土地勘測(cè)控制測(cè)量方法探討

盧宗壽

【摘要】土地勘測(cè)工作涉及面廣，地形條件復(fù)雜，給前期控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量帶來了一定的困難，本文作者結(jié)合自身多年的土地勘測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)，淺談土地勘測(cè)控制測(cè)量的幾種方法。

【關(guān)鍵詞】土地勘測(cè)控制測(cè)量；GNSS

1、前言

土地勘測(cè)是國土資源行政主管部門用地審批和地籍管理等提供科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料而進(jìn)行的技術(shù)服務(wù)性工作。在土地勘測(cè)過程中要得到科學(xué)、準(zhǔn)確、規(guī)范的基礎(chǔ)勘測(cè)資料，前期控制測(cè)量所采用的方法必須科學(xué)合理，測(cè)量精度必須有保證。

2、土地勘測(cè)控制測(cè)量方法

三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三邊測(cè)量等都土地勘測(cè)控制測(cè)量傳統(tǒng)的方法，近年隨著衛(wèi)星定位迅猛發(fā)展，GNSS網(wǎng)、GPS RTK、CORS等都成為了土地勘測(cè)控制測(cè)量的主力軍。平時(shí)工作中用得比較多的是GNSS控制網(wǎng)、全站儀導(dǎo)線控制測(cè)量、GPS RTK控制測(cè)量、CORS控制測(cè)量等。

2.1GNSS控制網(wǎng)

GNSS控制網(wǎng)通常用于項(xiàng)目首級(jí)控制網(wǎng)的布設(shè)，控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)首先收集測(cè)區(qū)范圍內(nèi)及周邊的高等級(jí)控制點(diǎn)資料，并進(jìn)行實(shí)地探勘，確定哪些控制點(diǎn)可以作為起算點(diǎn)。

（1）起算點(diǎn)資料收集和實(shí)地踏勘。C級(jí)、D級(jí)、E級(jí)GPS控制點(diǎn)及施測(cè)的高等級(jí)控制點(diǎn)均可作為起算點(diǎn)，需要當(dāng)?shù)販y(cè)繪行政主管部門提供。收集到起算點(diǎn)資料后，到實(shí)地進(jìn)行踏勘，核實(shí)控制點(diǎn)是否被破壞、周圍環(huán)境能否滿足GNSS觀測(cè)要求、汽車通行狀況等信息，確定控制點(diǎn)是否能用作起算點(diǎn)。

（2）控制網(wǎng)布設(shè)、實(shí)地選點(diǎn)埋石?？梢岳?：50000萬地形圖、百度地圖、谷歌地圖的資料作為底圖進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)，著重考慮控制網(wǎng)的基線長度、點(diǎn)位交通情況、控制點(diǎn)密度等方面，確保滿足設(shè)計(jì)書規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，又便于實(shí)施。室內(nèi)選定點(diǎn)位后，方能到實(shí)地選點(diǎn)埋石。在實(shí)地選擇埋石點(diǎn)位置應(yīng)滿足以下要求：

1）點(diǎn)位周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和全站儀觀測(cè)操作，視野開闊，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15°。如有障礙物且高度角高于30°時(shí)，其水平投影累計(jì)不應(yīng)超過120°。

2）遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源和微波無線電信號(hào)傳送通道（如電視臺(tái)、電臺(tái)、微波站、雷達(dá)站等），其距離不得小于200米；點(diǎn)距1KV及以下的高壓線信號(hào)傳送通道不應(yīng)少于10米；距1KV以上至35KV的高壓線信號(hào)傳送通道不應(yīng)少于30米；距35KV以上的高壓線信號(hào)傳送通道不得少于50米。

3）附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號(hào)的東西和障礙物。

4）交通方便，并有利于其他測(cè)量手段擴(kuò)展和聯(lián)測(cè)。地面基礎(chǔ)牢固穩(wěn)定，易于樁點(diǎn)的保存。

（3）GNSS觀測(cè)。采用靜態(tài)GNSS控制測(cè)量時(shí)，控制網(wǎng)分布較廣，基線長短不一，觀測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)基線長度合理安排觀測(cè)時(shí)間，一般不少于45分鐘，如果基線較長適當(dāng)延長觀測(cè)時(shí)間。應(yīng)利用雙頻GNSS接收機(jī)觀測(cè)，單頻數(shù)據(jù)無法進(jìn)行電離層改正，精度難以達(dá)到要求。

（4）GNSS控制網(wǎng)平差計(jì)算。GNSS控制網(wǎng)平差流程一般為：基線解算、重復(fù)基線比較、基線閉合環(huán)計(jì)算、三維無約束平差、三維約束平差、二維約束平差。需要注意的是，進(jìn)行三維約束平差的目的是為了獲取控制點(diǎn)精確的WGS84坐標(biāo)，便于利用精化大地水準(zhǔn)面模型計(jì)算控制點(diǎn)正常高。

（5）控制點(diǎn)正常高獲取。利用精化大地水準(zhǔn)面模型計(jì)算控制點(diǎn)正常高。精化大地水準(zhǔn)面模型轉(zhuǎn)換精度需滿足土地勘測(cè)項(xiàng)目需求。

2.2全站儀導(dǎo)線控制測(cè)量

全站儀導(dǎo)線控制測(cè)量是在地面上選擇一條適宜的路線，在其中的一些點(diǎn)上設(shè)置測(cè)站，采用全站儀測(cè)邊及測(cè)角方式來測(cè)定這些點(diǎn)的水平位置的方法；也可布設(shè)成導(dǎo)線結(jié)點(diǎn)網(wǎng)進(jìn)行平差。主要技術(shù)要求如下：

（1）采用全站儀測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)施測(cè)時(shí)，導(dǎo)線（網(wǎng)）主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求。

（2）二級(jí)導(dǎo)線宜布設(shè)成網(wǎng)狀或附合形式，圖根導(dǎo)線以布設(shè)附合導(dǎo)線為主。導(dǎo)線布設(shè)成網(wǎng)時(shí)，導(dǎo)線節(jié)的邊數(shù)和距離不應(yīng)大于相應(yīng)等級(jí)附合導(dǎo)線的0.7倍。

（3）導(dǎo)線相鄰邊長之比不宜超過1/3；遇特殊情況時(shí)，附合導(dǎo)線的總長和邊數(shù)可放寬至1.5倍，但其絕對(duì)閉合差不應(yīng)大于26cm，附和導(dǎo)線的邊數(shù)不能超過12條。

（4）當(dāng)附和導(dǎo)線長度短于長度的1/3時(shí)，導(dǎo)線全長的絕對(duì)閉合差不應(yīng)大于13cm。

（5）個(gè)別地方布設(shè)圖根閉合導(dǎo)線困難時(shí)，也可布設(shè)測(cè)支導(dǎo)線，但支導(dǎo)線邊數(shù)不得多于4條，首站觀測(cè)兩個(gè)已知方向，水平角觀測(cè)一測(cè)回、距離、垂直角往、返各測(cè)一測(cè)回。

（6）個(gè)別困難地方圖根導(dǎo)線可附合三級(jí)。測(cè)距導(dǎo)線外業(yè)觀測(cè)技術(shù)指標(biāo)見下表。

注：本表按DJ2型號(hào)和Ⅱ級(jí)測(cè)距儀器設(shè)計(jì)。

2.3GPS RTK控制測(cè)量

GPS-RTK技術(shù)結(jié)合了GPS測(cè)量技術(shù)和一些數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的精華，是GPS測(cè)量技術(shù)的一個(gè)新的起點(diǎn)。RTK是一種實(shí)時(shí)差分的GPS測(cè)量技術(shù)，通過載波相位測(cè)量，接收機(jī)的設(shè)置在基準(zhǔn)站進(jìn)行，通過連續(xù)觀測(cè)所有的可見衛(wèi)星，將這些觀測(cè)到的數(shù)據(jù)來實(shí)時(shí)的傳送到觀測(cè)站。在觀測(cè)站中，衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PS接收機(jī)中，根據(jù)相對(duì)定位的原理算出整周模糊度未知數(shù)，然后進(jìn)一步計(jì)算用戶站的三維坐標(biāo)及其精度，并把他們實(shí)時(shí)的顯示出來。這就實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控，判定基準(zhǔn)站和用戶站的觀測(cè)成果質(zhì)量和計(jì)算結(jié)果是否成功，從而降低了冗余觀測(cè)量，減少了觀測(cè)時(shí)間和不必要的數(shù)據(jù)處理。

GPS RTK控制測(cè)量技術(shù)要求如下：

（1）點(diǎn)位上空沒有遮掩物，比較適合GPS觀測(cè)。

（2）實(shí)施多點(diǎn)校正：用以校正的點(diǎn)必須經(jīng)過GPS靜態(tài)測(cè)量和幾何水準(zhǔn)測(cè)量的高一等級(jí)以上的點(diǎn)（如四等點(diǎn)或一級(jí)點(diǎn)）。

（3）觀測(cè)之前，先利用周邊3個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，各坐標(biāo)分量較差均小于2cm后才能實(shí)施流動(dòng)觀測(cè)。

（4）觀測(cè)時(shí)，有效衛(wèi)星數(shù)大于5，觀測(cè)時(shí)間為3秒，觀測(cè)次數(shù)為3次，支桿高度小于2.5米，大于1.5米，對(duì)中誤差小于5mm，點(diǎn)內(nèi)符合精度Mp<4cm，Mv<4cm。

（5）觀測(cè)必須擺三腳架對(duì)中整平或帶支撐腳的支桿。

（6）觀測(cè)成果直接記錄于終端中。點(diǎn)校正參數(shù)作為成果提供。

2.4利用CORS進(jìn)行土地勘測(cè)控制測(cè)量

CORS是連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站參考運(yùn)行系統(tǒng)，是一種網(wǎng)絡(luò)RTK定位的模式，他通過多基準(zhǔn)站的網(wǎng)絡(luò)，將區(qū)域內(nèi)的一些連續(xù)運(yùn)行的參考站點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，比傳統(tǒng)的單站RTK模式精度要高了許多，從而實(shí)現(xiàn)了區(qū)域?qū)嵤y(cè)繪的無縫覆蓋。從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的角度來分析，CORS查分定位服務(wù)系統(tǒng)分為以下幾個(gè)模塊：參考基準(zhǔn)站網(wǎng)模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與監(jiān)管模塊，用戶應(yīng)用模塊等。

3、土地勘測(cè)控制測(cè)量實(shí)際運(yùn)用

在實(shí)際的土地勘測(cè)項(xiàng)目中，地形環(huán)境復(fù)雜多變，往往通過某一種控制測(cè)量方法不一定能達(dá)到控制測(cè)量的要求，需采取兩種或多種方法才能解決實(shí)際工作問題。在現(xiàn)實(shí)工作中我們主要以GNSS網(wǎng)進(jìn)行首級(jí)控制網(wǎng)布控，利用GPS RTK、CORS系統(tǒng)進(jìn)行圖根控制測(cè)量，當(dāng)局部區(qū)域沒有GPS信號(hào)或者沒有CORS服務(wù)時(shí)，需要采用傳統(tǒng)的全站儀導(dǎo)線控制測(cè)量方法進(jìn)行控制測(cè)量；靈活選用各種控制測(cè)量方法互相配合使用，提高工作效率，保證測(cè)量精度。

結(jié)束語：

社會(huì)在不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在進(jìn)步，測(cè)量設(shè)備及測(cè)量方法也在不斷完善；土地勘測(cè)測(cè)量方法也將隨著前進(jìn)的步伐越來越先進(jìn)，越來越科學(xué)；讓測(cè)量工作者盡量少的進(jìn)行高強(qiáng)度的外業(yè)工作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作自動(dòng)化、智能化、內(nèi)業(yè)化，是我們共同的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]喬仰文、趙長勝，GPS衛(wèi)星定位原理及其在測(cè)繪學(xué)中的應(yīng)用，教育科學(xué)出版社，2003.

[2]李征航等，GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理，武漢大學(xué)出版社，2005.

[3]孔祥元、郭際明，控制測(cè)量學(xué)，武漢大學(xué)出版社，2006.

[4]張振勇、王剛，CORS系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)談[J]，中國科技信息，2011.

[5]鐘少波，基于礦山地形測(cè)量案例的RTK 一體化技術(shù)研究[J]，科技資訊，2011.

[6]格里森，GNSS應(yīng)用與方法，電子工業(yè)出版社，2011.