地籍測量中應(yīng)用GPS技術(shù)的探討

莊錦杏

摘要：隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的日益成熟和普及，GPS已在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在地籍測量中發(fā)揮了巨大作用。GPS測量技術(shù)的應(yīng)用，將極大地推進城鎮(zhèn)全解析的數(shù)字化地籍測量技術(shù)的發(fā)展，使城鎮(zhèn)地籍管理和地籍測量手段實現(xiàn)自動化和半自動化，有力地促進城鎮(zhèn)地籍信息系統(tǒng)的建設(shè)和城鎮(zhèn)地籍管理水平的提高。本文重點介紹了GPS技術(shù)的基本原理及其在地籍測量中的作業(yè)模式、工作流程和控制措施。

關(guān)鍵詞：GPS；PTK；地籍測量

前言

GPS又稱為全球定位系統(tǒng)，近年來在測量行業(yè)得到了來越廣泛的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的測量方式發(fā)生了質(zhì)的變化，日益成為建立和加密大地測量控制網(wǎng)最可靠和經(jīng)濟的手段之一，在城鎮(zhèn)地籍測量中的優(yōu)勢十分顯著。

1GPS與地籍測量

1.1GPS技術(shù)基本原理

GPS是指利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它是采用距離交會法以三角測量的定位原理來進行。GPS所采用的是多星高軌測距體制，并且將GPS衛(wèi)星和接收機的距離量作為基本觀測量。只有在地面GPS接收機同時接收不少于3顆衛(wèi)星信號之后，才能利用位置距離或者載波相位測量，進行分析計算出衛(wèi)星信號到接收機所需要的距離與時間，然后根據(jù)各衛(wèi)星位置信息，使衛(wèi)星到用戶的多個等距球面相交后，就能夠獲得用戶的三維（經(jīng)度、緯度、高度）數(shù)據(jù)坐標、速度以及時間等相關(guān)參數(shù)。GPS的測量中最常通常使用的兩類坐標系統(tǒng)是在空間固定的坐標系統(tǒng)和與地球體相固聯(lián)的坐標系統(tǒng)，又被稱作地固坐標系統(tǒng)。在實際應(yīng)用過程中坐標系統(tǒng)的變換需要根據(jù)坐標系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進行，一次來進行坐標系統(tǒng)坐標的推算。這么一來便使得表達地面控制點的位置和處理GPS觀測成果更加容易，因此作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)——全球定位系統(tǒng)，以其自身的全球性、全天候、高精度、高效益的優(yōu)點，因此在地籍測量過程中得到了廣泛應(yīng)用。

1.2地籍測量

做好土地管理工作，地籍測量是基礎(chǔ)，它是在地籍調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過輔以儀器設(shè)備的測量技術(shù)，從控制到局部，測量出各類土地的精確位置與大小、境界、權(quán)屬界址的坐標點與地面面積和地籍圖，來滿足土地管理部門和其它有關(guān)部門在國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，被作為技術(shù)基礎(chǔ)用于土地管理。

1.2.1基本原則

分級布網(wǎng)、逐級控制，遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則。

1.2.2測量方法分類

根據(jù)設(shè)備手段不同可分為普通測量法（地面法）、航測法和綜合法；根據(jù)地籍原圖的成圖方法可分為部分解析法、解析法和圖解法；根據(jù)基本圖件的可用性可分為修測、補測與全測。

1.2.3測量內(nèi)容

地籍平面控制測量（在地籍調(diào)查區(qū)域內(nèi)，根據(jù)國家等級控制點要求選擇若干控制點，逐級測量計算平面位置的過程），地籍細部測量（根據(jù)地籍平面控制點，確定地籍要素和附屬地物的位置，并使用確定的比例尺繪制圖紙的測繪工作），繪制地籍原圖，面積計算與匯總統(tǒng)計，結(jié)果的檢查與驗收。

2地籍測量應(yīng)用的GPS技術(shù)

GPS技術(shù)對土地測量定界應(yīng)用主要體現(xiàn)在：土地利用和征收、土地規(guī)劃、土地轉(zhuǎn)讓、土地利用和土地開發(fā)整理及復(fù)墾等。通過測量來定義土地的使用范圍，實現(xiàn)邊界地址位置、土地利用現(xiàn)狀、土地使用面的管路量化和土地的審批等方面的量化管理，確?？茖W(xué)合理、公平準確的應(yīng)用土地。早期地籍測量使用的是專門測量儀器、人工測量，但測量的范圍相對來說比較小，因此測量精度也不夠高，加上外設(shè)環(huán)境和人為因素的影響，致使地籍測量具有較強的不準確性，給相關(guān)人員提供了多用土地資源的機會。技術(shù)采用完全自動化操作來減少外部因素的影響，高速度、高精度，并確保它可以高效的完成測量任務(wù)。

2.1地籍測量作業(yè)模式

2.1.1常規(guī)靜態(tài)相對定位

使用2臺及以上接收機分別安置在一條或幾條基線的兩端點，同步觀測至少4顆衛(wèi)星，每段時間45-120min?；€的相對定位精度可達5mm+1*10-6*D。GPS網(wǎng)形利于外業(yè)檢查，可以通過調(diào)整，進一步提高定位精度，建立地籍控制網(wǎng)適用。

2.1.2快速靜態(tài)定位

在測量區(qū)域中部選擇一個基準站，并安置一臺持續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星的接收機，另一臺接收機流動到各點依次設(shè)站，每個點觀測幾分鐘，實測出流動站相對于基準站的基線中誤差為5mm+1 *10-6*D。其特點是高運算速度和精度，但兩臺接收機工作不能構(gòu)成閉合圖形，可靠性差?？捎糜诮⒌丶矫婵刂凭W(wǎng)、控制點加密和界址點測量等工作。

2.1.3GPS-RTK

實時動態(tài)定位GPS-RTK技術(shù)是基于載波相位觀測的實時動態(tài)定位系統(tǒng)，RTK技術(shù)的應(yīng)用要求是在進行定位時基準站接收機實時地把觀測和已知數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅鲃诱?，流動站快速求出整周模糊度，在觀測到四顆衛(wèi)星后，可以實時地求出流動站的厘米級動態(tài)位置。這種技術(shù)已被廣泛用于地籍測量，能實現(xiàn)實時測定界址點可以達到厘米級精度。GPS測量數(shù)據(jù)處理后直接錄入GIS，可以及時獲得準確的地籍圖。

2.2GPS在地籍測量中的流程

2.2.1平面控制測量

建立測區(qū)控制網(wǎng)：根據(jù)地籍測量規(guī)范的要求結(jié)合當?shù)貙嶋H情況用靜態(tài)測量方法建立測區(qū)控制網(wǎng)，并與國家點聯(lián)測，求出各點坐標。求取地方坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，合理選擇控制網(wǎng)中的已知點，求轉(zhuǎn)換參數(shù)，為RTK動態(tài)測量做好準備?；鶞收緫?yīng)架設(shè)在地勢較高，四周開闊的位置，以便于電臺的發(fā)射和衛(wèi)星接收。外業(yè)操作基準站架好后，開機進行系統(tǒng)設(shè)置、無線電設(shè)置以及天線高輸入，并啟動基準站，流動站也進行對應(yīng)于基準站的設(shè)置，進行測量。完成外業(yè)的測量后，可以將數(shù)據(jù)傳人內(nèi)業(yè)軟件，轉(zhuǎn)換為所需的任何數(shù)據(jù)類型。

2.2.2地籍碎部測量的基本方法

在測定界址點和地物點前，傳統(tǒng)方法是在首級控制網(wǎng)下加密一、二級導(dǎo)線和圖根導(dǎo)線，隨著GPS設(shè)備的普及使用GPS快速靜態(tài)模式設(shè)置導(dǎo)線，是一種高效地選擇，地籍測量變化時，原有已知點破壞較多時，也可選GPS快速靜態(tài)模式加密導(dǎo)線，但觀測時間應(yīng)大于15分鐘，布網(wǎng)時起算點要足夠，起算點分布要均勻，現(xiàn)在界址點解析法測量主要是全站儀極坐標法和GPS-RTK法，采用GPS-RTK方法時，因為每個界點測量都是孤立的，沒有檢查條件，建議認真測定每個界址點二次。當在高層建筑物或較為隱蔽的地方，RTK接收機接收條件差，測量狀態(tài)不能固定時，應(yīng)用全站儀進行測量界址點，所用全站儀具有自動記錄和內(nèi)存管理功能，外業(yè)直接觀測到的界址點平面籍坐標，記錄在全站儀內(nèi)存中，在測量過程中注意草繪。由于全站儀測量的坐標精度高叉如實記錄數(shù)，方便地把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，所以也是數(shù)字測圖的主要方法。

2.3GPS在地籍測量中的控制

（1）地籍控制網(wǎng)點精度和密度的控制，地籍測量的首要任務(wù)，是對測量區(qū)域的控制測量，它是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)，地籍控制網(wǎng)點精度和密度，主要滿足測量土地權(quán)屬范圍的特征點，即界址點服務(wù)。GPS地籍控制網(wǎng)的網(wǎng)點密度可根據(jù)測量范圍和先后次序分為兩類：基本網(wǎng)和加密網(wǎng)。由于城鎮(zhèn)界址點密度大，因此在保證網(wǎng)點的點位精度條件下，控制點密度力求增到便于測定界址點，必要時在GPS網(wǎng)下再加密一級圖根導(dǎo)線，可以方便地直接從圖根點測定界址點。

（2）基準站的位置選擇十分重要，不僅影響觀測精度，也關(guān)系到基準站與流動站的數(shù)據(jù)通信，特別是當使用移動電話信號通信時?；鶞收緫?yīng)設(shè)置在開闊無遮擋的高處，方便的話，突出的平頂樓房的房頂是一個不錯的選擇。當然也要滿足其他條件。

（3）差分定位精度會隨流動站到基準站距離的增大而降低，因此用于求解轉(zhuǎn)換參數(shù)的已知點應(yīng)均勻分布，覆蓋整個測量區(qū)域，對高程測量尤為重要。

（4）使用GPS-RTK做圖根控制測量時，應(yīng)盡量使用對點器。若使用對中桿，除了仔細檢查校正對中桿上的水準器外，還必須有三角支架支撐，直接用手扶持對中桿進行對中很難達到精度要求。

（5）使用GPS-RTK進行控制測量所作的圖根控制點，兩點間最好能實現(xiàn)通視（即形成可以通視的點組），以方便全站儀和其他儀器的聯(lián)測。一般來說，每個控制點最好在不同時段觀測兩次取其平均值作為結(jié)果，兩次觀測值的較差不要超過3cm。

（6）當作業(yè)在有遮擋地區(qū)時，不可勉強作業(yè)。由于GPS信號較差，觀測結(jié)果不是很可靠，應(yīng)十分注意檢核，或者配合全站儀來測量。

3結(jié)束語

目前GPS系統(tǒng)的應(yīng)用為進行精確快捷的大地測量作出了巨大貢獻，它的應(yīng)用具有精度均衡、效率高的優(yōu)點，比常規(guī)地籍測量更為廉價和有效。GPS的應(yīng)運也存在一些控制難點如對環(huán)境要求高等，因此在地籍測量中，要做好控制措施，不能單獨使用，應(yīng)配合全站儀聯(lián)合作業(yè)，滿足測量的各方面要求。