土地測繪地籍控制測量中GPS的應(yīng)用探討

孫 帥，田皓天

（南陽高新區(qū)大地測繪有限公司，河南 南陽 473000）

GPS技術(shù)一直在進(jìn)行不斷地更新和提升，現(xiàn)如今更是被運(yùn)用到各行各業(yè)當(dāng)中。GPS技術(shù)能夠提升土地測繪地籍控制測量工作的工作效率，例如在有特殊的土地測繪以及地籍控制測量環(huán)境中，因?yàn)椴淮_定因素的干擾，導(dǎo)致工作人員無法保證測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，傳統(tǒng)測繪工作中還會(huì)浪費(fèi)較多的時(shí)間成本和人力成本，但是通過GPS技術(shù)，可以解決工作人員無法完成的工作困難，將土地測繪地籍控制測量所在區(qū)域的相關(guān)情況呈現(xiàn)出來，從而收獲更為全面、更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)、信息?？梢哉f，GPS技術(shù)屬于土地測繪、地籍控制測量中協(xié)助工作人員的一種核心技術(shù)。

1 GPS及地籍控制測量的論述

（1）GPS概述。GPS也可以理解為全方位的定位系統(tǒng)，利用GPS技術(shù)可以進(jìn)行衛(wèi)星定位還能夠在海洋、陸地和宇宙內(nèi)進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航，并且利用GPS技術(shù)可以不受實(shí)踐的限制，能夠全自動(dòng)地進(jìn)行高效率的工作，且精準(zhǔn)度極高，不僅不會(huì)輸給人工操作甚至有些人工無法完成的任務(wù)都可以利用GPS技術(shù)來解決，因此被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。比如土地確權(quán)測量、軍事定位以及交通事業(yè)中的應(yīng)用，還有現(xiàn)在跟農(nóng)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)的土地分配狀況調(diào)查以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等指導(dǎo)工作，都能看見GPS技術(shù)。同時(shí)，還具備實(shí)時(shí)性、保密性、抗干擾性、連續(xù)性等主要特征，該技術(shù)存在定時(shí)功能以及導(dǎo)航定位功能，可以為使用人員帶來更為精確的速度與時(shí)間三維坐標(biāo)。

（2）地籍控制測量。地籍控制測量技術(shù)主要是一種根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)要求和結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的測量技術(shù)控制點(diǎn)數(shù)進(jìn)行的技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃、現(xiàn)場選點(diǎn)設(shè)計(jì)以及工程數(shù)據(jù)處理控制等一系列過程的控制測量的工作。首先必須進(jìn)行對地籍控制測量區(qū)范圍進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)地觀測考察，然后控制測量進(jìn)行過程中應(yīng)嚴(yán)格按照國家等級(jí)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行控制技術(shù)測量，常用控制的控制測量技術(shù)方法包括有導(dǎo)線控制測量、三角測量方法以及GPS技術(shù)控制測量等。最后就是在測繪作業(yè)區(qū)地域內(nèi)要建立好一個(gè)可以隨時(shí)供后期基礎(chǔ)測繪工作提供準(zhǔn)確定位的精準(zhǔn)高效的地基控制點(diǎn)。

2 GPS測量技術(shù)的特點(diǎn)概述

GPS技術(shù)能夠把衛(wèi)星的瞬時(shí)位置當(dāng)做起初的計(jì)算數(shù)據(jù)，再通過空間距離的交會(huì)方式來明確需要測量地點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。其能夠?qū)崿F(xiàn)在海洋、陸地和空中三位一體的全方位定位，技術(shù)人員可以通過給衛(wèi)星發(fā)射控制信號(hào)，使衛(wèi)星開始定位工作，并及時(shí)將測量數(shù)據(jù)傳送回技術(shù)人員的系統(tǒng)中。

（1）測量速度更快，更為便捷。將GPS測量技術(shù)實(shí)際應(yīng)用在土地測繪的具體工作中，能夠在提高測量速度的同時(shí)，讓相關(guān)技術(shù)人員實(shí)時(shí)并且更加全面地了解到土地測繪的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)工作的開展提供更加準(zhǔn)確和科學(xué)的數(shù)據(jù)保障。盡管GPS技術(shù)容易受到信號(hào)的干擾，但我國通過對此方面的深入研究并且實(shí)際應(yīng)用，對GPS測量技術(shù)的功能性進(jìn)行了優(yōu)化與創(chuàng)新，確保土地測繪地籍控制測量過程中GPS技術(shù)的運(yùn)用能夠更加的穩(wěn)定和有效。

（2）測量效率更高。土地測繪工作相對于其他工作來說會(huì)更加復(fù)雜和繁瑣，其負(fù)責(zé)測量和計(jì)算國家整個(gè)范圍內(nèi)各個(gè)地區(qū)的土地。但是有了GPS測量技術(shù)的支持，能夠?qū)崿F(xiàn)利用遠(yuǎn)距離的衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行測量，并且克服地理環(huán)境等的影響，節(jié)省了大量的工作時(shí)間和成本投入，提高了總體的工作效率。而且GPS接收機(jī)體積較小，重量較輕，便于測量人員攜帶和使用，也能夠?yàn)楣ぷ魅藛T減輕工作負(fù)擔(dān)。

（3）數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的測量方法需要人工進(jìn)行定位和測量，并且要不斷實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)，才能夠保障定位準(zhǔn)確。而GPS測量技術(shù)能夠?qū)?5 km范圍內(nèi)的土地開展準(zhǔn)確測量的工作，并且其可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整測量數(shù)據(jù)，對于測量距離的不同，所花費(fèi)的時(shí)間也不同。如果再加上GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，則能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)土地的實(shí)時(shí)定位監(jiān)測，僅僅需要幾秒的時(shí)間就可以完成測量工作，并且也能保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。此外，利用GPS技術(shù)能夠準(zhǔn)確篩選有效的數(shù)據(jù)信息，并且可以做到對數(shù)據(jù)的針對性分類，自動(dòng)除掉誤差較大的數(shù)據(jù)，使最終的結(jié)果更精確。

3 GPS技術(shù)在土地測繪地籍控制測量方面的應(yīng)用分析

3.1 控制網(wǎng)點(diǎn)的精度與密度

通常而言，在正式對測量場地規(guī)模范圍進(jìn)行具體規(guī)劃論證以前，工作者們需要提前對測量所在的區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展建設(shè)用地狀況、發(fā)展布局等等作出深入了解，促使規(guī)劃更具精度與精確性。在初期開始構(gòu)建工作之時(shí)，首先，對于整個(gè)GPS網(wǎng)絡(luò)的測量精度分布與密度等需要預(yù)先做出明確，對整個(gè)布網(wǎng)精度的等級(jí)也作出充分考量，促使其在后期測量建設(shè)工作有序開展期間，能夠及早將這種由于前期測量的結(jié)果精度出現(xiàn)較大偏差而對網(wǎng)絡(luò)整體工程精度水平產(chǎn)生一定影響的技術(shù)問題規(guī)避。其次，在開展測量設(shè)計(jì)工作準(zhǔn)備期間，相關(guān)單位工作人員都應(yīng)該及時(shí)對網(wǎng)絡(luò)相關(guān)位置標(biāo)示、控制點(diǎn)設(shè)置作出具體明確，并且應(yīng)同網(wǎng)絡(luò)測量設(shè)計(jì)工作進(jìn)行相結(jié)合。最后，需要進(jìn)一步將算點(diǎn)的工作做好，將點(diǎn)與點(diǎn)之間的邊連、相連等加以有效運(yùn)用，從而確保整體網(wǎng)環(huán)的同步布置工作的完成。如此，不僅能夠確保將再設(shè)站目的得以圓滿實(shí)現(xiàn)，還能夠促使GPS網(wǎng)收獲更大的幾何強(qiáng)度。同時(shí)，運(yùn)用GPS技術(shù)，在開展土地測繪地籍控制測量期間，促使觀測點(diǎn)不需要再互相通視，打破以往地籍測繪選取控制點(diǎn)方面的制約。

3.2 優(yōu)化地籍控制網(wǎng)

以往的三角測量，能夠在費(fèi)用、精確度、可行性、可靠性等方面作出重點(diǎn)探索，同時(shí)，收獲眾多實(shí)際應(yīng)用的成效。而同以往的測量方式相比，GPS技術(shù)在測量過程中需要具有一定的隨機(jī)性和眾多的函數(shù)模型支撐。但是，GPS地籍控制網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)也不是完美無缺的，也需要優(yōu)化，通過設(shè)計(jì)的優(yōu)化來使技術(shù)的精準(zhǔn)度更高，從而在土地測繪地籍控制測量工作中成為不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。

3.3 GPS網(wǎng)會(huì)受位置基準(zhǔn)點(diǎn)偏差的影響

在利用衛(wèi)星GPS技術(shù)來建立城市地籍控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)，GPS三維和二維坐標(biāo)系是由衛(wèi)星wgs-84坐標(biāo)系衛(wèi)星定位，因此參考橢球體及其位置的確定參考橢球體理論的物理基礎(chǔ)與城市網(wǎng)絡(luò)GPS技術(shù)的發(fā)展形成也有著極為重要直接的關(guān)系。在經(jīng)度方向，支架位置有偏差會(huì)引起衛(wèi)星導(dǎo)航裝置的旋轉(zhuǎn)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模條件下的橢球體和衛(wèi)星導(dǎo)航裝置數(shù)據(jù)的變化是來源于參考了其在高度方向曲線上的實(shí)際位置，并最終將使其投影映射到衛(wèi)星導(dǎo)航裝置上的線上投影的測量結(jié)果。因此，在測量高度時(shí)，可以用傳統(tǒng)的方法測量導(dǎo)航裝置的位置。

3.4 在地籍測量中的應(yīng)用

地籍測量的內(nèi)容主要是對土地面積進(jìn)行計(jì)算、測量和繪制地籍圖和土地所有權(quán)的界限等，其測量原理是對土地所有權(quán)屬界限點(diǎn)進(jìn)行測量，再繪制較大比例的平面圖來測量區(qū)域內(nèi)土地和房產(chǎn)的具體面積。而GPS測量技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的設(shè)置使地籍測繪工作變得更加靈活，準(zhǔn)確度也進(jìn)一步提高。在進(jìn)行實(shí)地測量時(shí)，只需要提前對精度范圍做好控制，選取合適的測量點(diǎn)，并依照科學(xué)的規(guī)章制度開展測量工作，就可以獲得相對精確的測量結(jié)果。而在比較密集的區(qū)域進(jìn)行測量時(shí)，可以利用全站儀進(jìn)行測量，其能夠做到記錄和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息的全自動(dòng)化，也更能保障測量結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

3.5 GPS技術(shù)在地籍細(xì)部測量中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的地籍細(xì)節(jié)部分測量工作的過程中，對于每次測量和繪制圖形的相應(yīng)的線路和數(shù)量等信息數(shù)據(jù)都有精確度的要求。例如，兩點(diǎn)間的距離、每段路的長度或者兩村之間的距離等數(shù)據(jù)上的誤差應(yīng)該縮小在15 m之內(nèi)，而一些路段的長度測量結(jié)果的誤差應(yīng)該縮小在10 m之內(nèi)。測量人員通常都會(huì)采取多種測量方法進(jìn)行多次測量，再根據(jù)幾次的測量數(shù)據(jù)計(jì)算出平均值作為最終數(shù)據(jù)，有時(shí)候也會(huì)用到物理測量的方式等。但GPS測量技術(shù)的應(yīng)用，僅僅需要對測量區(qū)域采取定點(diǎn)式的測量，再和相對大比例的圖形繪制進(jìn)行對比，就能夠得到更為科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

3.6 基于RTK技術(shù)測量方式的優(yōu)化應(yīng)用

RTK技術(shù)是作為傳統(tǒng)GPS定位測量控制技術(shù)及其與無線數(shù)據(jù)無線傳輸處理技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合研究的創(chuàng)新產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)了對GPS測量技術(shù)的原有技術(shù)性能方面的全面突破，增強(qiáng)了在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)中利用GPS定位技術(shù)工作的可靠時(shí)效性，優(yōu)化調(diào)整了傳統(tǒng)地籍定位控制及其測量方式。具體特點(diǎn)表現(xiàn)為：首先，結(jié)合中國地勘地籍和控制測量技術(shù)工作領(lǐng)域的某些實(shí)際情況需要，在廣泛應(yīng)用于RTK技術(shù)方面，可適當(dāng)優(yōu)化有關(guān)交界點(diǎn)坐標(biāo)測量的地籍測量中工作方式，增加地籍控制測量領(lǐng)域中應(yīng)有的工程技術(shù)含量。其次，RTK技術(shù)廣泛應(yīng)用有利于迅速提高國內(nèi)地籍及其控制技術(shù)測量技術(shù)中坐標(biāo)點(diǎn)測量方法的設(shè)計(jì)精度，使今后其控制測量設(shè)計(jì)工作逐步得以全面順利開展，并有利于逐步適當(dāng)優(yōu)化其現(xiàn)有的地籍測量方式。最后，在地勘地籍調(diào)查測量與控制實(shí)施過程管理中，擴(kuò)大和逐步實(shí)現(xiàn)對地籍測量技術(shù)中涉及的RTK技術(shù)及其應(yīng)用控制范圍，實(shí)現(xiàn)其對游離土地資源的利用環(huán)境狀況等的全面實(shí)時(shí)監(jiān)控、測量技術(shù)工作中的實(shí)時(shí)信息化處理；實(shí)現(xiàn)在其正確有效貫徹地籍測量的工作，消除各種干擾等因素存在下而造成的各種影響，控制并優(yōu)化各種測地方式，減少測量管理中產(chǎn)生的問題。

3.7 在農(nóng)地變更作用中的應(yīng)用

在進(jìn)行傳統(tǒng)測量土地的工作過程中，工作人員會(huì)利用平面儀或平板尺來測量土地之間的距離或界定點(diǎn)的位置，在此類工作中無法避免人為操作和設(shè)備本身帶來的數(shù)據(jù)誤差，對測量效率和準(zhǔn)確度也會(huì)產(chǎn)生不良影響。但是通過利用GPS測量技術(shù)，當(dāng)相關(guān)部門和人員有征用、出賣土地或?qū)ν恋剡M(jìn)行商業(yè)規(guī)劃等的需求時(shí)，可以準(zhǔn)確界定和計(jì)算出土地的使用面積，為土地審批提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。選用GPS技術(shù)中的RTK技術(shù)，需要找準(zhǔn)放樣坐標(biāo)，而利用衛(wèi)星傳回的圖形就能夠選取合理的放樣點(diǎn)，使放樣過程變得更加簡單。測繪及確定界限的精確度和準(zhǔn)確度更高也能夠?yàn)檎w的土地管理工作提供便捷性。

3.8 在野外測量時(shí)的應(yīng)用

土地測量工作需要應(yīng)對惡劣的工作環(huán)境和艱難的測量任務(wù)等問題，測量工作的開展一般都是在野外進(jìn)行，應(yīng)用GPS技術(shù)能夠?yàn)槠涮峁┹^大的便利。一方面，利用GPS的導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，能夠?yàn)榧夹g(shù)人員提供最為合適的觀測點(diǎn)和測量點(diǎn)，減少尋找測量點(diǎn)的時(shí)間。另一方面，合理應(yīng)用GPS測量技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)利用衛(wèi)星系統(tǒng)的全面觀測。比如，利用GPS測量技術(shù)能夠更及時(shí)且快速地獲取測量數(shù)據(jù)，包括天氣變化、經(jīng)緯度、最高值和最低值等。

4 GPS技術(shù)在土地測繪地籍控制測量方面的應(yīng)用優(yōu)勢分析

（1）定位精度高。傳統(tǒng)的測量工作可能需要人工定位以及人工測量，并且為了保證準(zhǔn)確性還要進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)。相關(guān)的研究、實(shí)踐表明，GPS技術(shù)具備特別高精度的定位能力，可以在5×104m范圍中，達(dá)到6~10 m；在10~50萬米范圍中，達(dá)到9~10 m。

（2）觀測時(shí)間短。GPS技術(shù)的不斷完善和發(fā)展可以不斷縮短觀測時(shí)間。如果快速靜態(tài)中流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間需要保持1.5×104m范圍的距離，流動(dòng)站觀測只需要利用1~2 min的時(shí)間。并且對每個(gè)流動(dòng)站進(jìn)行觀測只需要幾秒鐘就可以隨時(shí)定位，這樣能夠讓技術(shù)人員能夠在最快時(shí)間內(nèi)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面了解。

（3）無需相互通視。在測量期間運(yùn)用GPS技術(shù)，各個(gè)觀測站之間不需要相互通視，只需要確保觀測站具備開闊的上空便可，能夠?qū)⒃鞓?biāo)的成本節(jié)省。另外，無需相互通視點(diǎn)與點(diǎn)，可以將土地網(wǎng)中過渡點(diǎn)、傳送點(diǎn)的測量工作免去，節(jié)省更多的時(shí)間。

（4）提供立體坐標(biāo)。以往土地測量在開展高程與平面實(shí)測期間，由于地面高度差等因素，而運(yùn)用不同測量方法。但是，通過GPS技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)γ恳挥^測站的立體坐標(biāo)同時(shí)測定。

（5）操作簡單。當(dāng)前，對于GPS接收器而言，相關(guān)技術(shù)人員正在對其不斷做出改善，促使GPS接收器正在不斷縮小體積、變輕重量，同時(shí)，也全面提升自動(dòng)化程度，這能夠?qū)⑾嚓P(guān)測量工作人員的工作難度、工作強(qiáng)度大幅減少，促使野外測量能夠變得更為簡便。另外，GPS技術(shù)在測速、測時(shí)、測量、導(dǎo)航等方面同樣存在一定的優(yōu)勢。

5 結(jié)束語

綜合上述的分析而言，土地測繪地籍控制測量所在地區(qū)會(huì)存在眾多不確定因素，如果工作人員采取人工測繪、測量的方式，將會(huì)導(dǎo)致測繪、測量的結(jié)果、數(shù)據(jù)存在一定的偏差。而且隨著我國科技的深化，大力開發(fā)和推廣GPS技術(shù)，使地勘工作的效率得到全面提高，控制測量工作的效率得到了實(shí)際提升，反映到整個(gè)地區(qū)的工作人員身上，為后續(xù)工作順利開展提供了重要的基礎(chǔ)測量，更提高了測量工作的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。由此可見，在土地測繪地籍控制測量之中，必須要對GPS技術(shù)科學(xué)、合理運(yùn)用，該技術(shù)在土地測繪地籍控制測量工作中存在不可小覷的發(fā)展前景，是確保高效率工作的關(guān)鍵因素。