把GPS數(shù)據(jù)中的誤差作為依據(jù)對虛擬參考站中的數(shù)據(jù)進行模擬和計算。第二種是基準網(wǎng)改正法，基準網(wǎng)改正法是對各個基準站進行內(nèi)嵌式的測點誤差改正并落實到觀測的工作當中，依次可以有效的消除在觀測中數(shù)據(jù)的誤差問題。

5結(jié)論

地籍測繪過程中涉及方面較多、工作量大且對工作的精度要求較高，一些傳統(tǒng)的測量方法和手段不能有效的解決這些問題。隨著GPS系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展，其不僅可以低成本高效地有效解決在地籍測繪中的一些問題，還可以擴大地籍測繪的工作面，是進行測繪工作中不可或缺的工具。

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