GPS技術(shù)在土地測繪和地籍控制測量中的應(yīng)用

文建宏

（安徽省池州市國土資源規(guī)劃勘測院 安徽 池州 247000）

GPS技術(shù)在土地測繪和地籍控制測量中的應(yīng)用

文建宏

（安徽省池州市國土資源規(guī)劃勘測院 安徽 池州 247000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土地測繪和地籍控制測量當(dāng)中，GPS技術(shù)因功能多、精度高且效率快而得到了業(yè)內(nèi)廣大人士的認(rèn)可，在土地測繪和地籍控制測量當(dāng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。文章簡單闡述了GPS技術(shù)的概念及特征，并詳細(xì)分析了GPS技術(shù)在土地測繪和地籍控制測量中的應(yīng)用。

GPS技術(shù)；土地測繪；地籍控制測量

引言

GPS系統(tǒng)由用戶設(shè)備、地面控制及空間部分三部分組成，三部分分別與 GPS信號接收器、地面監(jiān)控系統(tǒng)與GPS衛(wèi)星星座相對應(yīng)。利用GPS系統(tǒng)進(jìn)行定位是以運(yùn)行中衛(wèi)星的瞬間位置為起算數(shù)據(jù)，通過利用空間距離交會法來確定待測點(diǎn)位置[1]。衛(wèi)星位置非常精準(zhǔn)，利用GPS進(jìn)行觀測可明確衛(wèi)星與接收機(jī)之間的距離，然后再利用這個距離來對接收機(jī)的運(yùn)動速度、海拔高度、經(jīng)緯度等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

1.GPS技術(shù)的概念及特征

GPS，全稱“Global Position System”，全球定位系統(tǒng)，GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)技術(shù)，其是通過導(dǎo)航衛(wèi)星來測時和測距以形成全球定位系統(tǒng)，其最大的特點(diǎn)就是全球性，同時還具連續(xù)性、抗干擾性、保密性和實(shí)時性等特點(diǎn)，有導(dǎo)航定位和定時功能，可為用戶提供具精準(zhǔn)時間、速度的三維坐標(biāo)。GPS技術(shù)的特征主要體現(xiàn)在以下方面：

第一，定位精度高。大量實(shí)踐證明，GPS技術(shù)的定位精度是非常高的，在 5萬米范圍內(nèi)可達(dá)6-10米，在10-50萬米之間可達(dá)7-10米，在50-100萬米之間可達(dá)9-10米[2]。

第二，觀測時間短。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展和GPS系統(tǒng)的不斷完善，現(xiàn)利用GPS技術(shù)進(jìn)行觀測的時間越來越短，通常在定位2萬米內(nèi)的相對靜態(tài)只需花費(fèi)15-20min，若是快速靜態(tài)且基準(zhǔn)站與流動站之間的距離保持在1.5萬米范圍內(nèi)時，于流動站進(jìn)行觀測所要花費(fèi)的時間只需1-2min。此外，每站的隨時定位所需花費(fèi)的觀測時間僅僅是幾秒。

第三，不需互相通視。在利用GPS技術(shù)進(jìn)行測量時，觀測站之間無需互相通視，而只需保證觀測站上空開闊即可，這在很大程度上節(jié)約了造標(biāo)費(fèi)用。另點(diǎn)與點(diǎn)之間也無需互相通視，這樣就可免去大地網(wǎng)中傳送點(diǎn)和過渡點(diǎn)的測量工作，節(jié)約了很多的工作時間。

第四，可提供立體坐標(biāo)。傳統(tǒng)的大地測量在對平面與高程進(jìn)行實(shí)測時，因地面高度差的原因而需采取不同的測量方式，而利用GPS技術(shù)可同時測定每一觀測站的立體坐標(biāo)。而且隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)GPS技術(shù)已可達(dá)高精度測量四等水準(zhǔn)要求。

第五，操作簡單。隨著技術(shù)人員不斷對GPS接收器進(jìn)行改進(jìn)，GPS接收器的體積正逐漸變小，重量也不斷變輕，同時其自動化程度則越來越高，這就大大減少了測量人員工作的強(qiáng)度和難度，使得野外測量工作變得越來越簡單。此外，GPS技術(shù)在導(dǎo)航、測量、測時及測速等方面還具其自身獨(dú)特優(yōu)勢。

2.GPS技術(shù)在土地測繪和地籍控制測量中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，包括軍事、航空、海航、地質(zhì)勘察等領(lǐng)域。伴隨GPS技術(shù)的不斷完善，其在各領(lǐng)域所發(fā)揮的作用也越來越大?，F(xiàn)GPS技術(shù)在土地測繪和地籍控制測量中也占據(jù)了一定地位，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三方面：

第一，控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度。通常來說，在規(guī)劃測量規(guī)模之前，相關(guān)工作人員需先了解當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展?fàn)顩r及建設(shè)情況，從而保證規(guī)劃的準(zhǔn)確性和精度。在構(gòu)建初期，首先要確定GPS網(wǎng)的密度和精度，充分考慮布網(wǎng)的等級，以避免在進(jìn)行工程測量時因測量結(jié)果存在較大偏差而影響工程項(xiàng)目的精度。其次，在測量的過程當(dāng)中，測量人員需確定控制點(diǎn)和相關(guān)標(biāo)示，并將其與測量工作相融合。再次，做好算點(diǎn)工作，利用點(diǎn)與點(diǎn)之間的相連和邊連來完成整體網(wǎng)的布置。當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)之間成功連接之后，同步環(huán)及異步環(huán)便可完成，同時此作法還具基線復(fù)測效果，這樣不但實(shí)現(xiàn)了再設(shè)站目的目的，而且也使GPS網(wǎng)達(dá)到了預(yù)期幾何強(qiáng)度。此外，因利用GPS技術(shù)來進(jìn)行土地測繪和地籍控制測量的過程當(dāng)中，觀測點(diǎn)之間無需相互通視，有效打破了常規(guī)地籍測繪在控制點(diǎn)選取方面的限制，使得GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對精度的影響進(jìn)一步下降。

第二，受位置基準(zhǔn)點(diǎn)偏差影響。在利用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍控制網(wǎng)的建立時，因GPS定位系統(tǒng)最終顯現(xiàn)的是WGS-84坐標(biāo)系的立體坐標(biāo)差，所以GPS的位置基準(zhǔn)差與其在橢球面上的網(wǎng)形狀有著直接的聯(lián)系。就經(jīng)度方向而言，若存在位置基準(zhǔn)偏差則會導(dǎo)致GPS發(fā)生旋轉(zhuǎn)。但在一定范圍內(nèi)，若GPS網(wǎng)中的高差較小，在經(jīng)緯方向上，則可忽略掉此偏差給橢球投影上的網(wǎng)形狀所帶來的影響。若GPS網(wǎng)中的高差較大，則要求精度更高的起算數(shù)據(jù)。因位置基準(zhǔn)在高程方向出現(xiàn)偏差，同時這個偏差在GPS網(wǎng)上造成投影中，最終使得GPS網(wǎng)發(fā)生尺度變化。利用這一點(diǎn)，在進(jìn)行高程測量時，相關(guān)工作人員仍可采取傳統(tǒng)方法進(jìn)行測量。

第三，優(yōu)化地籍控制網(wǎng)。傳統(tǒng)三角測量已在可靠性、精準(zhǔn)度及費(fèi)用方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究，且取得了很多實(shí)際應(yīng)用成果。而相比于傳統(tǒng)測量，利用GPS進(jìn)行測量不僅擁有諸多函數(shù)模型，而且具更強(qiáng)隨機(jī)性。GPS的布網(wǎng)方式非常靈活，在利用GPS進(jìn)行測量時的速度非?？烨揖雀?，但同時，GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)仍存在很多需進(jìn)行優(yōu)化的問題。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，GPS系統(tǒng)將會彰顯更強(qiáng)的精度和效益，從而在土地測繪和地籍控制測量當(dāng)中發(fā)揮著更加重要的作用。

3.GPS-RTK的運(yùn)用

GPS起源于20世紀(jì)90年代，因其具獨(dú)特優(yōu)勢而迅速崛起。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)GPS技術(shù)的應(yīng)用不涉及生產(chǎn)，而且也涉及人類生活，尤其是GPS技術(shù)當(dāng)中的RTK技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)是GPS技術(shù)系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，其主要是利用實(shí)時差分進(jìn)行測量，測量依據(jù)為載波相位觀測量[3]。GPS-RTK技術(shù)具非常高的精準(zhǔn)度，且可提供點(diǎn)位的立體定位，在土地測繪當(dāng)中有著無可比擬的優(yōu)勢，在地籍控制測量當(dāng)中發(fā)揮著無可替代的作用。

第一，RTK具高自動化。進(jìn)行野外工作時，RTK技術(shù)利用全站儀可對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集、記錄并儲存，接著再將所采集到的數(shù)據(jù)傳輸至處理中心，處理中心相關(guān)人員利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行再次處理后就可迅速繪圖，這大大提高了工作的自動化水平和效率，使后續(xù)工作能進(jìn)行得更加順利。

第二，RTK具很高的測量精度。RTK技術(shù)利用全站儀所采集的數(shù)據(jù)都非常精準(zhǔn)，這使得RTK的測量結(jié)果也能保持較高精度。

第三，RTK具很強(qiáng)整體性。RTK的定位主要是依靠解析法來實(shí)現(xiàn)的，所以利用RTK技術(shù)時只需建立一個控制網(wǎng)就可實(shí)現(xiàn)整個區(qū)域任何地點(diǎn)的測量，這在很大程度上加強(qiáng)了土地測繪及地籍控制測量的準(zhǔn)確性和精確度。

4.結(jié)語

GPS技術(shù)的快速發(fā)展促使土地測繪和地籍控制測量發(fā)生了革命性的變化。利用GPS技術(shù)進(jìn)行測量有效打破了傳統(tǒng)大地測量的局限性，其布點(diǎn)靈活，計(jì)算速度超快，同時可實(shí)現(xiàn)全天侯測量。此外，利用GP技術(shù)進(jìn)行測量還可避免傳統(tǒng)放樣方式的復(fù)雜性，特別適用于建設(shè)用地勘測定界，如河道、公路、鐵路等?？傮w而言，GPS技術(shù)具非常多而獨(dú)特的優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于各省、市的地籍控制測量當(dāng)中，以提高測量工作效率。

[1]何淼.GPS技術(shù)在土地測繪和地籍控制測量中的應(yīng)用[J].城市地理,2015,(8):96-96.

[2]田玉堂.GPS技術(shù)在土地測繪地籍控制測量中的應(yīng)用分析[J].環(huán)球人文地理,2015,(20):107.

[3]紀(jì)玉柱.土地測繪地籍控制測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,(15):2441-2441.

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1007-6344（2016）10-0227-01