基于GPS技術(shù)的增城某城鎮(zhèn)平面控制測量技術(shù)研究

賴文勝

摘 要：本文基于筆者多年從事控制測量的相關(guān)工作經(jīng)驗，以增城某城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)字測量為研究背景，論文首先概要分析了GPS-RTK測量技術(shù)要素，進而探討了平面控制測量的技術(shù)思路方法及圖根控制測量的具體實施流程，包括如何進行GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)處理及平差精度分析等。

關(guān)鍵詞：GPS 地籍測量 平差精度 分析

中圖分類號：P228 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0033-02

1 任務(wù)概述

（1）測繪區(qū)范圍：測繪區(qū)分為新測區(qū)與補測區(qū)，新測區(qū)域包括24.46 km2。

（2）測繪內(nèi)容：調(diào)查內(nèi)容主要包括：控制測量、地形圖測繪、權(quán)屬調(diào)（核）查、地籍圖測繪、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、數(shù)據(jù)入庫等內(nèi)容。

控制測量工作：包括測區(qū)踏勘、已有控制測量資料收集和分析、控制測量方案設(shè)計、加密控制網(wǎng)布設(shè)、圖根控制測量及控制測量資料整理工作。地形圖測繪工作：對于新測區(qū)采用全解析（即全野外數(shù)字化）方法測制地形圖；對于修補測區(qū)采用全解析方法對發(fā)生變化的地物進行測繪，確保新測區(qū)域、修補測區(qū)域地形圖現(xiàn)勢性相一致。①新測區(qū)域：無地形圖區(qū)域，則開展全要素地形圖測繪，同時開展界址點測繪，確保其數(shù)學(xué)精度完全滿足地籍權(quán)屬調(diào)查界址點的精度要求。②修補測區(qū)域：本項目補測區(qū)域內(nèi)已有2003年完成的地籍測量成果資料，整個測區(qū)內(nèi)有部分2003年后宗地測量成果，供修補測使用。修補測區(qū)域地形圖的數(shù)學(xué)精度應(yīng)與已有地形圖的精度相一致，新老地物之間空間關(guān)系合理。

2 平面控制測量

該項目分數(shù)字化實測、數(shù)字化修補測兩種情況。以上兩種情況的地籍測量工作流程都是一致的，需完成基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量、圖根控制測量、數(shù)字化采集碎部數(shù)據(jù)、地籍要素采集等工作。基礎(chǔ)控制測量是以國土局提供的已有GPS三、四等控制測量成果為基礎(chǔ)，加密控制網(wǎng)布設(shè)為GPS一級網(wǎng)，滿足地籍測量圖根控制加密要求?？刂凭W(wǎng)布設(shè)遵循從整體到局部、從高級到低級的布網(wǎng)原則。本項目平面控制網(wǎng)布網(wǎng)等級設(shè)計如圖1所示。

2.1 GPS一級控制點選點與埋石要求

GPS控制點的點位選取，與以往的控制點的點位選取方法不完全一致，GPS控制點原則上不要求相鄰點位之間需要通視，但是對地籍測量而言，考慮到進行地籍測量時全站儀對控制點的使用要求，在選點時盡量做到至少應(yīng)該保證在一個控制點上應(yīng)該能與另一個控制點之間相互通視。對于地籍測量滿足圖根加密需要的基礎(chǔ)控制測量GPS點的選埋，還應(yīng)根據(jù)具體情況作出具體的要求。

GPS一級控制點的標(biāo)石規(guī)格按照《城市測量規(guī)范》中的有關(guān)要求執(zhí)行，實地選埋時應(yīng)注意以下幾點：（1）點位盡量選在交通便利、便于作業(yè)觀測和穩(wěn)固、易于長期保存的地方，并應(yīng)考慮能方便其它測量手段利用。點位應(yīng)選在基礎(chǔ)穩(wěn)定，并易于長期保存的地點。（2）點位周圍應(yīng)視野開闊、便于安全操作。點位應(yīng)遠離高大建筑物，遠離大片平靜水面，避開大面積幕墻玻璃的反射和折射，以降低多路徑效應(yīng)對GPS衛(wèi)星信號的影響。（3）點位應(yīng)遠離高壓線、大功率無線電發(fā)射源或強烈干擾衛(wèi)星信號的裝置。點位距大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站等）的距離不應(yīng)小于400 m；距220 kV以上電力線的距離不應(yīng)小于50 m。（4）實地點號標(biāo)繪時須注意維護城市景觀，不得隨意在明顯的公共建筑、標(biāo)志性建筑等處用油漆涂繪。

2.2 GPS一級控制網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)獲取

GPS一級控制網(wǎng)外業(yè)觀測時，應(yīng)該首先編寫外業(yè)調(diào)度表，明確每一個測量員的任務(wù)，嚴(yán)格按照調(diào)度表中規(guī)定的任務(wù)進行測量，同時要遵守以下要求：（1）外業(yè)GPS觀測采用中海達V8GNSS雙頻接收機，接收機應(yīng)在檢定有效期內(nèi)，并提交檢定合格的儀器檢定資料。（2）GPS觀測采用快速靜態(tài)定位模式進行作業(yè)。觀測時，應(yīng)視衛(wèi)星信號情況、點位環(huán)境和基線長度等因素的影響，必要時適當(dāng)延長觀測時間。（3）觀測過程中，人員應(yīng)盡量不靠近天線，且不要在天線附近走動和使用對講機，使用對講機應(yīng)離天線10 m以上；雷雨天氣應(yīng)停止觀測，關(guān)閉儀器。（4）正確量取并記錄天線高，并要求測前、測后量取兩次，取平均值為天線高，兩次量取差值不得超過3 mm，否則應(yīng)重新設(shè)站觀測。

2.3 GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)的處理

2.3.1 新建項目

靜態(tài)數(shù)據(jù)處理使用的是中海達HDS2003后處理軟件，在進行數(shù)據(jù)解算之前，首先要新建一個項目，確定好項目的名稱。對項目的細節(jié)的項目單位、施工單位、負責(zé)人、測量員、計算員等細節(jié)進行設(shè)置。對控制網(wǎng)等級進行設(shè)置，本項目控制網(wǎng)的等級為一級，規(guī)范依據(jù)是《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范2009版》。然后對坐標(biāo)系進行設(shè)置，設(shè)置坐標(biāo)系的原橢球為WGS84坐標(biāo)系橢球，目標(biāo)橢球為國家80坐標(biāo)系橢球。地圖投影選擇高斯3度帶投影，中央子午線輸入120°，同時對新建坐標(biāo)系進行命名。

2.3.2 靜態(tài)基線解算

GPS觀測原始數(shù)據(jù)的記錄、存貯及格式轉(zhuǎn)換，須嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)的正確與可靠。然后采用嚴(yán)密、可靠的GPS基線處理軟件解算和檢核GPS基線向量。

首先導(dǎo)入外業(yè)靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，對每個數(shù)據(jù)文件分別輸入點名和儀器高度，然后對所有基線進行處理。軟件對基線處理完后在計算區(qū)對話框里顯示基線的精度，若有不合格的則顯示出不合格基線的條數(shù)，在主界面的網(wǎng)圖里，算合的基線顯示為黑色，不合的基線顯示為灰色。在主界面的列表區(qū)，顯示所有基線的觀測時間、長度、精度等信息，若有不合的基線則在前面顯示紅色的嘆號，Ratio值小于3，整數(shù)解誤差過大達到厘米級或更大，是基線不合的主要原因。

2.3.3 GPS網(wǎng)平差計算

在進行網(wǎng)平差之前，對網(wǎng)圖的連通性進行檢查，保證網(wǎng)圖完全連通后再進行網(wǎng)平差。如果網(wǎng)圖沒有連通就開始進行網(wǎng)平差，將出現(xiàn)網(wǎng)平差無法收斂的情況，對于網(wǎng)圖沒有連通，要逐步檢查，先檢查網(wǎng)圖是否被分割成幾部分，是否有孤立的測站點或基線，若有則必須刪除孤點或分塊進行平差。再檢查是否有關(guān)鍵基線沒有解算成功或被禁止參與網(wǎng)平差，若有則必須進行重新處理，甚至重測。再次，檢查網(wǎng)圖中是否有相同的測站而用了不同的測站名，在網(wǎng)圖上的反應(yīng)就是統(tǒng)一測站點上在非常接近的位置有另一個測站點，這兩點由于是同一點在不同時段觀測的，故他們之間不構(gòu)成任何基線，使網(wǎng)圖不連續(xù)，解決方法是在觀測數(shù)據(jù)屬性中將錯誤的站名修改正確。

2.4 平差精度分析

等級控制網(wǎng)平差計算完成后，應(yīng)進行控制網(wǎng)精度評定、統(tǒng)計計算，精度統(tǒng)計包括以下內(nèi)容：

（1）控制網(wǎng)中同級相鄰點間最小、最大距離如表1，滿足一級網(wǎng)最小距離大于150 m，最大距離小于1200 m的要求。

（2）最大非同步觀測基線向量邊獨立閉合環(huán)或附合路線邊數(shù)如表2，滿足小于10條的要求。

（3）獨立基線構(gòu)成的獨立環(huán)坐標(biāo)分量閉合差和全長閉合差及限差如表3和表4，滿足限差的要求。

3 結(jié)論

GPS技術(shù)的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了革命性變化，也對地籍測量工作，特別是控制測量工作帶來巨大的影響。通過平差精度分析，證明了基于GPS技術(shù)的地籍測量精度達到了一級控制網(wǎng)的精度要求。

參考文獻

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