如何把GPS定位技術(shù)應(yīng)用到國土測繪之中

王榮芳 楊帆

【摘 要】國土測繪中采用GPS測繪技術(shù)，能夠?yàn)閲鴥?nèi)各種國土工作的開展提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)，而各種國土測繪工作在開展過程中必須用到測繪技術(shù)及其相關(guān)儀器設(shè)備。GPS 以其測量精度高和自動(dòng)化程序高的優(yōu)勢成為地籍測繪中的重要技術(shù)手段之一。

【關(guān)鍵詞】 GPS 技術(shù)；地籍測繪；應(yīng)用方法

GPS 在國土資源管理中的應(yīng)用范圍十分廣泛，他能夠幫助我們收集國家土地的相關(guān)信息。我國現(xiàn)階段對于土地利用不斷強(qiáng)化，對于地基測量的管理也面臨著新的挑戰(zhàn)。由于我國地員遼闊的原因，在進(jìn)行地籍測量的時(shí)候不可能全部依靠人力而完成。為了能夠在較短時(shí)間內(nèi)得到精準(zhǔn)的國土測繪管理信息，我們必須運(yùn)用 GPS 設(shè)備進(jìn)行相關(guān)信息的收集和檢索。所以 GPS 技術(shù)在我國國土測繪管理中的應(yīng)用是十分的廣泛的。

1.GPS 在地籍控制測量中的應(yīng)用

全球定位系統(tǒng) GPS 衛(wèi)星技術(shù)的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了翻天覆地的變化，同時(shí)也對地籍測量工作，特別是地籍控制測量工作帶來了巨大的影響。地籍測量管理是國土測繪管理的核心工作，主要是從事規(guī)定區(qū)域內(nèi)土地及其附著物的界限、位置、面積、權(quán)屬和利用現(xiàn)狀等基本情況的調(diào)查和測定，并測繪出具體的幾何形狀、GPS 管理技術(shù)的應(yīng)用為國土測繪管理、地籍測量、地籍控制測量等工作帶來巨大的便利。根據(jù)國家土地局頒布的《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》要求，地籍平面控制網(wǎng)方式主要有一級、二級小三角網(wǎng)；二、三、四等三角網(wǎng)一、二級 GPS 網(wǎng)；邊角網(wǎng)、三邊網(wǎng)等。應(yīng)用 GPS進(jìn)行地籍控制測量，點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求互相通視，這樣就可以避免了常規(guī)地藉測量控制時(shí)，點(diǎn)位選取的局限性，并且 GPS 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對 GPS 網(wǎng)精度的影響也非常小。由于 GPS 技術(shù)具有布點(diǎn)靈活、全天候觀測、觀測方便及計(jì)算速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，使 GPS 技術(shù)在國內(nèi)各省市的城鎮(zhèn)地籍控制測量中得以廣泛應(yīng)用。

1.1 GPS 地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)中，兼顧精度、可靠性及成本費(fèi)用等準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計(jì)已有許多研究和應(yīng)用成果。與經(jīng)典觀測相比， GPS 觀測具有更為復(fù)雜的函數(shù)和隨機(jī)模型。盡管 GPS 具有靈活多變的布網(wǎng)方式，速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，但 GPS 地籍控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)也存在優(yōu)化問題。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的 GPS測量，更能顯示出 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益，并在地籍調(diào)查中發(fā)揮重大作用。在建立 GPS 地籍控制網(wǎng)時(shí)，影響控制網(wǎng)精度的主要因素是觀測數(shù)據(jù)的精度， 而影響觀測數(shù)據(jù)精度的主要誤差來源可分為：①與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差；②與接收設(shè)備有關(guān)的誤差；③地球自轉(zhuǎn)、相對論效應(yīng)等影響所造成的誤差；④與接收設(shè)備有關(guān)的誤差等影響所造成的其他誤差。

1.2 GPS 地籍控制網(wǎng)管理中的改進(jìn)和完善

過去我們都是采用傳統(tǒng)的經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)，他的準(zhǔn)確性、可靠性、全面性都有待于提高，同時(shí)它的成本費(fèi)用也比較高，所以制約了國土測繪工作的開展。地籍測量的首要任務(wù)就是進(jìn)行全測區(qū)的控制測量，他是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)?？刂凭W(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)位密度，GPS 地籍網(wǎng)可以按測區(qū)范圍和先后次序分基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類。由于國土地區(qū)界址點(diǎn)密度較大，所以在保證網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位精度條件下，控制點(diǎn)密度力求增大到便于測定界址點(diǎn)，必要時(shí)在 GPS 網(wǎng)下再加密一級圖根導(dǎo)線，便于能直接從圖根點(diǎn)測定界址點(diǎn)。GPS各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長變化幅度大并且長短邊結(jié)合靈活方便，因此，各級網(wǎng)可視需要分期布設(shè)，也可一次性混合布設(shè)到需要的密度。這樣對于 GPS 技術(shù)觀測網(wǎng)的建立使用，大大提高了觀測工作的精準(zhǔn)度和效率。對 GPS 地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化布網(wǎng)方式的運(yùn)用，可以充分發(fā)揮出 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)高效率、高精準(zhǔn)度的優(yōu)勢。與此同時(shí)，在建立 GPS 地籍控制網(wǎng)時(shí)，也應(yīng)采取有效措施來克服影響 GPS地籍控制網(wǎng)精準(zhǔn)度的因素，如地球自轉(zhuǎn)、相對論效應(yīng)、磁場變化等自然因素，這些容易造成信號(hào)傳播過程中產(chǎn)生誤差，從而容易造成數(shù)據(jù)信號(hào)接收系統(tǒng)與設(shè)備的誤差，這將直接影響觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，影響控制網(wǎng)的精準(zhǔn)度。因此，我們在應(yīng)用 GPS 地籍控制網(wǎng)進(jìn)行測繪時(shí)，既要注重細(xì)節(jié)，又要善于發(fā)現(xiàn)，爭取早日找到克服誤差因素的有效方法，提高國土測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.3 GPS 技術(shù)引入地籍細(xì)部測量

地籍細(xì)部測量是地籍調(diào)查不可分割的組成部分，他的目的就是測定每宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)、線、位置、形狀、數(shù)量等。根據(jù)地籍調(diào)查規(guī)程可知，在地籍平面控制測量基礎(chǔ)上的地籍細(xì)部測量，對于國土外圍界址點(diǎn)及街坊內(nèi)明顯的界址點(diǎn)之間的間距允許有10cm的誤差，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點(diǎn)及村莊內(nèi)部界址點(diǎn)之間的間距允許有15 cm的誤差。利用 GPS RTK 技術(shù)完全能夠滿足上述精度的要求。對于影響 GPS 衛(wèi)星信號(hào)接收的遮蔽地帶應(yīng)使用全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等測量工具，并采用解析交會(huì)法、極坐標(biāo)法、圖解交會(huì)法等進(jìn)行地籍勘丈，這樣更有利于加快地籍細(xì)部測量進(jìn)度。

2. 位置基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差對 GPS 網(wǎng)的影響

GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)包括網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。而網(wǎng)的基準(zhǔn)的確定是通過網(wǎng)的整體平差計(jì)算的。GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)， 可以選網(wǎng)中一點(diǎn)的坐標(biāo)值加以固定，通過自由網(wǎng)偽逆平差或穩(wěn)擬平差來確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。這種以最小的約束法進(jìn)行 GPS 網(wǎng)的平差是對網(wǎng)的定向與尺度沒有影響， 平差后網(wǎng)的方向和尺度以及網(wǎng)的相對精度都是一樣的， 但網(wǎng)的位置以及點(diǎn)位精度卻不一樣。當(dāng)應(yīng)用 GPS定位技術(shù)代替常規(guī)測量建立地籍控制網(wǎng)時(shí)，由于 GPS 定位得到的是 WGS-84 坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)，所以GPS 在參考橢球面上的網(wǎng)形與其在參考橢球面上的位置基準(zhǔn)有關(guān)。在經(jīng)度方向上位置基準(zhǔn)的偏差能使 GPS 網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，但對于一定范圍、高差較小的 GPS 網(wǎng)而言，其位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度方向上的偏差（一般 100m 以內(nèi)）對投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計(jì)，對于高差大的 GPS 網(wǎng)則要求有較精確的起算數(shù)據(jù)。由于位置基準(zhǔn)在高程方向的偏差使投影在橢球面上的 GPS 網(wǎng)的尺度發(fā)生變化，所以，可用常規(guī)方法測定高程。

在國土測繪過程中，通過對現(xiàn)代測繪技術(shù)的有效應(yīng)用，可以大大的提高國土測繪工作的效率，提高測繪信息的精確度。地籍測量往往具有范圍大、界址點(diǎn)測量瑣碎、數(shù)據(jù)更新快等特點(diǎn)，同時(shí)GPS 作為地籍測量中的一種測繪技術(shù)，他具有很多的優(yōu)點(diǎn)，如：操作簡便、減少人力費(fèi)用、定位精度高、全天候作業(yè)等，但同時(shí)有時(shí)候也存在衛(wèi)星可見度、信號(hào)屏蔽等問題。針對 GPS 的這種缺陷性，為了解決 GPS 無法測量部分地籍碎部點(diǎn)這一問題，提出了 GPS 與全站儀、GPS 與 CCD 相機(jī)、GPS 與手持式激光測距儀集成等測量技術(shù)措施。目前，我們正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代，只有讓現(xiàn)代測繪技術(shù)不斷適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求，才能不斷改良國土測繪的新技術(shù)，并有效的應(yīng)用這些技術(shù)，才能夠更好的促進(jìn)我國現(xiàn)代測繪技術(shù)的較快發(fā)展。

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