GPS在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用

融水苗族自治縣國(guó)土資源局

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(kuò)大，從最初的定位功能，逐步發(fā)展到高精測(cè)量。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，土地價(jià)值越來(lái)越被人們所重視，對(duì)于土地的測(cè)繪工作要求也越來(lái)越嚴(yán)格，而GPS技術(shù)的進(jìn)步恰好滿足了人們?cè)诘丶疁y(cè)繪上的要求，GPS應(yīng)用可以有效的提高地籍測(cè)繪的效率和準(zhǔn)確度。本文結(jié)合作者從事測(cè)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(cè)繪中的應(yīng)用發(fā)展。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；地籍測(cè)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(jī)理是在特定的位置向衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，通過(guò)信號(hào)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(jìn)步，土地價(jià)值的提高，對(duì)土地測(cè)量要求不斷嚴(yán)格，GPS系統(tǒng)逐漸的應(yīng)用于地籍測(cè)繪當(dāng)中，使得土地測(cè)繪更加準(zhǔn)確高效。

2 GPS應(yīng)用概述

基于GPS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，世界上大多國(guó)家都建立了相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。一些起步較早國(guó)家地區(qū)從19世紀(jì)90年代開(kāi)始發(fā)展GPS網(wǎng)絡(luò)，并取得了卓著的效果。我國(guó)對(duì)GPS的應(yīng)用最初起步于21世紀(jì)，在2000年開(kāi)始建設(shè)高精度的GPS網(wǎng)絡(luò)，整合我國(guó)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源和地域特征，不斷加大對(duì)土地的測(cè)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(cái)富，使我們進(jìn)行生產(chǎn)生活的最基本場(chǎng)所。為了保護(hù)我國(guó)土地的使用合法有效，合理節(jié)約用地，就必須要進(jìn)行土地管理。在進(jìn)行土地管理之前，有一十分必要的工作：土地測(cè)量工作。我國(guó)1996年進(jìn)行第一次全國(guó)土地調(diào)查，時(shí)隔10年，在2007年進(jìn)行第二次全國(guó)土地調(diào)查。進(jìn)行土地調(diào)查的主要目的是為了通過(guò)調(diào)查，了解國(guó)家土地的使用情況，認(rèn)清土地的使用性質(zhì)情況，并實(shí)現(xiàn)土地的網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理，維護(hù)國(guó)家對(duì)土地的宏觀掌控，切實(shí)做好土地準(zhǔn)備工作。隨著測(cè)繪技術(shù)的高速發(fā)展，不斷有更為高效、更為精準(zhǔn)的儀器出現(xiàn)，這種技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)逐步填補(bǔ)了在土地測(cè)繪過(guò)程當(dāng)中工作量大、工作精度要求高的特點(diǎn)，但卻由于成本高、實(shí)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(guó)家近年來(lái)對(duì)其發(fā)展推廣，逐步得到應(yīng)用，成為了地籍測(cè)繪過(guò)程中最為主要的工具。

3 GPS在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用

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

3.1 GPS在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

地籍控制測(cè)量是GPS的主流應(yīng)用領(lǐng)域，是進(jìn)行地籍測(cè)量中的關(guān)鍵步驟。由于其測(cè)量的重要性，國(guó)家對(duì)地籍控制測(cè)量有著相應(yīng)的規(guī)章制度。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行地籍控制測(cè)量要依據(jù)國(guó)家的D級(jí)網(wǎng)絡(luò)，并在此網(wǎng)絡(luò)上鋪設(shè)E級(jí)網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行GPS鋪設(shè)和觀測(cè)過(guò)程當(dāng)中要嚴(yán)格的按照國(guó)家對(duì)GPS測(cè)量的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。我國(guó)對(duì)于地籍測(cè)量規(guī)定其平面控制坐標(biāo)的精度要求誤差不高于5厘米，且平面控制坐標(biāo)應(yīng)盡量采用國(guó)家同一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的地籍控制測(cè)量則采用當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)和相距最近地區(qū)的坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行地籍控制網(wǎng)絡(luò)建立過(guò)程中，應(yīng)盡量利用已有并得到應(yīng)用的加密網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于不同等級(jí)的控制網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)測(cè)量地區(qū)的具體情況酌情進(jìn)行手機(jī)控制選擇。在進(jìn)行地籍控制測(cè)量中的規(guī)范要求如表1所示：

等級(jí)邊長(zhǎng)接受性能接受精度接受機(jī)數(shù)觀測(cè)量衛(wèi)星角度有效觀測(cè)衛(wèi)星時(shí)段長(zhǎng)度采集時(shí)間間隔

一級(jí)0.5雙/單10mm+3ppm≥3載波相位≥15≥4≥3015-60s

二級(jí)0.2雙/單10mm+3ppm≥3載波相位≥15≥4≥3015-60s

3.2 GPS在土地勘察定界中的應(yīng)用

勘察定界是進(jìn)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(jià)值的提高，其定界要求也越來(lái)越要求精確，傳統(tǒng)的定界手段和方法難以實(shí)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(zhǔn)確，解決了長(zhǎng)期以來(lái)勘察難度高、勘察效率低下的問(wèn)題。GPS在進(jìn)行土地勘察定界時(shí)，對(duì)土地的邊界整理和土地征用范圍等做了較為詳細(xì)的規(guī)定和約束。例如，兩個(gè)相鄰的邊界或邊界與固定建筑之間的距離差不能超過(guò)10厘米、土地定界誤差不超過(guò)3里面等。這些是無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)手段快速實(shí)現(xiàn)的，而GPS可以做到精確定界，有效解決定界中的問(wèn)題了。

3.3 GPS在地籍細(xì)部測(cè)量中的應(yīng)用

地籍細(xì)部測(cè)量是進(jìn)行土地測(cè)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(xì)部測(cè)量有具體的實(shí)施規(guī)定，在地籍平面控制測(cè)量的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格規(guī)定街坊內(nèi)部和城鎮(zhèn)明顯的界址點(diǎn)誤差不可超過(guò)5cm，另外村莊內(nèi)部和城鎮(zhèn)街坊隱蔽的界址點(diǎn)誤差必須小于10cm。GPS在地籍細(xì)部測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用，主要還是歸結(jié)與其測(cè)量的精確度，對(duì)于不適宜使用GPS進(jìn)行測(cè)量的地籍細(xì)部，可以使用其他測(cè)量工具進(jìn)行，比如：全站儀。GPS在地籍細(xì)部測(cè)量中的應(yīng)用所以運(yùn)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(cè)量方法較為簡(jiǎn)單，其精確度更高，測(cè)量時(shí)間較快，但缺點(diǎn)是當(dāng)測(cè)量點(diǎn)的附近有障礙物時(shí)，測(cè)量效果不佳。在地籍細(xì)部測(cè)量中可以使用的儀器很多，各自擁有優(yōu)缺點(diǎn)，例如超站儀，不但能夠進(jìn)行控制測(cè)量，還可用于細(xì)部數(shù)據(jù)的采集測(cè)量，融合了GPS 的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)定位功能，超站儀的問(wèn)世是測(cè)繪模型發(fā)展的里程碑。GPS在地籍細(xì)部測(cè)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(jià)格上的昂貴。不過(guò)隨著更多的測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn)，GPS的價(jià)格會(huì)有所降低，而且GPS的技術(shù)也在不斷的完善，其在地籍細(xì)部測(cè)量以及其他部位的測(cè)量都將更加廣泛。

4 GPS控制網(wǎng)的精度提高

GPS雖然相對(duì)于傳統(tǒng)的一些測(cè)量方法有很大的精度提高，但其在地基測(cè)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(dòng)態(tài)定位和靜態(tài)定位，這兩種方法一般是基于單基準(zhǔn)站上所開(kāi)展的定位。在此，可以通過(guò)變更基準(zhǔn)站，把單基準(zhǔn)站變?yōu)槎嗷鶞?zhǔn)站實(shí)現(xiàn)GPS精度提高的目的。多基準(zhǔn)站不同于單基準(zhǔn)站，單基準(zhǔn)站相關(guān)性增加形成多基準(zhǔn)站。但在實(shí)施這種方法時(shí)存在一定的界限，一般來(lái)說(shuō)，在小于20KM的時(shí)候，通過(guò)較短的觀測(cè)時(shí)間和觀察間隔可以取得較為準(zhǔn)確的觀察數(shù)據(jù)，但對(duì)于較遠(yuǎn)距離中存在的一些數(shù)據(jù)傳送經(jīng)過(guò)電離層或者是在太陽(yáng)黑子爆發(fā)過(guò)程中，則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的數(shù)據(jù)偏差，對(duì)最終結(jié)果造成影響。隨著我國(guó)對(duì)GPS網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和規(guī)范，學(xué)者們提出通過(guò)對(duì)GPS基準(zhǔn)網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行高精度的短時(shí)間快速定位和靜態(tài)定位測(cè)量。陳永奇提出利用GPS基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位和靜態(tài)定位過(guò)程中可以通過(guò)對(duì)空間分布和對(duì)基準(zhǔn)網(wǎng)內(nèi)部的改正數(shù)，并進(jìn)行內(nèi)嵌式網(wǎng)絡(luò)改正模型運(yùn)用來(lái)提高GPS的測(cè)量精確度?，F(xiàn)如今，對(duì)于一些永久性的基準(zhǔn)網(wǎng)邊長(zhǎng)定于100KM，所以在精確度提高的研究中應(yīng)把重點(diǎn)放在對(duì)與參考網(wǎng)絡(luò)站的模糊度選擇和對(duì)于內(nèi)嵌式模型的改正計(jì)算上，而一般的改正數(shù)的選擇主要依據(jù)兩個(gè)方面：首先，對(duì)于電流層或者電離層中的模型誤差進(jìn)行改正數(shù)修正；其次是根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)計(jì)算確定改正數(shù)。而對(duì)于改正數(shù)的計(jì)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(cè)點(diǎn)作為虛擬的參考站，把GPS數(shù)據(jù)中的誤差作為依據(jù)對(duì)虛擬參考站中的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和計(jì)算。第二種是基準(zhǔn)網(wǎng)改正法，基準(zhǔn)網(wǎng)改正法是對(duì)各個(gè)基準(zhǔn)站進(jìn)行內(nèi)嵌式的測(cè)點(diǎn)誤差改正并落實(shí)到觀測(cè)的工作當(dāng)中，依次可以有效的消除在觀測(cè)中數(shù)據(jù)的誤差問(wèn)題。

5 結(jié)論

地籍測(cè)繪過(guò)程中涉及方面較多、工作量大且對(duì)工作的精度要求較高，一些傳統(tǒng)的測(cè)量方法和手段不能有效的解決這些問(wèn)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(cè)繪中的一些問(wèn)題，還可以擴(kuò)大地籍測(cè)繪的工作面，是進(jìn)行測(cè)繪工作中不可或缺的工具。

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