基于GPS技術(shù)的大連某界線測(cè)量研究

摘 要：本文基于筆者多年從事界線測(cè)量的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以GPS技術(shù)在大連某縣級(jí)界線測(cè)量中的應(yīng)用為研究對(duì)象，探討了GPS在界線測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)和具體測(cè)量方案，并對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行了分析，認(rèn)為GPS完全滿足界線測(cè)量的精度要求，全文是筆者工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：GPS 界線測(cè)量 精度評(píng)定

中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（a）-0046-02

行政區(qū)域界線測(cè)量包括國(guó)界、省界、市界、縣界等在確權(quán)后而進(jìn)行的較大范圍的界線測(cè)量工作，精確測(cè)定行政區(qū)域界線對(duì)于國(guó)家土地管理、利用、規(guī)劃以及解決權(quán)屬糾紛具有重要意義。我院有幸參加完成了大連市部分縣域行政界線的測(cè)量工作。本文選擇某縣界為例，對(duì)GPS技術(shù)進(jìn)行界樁等測(cè)量進(jìn)行了認(rèn)真總結(jié)，對(duì)大連市全面開(kāi)展縣級(jí)域界線測(cè)量具有重要意義。

1 縣級(jí)行政區(qū)域界線測(cè)量的基本狀況及實(shí)施的基本原則

1.1 基本狀況

行政區(qū)域界線點(diǎn)位分布一般呈線狀或閉合環(huán)狀，且范圍較大，主要測(cè)量工作包括：界樁的測(cè)量、邊界線轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)量及必要的邊界地形圖修測(cè)。界樁的埋設(shè)：界樁位置一般選擇在實(shí)地地貌不易辨別的邊界線轉(zhuǎn)折點(diǎn)和起止點(diǎn)處、過(guò)境鐵路、主要公路、主要河流與邊界線相交處。其埋設(shè)地點(diǎn)應(yīng)選在地基穩(wěn)定并有利于界樁保護(hù)的地方，不要選擇在敏感區(qū)和難埋設(shè)的地方，要盡量閉開(kāi)高山。

邊界線轉(zhuǎn)點(diǎn)的分布：行政區(qū)域界線的所有轉(zhuǎn)點(diǎn)，分布極不均勻，有的邊長(zhǎng)達(dá)500～600 m或更長(zhǎng)，有的僅僅幾米。原有圖紙表達(dá)不完善區(qū)域的地形圖的修測(cè)：改革開(kāi)放以來(lái)，各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快變化也很大，而我們勘界所使用的圖件都比較老，這樣需要我們對(duì)邊界沿線兩測(cè)有關(guān)地物地貌及地理名稱、注記進(jìn)行補(bǔ)測(cè)、修測(cè)，其范圍不宜過(guò)大，以能準(zhǔn)確敘述邊界線基本走向與主要地貌、地物的關(guān)系位置為宜。

1.2 主要技術(shù)要求

界線測(cè)量成果坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇：縣界測(cè)量成果采用國(guó)家統(tǒng)一的坐標(biāo)系，如：大連市平面采用1954年北京坐標(biāo)系，高程采用1956年黃海高程系；界樁測(cè)量的精度要求：平面精度優(yōu)于±1.0 m，高程精度優(yōu)于±1.0 m；邊界線轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)量的精度要求：平面精度不低于4 m。

1.3 GPS進(jìn)行行政區(qū)域界線測(cè)量的優(yōu)越性

考慮到勘界范圍較大，點(diǎn)位分布不均勻，完全采用常規(guī)測(cè)量其工作量及花費(fèi)將會(huì)相當(dāng)大，測(cè)量周期很長(zhǎng)，GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，給測(cè)繪工作帶來(lái)了革命性變化。它具有全天侯、精度高，不需要通視、省時(shí)、省力、省錢等特點(diǎn)，無(wú)需常規(guī)方法那樣逐級(jí)布網(wǎng)，可直接和已知點(diǎn)連測(cè)，所以應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行行政區(qū)域界線測(cè)量，尤其是進(jìn)行界樁測(cè)定，比常規(guī)測(cè)量具有無(wú)比的優(yōu)越性。

2 GPS觀測(cè)

2.1 使用儀器

使用6臺(tái)Ashtech型靜態(tài)單頻GPS接收機(jī)（標(biāo)稱精度為5 mm+1 ppm）進(jìn)行GPS網(wǎng)野外數(shù)據(jù)采集。

2.2 作業(yè)時(shí)基本技術(shù)要求

衛(wèi)星截止高度角≥15°；同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)≥4；平均重復(fù)設(shè)站數(shù)≥1.6；同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)≥4；時(shí)段長(zhǎng)度≥60 min；數(shù)lINw5y96QH4WnqIGIkEXqA==據(jù)采樣率（S）≤30 s。

2.3 觀測(cè)方式

每時(shí)段觀測(cè)均量取天線高兩次，其互差不超過(guò)3 mm，取平均值作為最后天線高。（圖1）

2.4 外業(yè)數(shù)據(jù)檢核

（1）同一時(shí)段觀測(cè)值的數(shù)據(jù)剔除率不易大于10%。

（2）重復(fù)基線的測(cè)量差值ds≤。

（3）各級(jí)GPS網(wǎng)同步環(huán)閉合差需符合下式規(guī)定：

≤ ≤

≤ ≤

（4）各級(jí)GPS網(wǎng)異步環(huán)或符合路線坐標(biāo)閉合差需符合下式規(guī)定：

≤ ≤

≤ ≤

（5）無(wú)約束平差中，基線分量的改正數(shù)的絕對(duì)值需符合下式規(guī)定：

≤ ≤ ≤

式中：n為閉合環(huán)邊數(shù)，σ為儀器的標(biāo)稱精度。

3 GPS內(nèi)業(yè)解算

3.1 數(shù)據(jù)后處理

（1）GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)編輯輸入相關(guān)點(diǎn)位信息后，采用接收機(jī)配備的商用軟件Ashtech solutions 2.5進(jìn)行基線解算，保證每一條基線都求出整周模糊度。

（2）重復(fù)基線較差和非同步環(huán)閉合差的檢核仍按外業(yè)基線檢核時(shí)的要求進(jìn)行。

3.2 網(wǎng)平差

（1）對(duì)整網(wǎng)進(jìn)行無(wú)約束平差并檢核GPS網(wǎng)的觀測(cè)質(zhì)量。以所有獨(dú)立基線組成閉合圖形，以三維基線向量及相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測(cè)信息，以網(wǎng)點(diǎn)的WGS-84系三維坐標(biāo)作為起算依據(jù)，進(jìn)行全網(wǎng)無(wú)約束平差。

（2）對(duì)整網(wǎng)進(jìn)行二維約束平差。以深圳市平面控制網(wǎng)GPS點(diǎn)“G2015、2035”作為起算數(shù)據(jù)，對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行二維約束平差計(jì)算。

4 GPS精度評(píng)定

4.1 環(huán)閉合差統(tǒng)計(jì)（表1）

4.2 基線殘差統(tǒng)計(jì)（表2）

4.3 平面平差基線相對(duì)精度統(tǒng)計(jì)（表3）

4.4 gps點(diǎn)位中誤差統(tǒng)計(jì)

100%的點(diǎn)位精度在1.0 cm以內(nèi)，其中46%精度小于0.5 cm。以上充分說(shuō)明觀測(cè)數(shù)據(jù)合格，基線解算質(zhì)量良好，GPS網(wǎng)的測(cè)量精度滿足界線測(cè)量要求。

5 結(jié)論與建議

（1）行政區(qū)域界線點(diǎn)位分布一般呈線狀或閉合環(huán)狀，且范圍較大，點(diǎn)位分布不均勻，完全采用常規(guī)測(cè)量其工作量花費(fèi)將會(huì)相當(dāng)大，測(cè)量周期很長(zhǎng)，應(yīng)用GPS技術(shù)，采用相對(duì)定位的方法，可快速地、高精度地進(jìn)行行政區(qū)域界線測(cè)量，尤其是進(jìn)行界樁測(cè)定，比常規(guī)測(cè)量具有無(wú)比的優(yōu)越性。

（2）對(duì)于界線轉(zhuǎn)點(diǎn)和個(gè)別隱蔽地區(qū)的測(cè)點(diǎn)（包括轉(zhuǎn)點(diǎn)和界樁）也可先用GPS布置控制點(diǎn)，再用常規(guī)測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)定。

（3）由于GPS衛(wèi)星定位坐標(biāo)屬于美國(guó)WHS-4坐標(biāo)系，而界線測(cè)量成果要求為國(guó)家坐標(biāo)系坐標(biāo)時(shí)，為保證進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，在進(jìn)行GPS觀測(cè)時(shí)，應(yīng)聯(lián)測(cè)三個(gè)以上己知的國(guó)家大地點(diǎn)。

（4）對(duì)于應(yīng)用GPS進(jìn)行行政區(qū)域界線測(cè)量，應(yīng)事先作好比較周密的實(shí)施計(jì)劃，包括：觀測(cè)網(wǎng)及觀測(cè)路線的設(shè)計(jì)、國(guó)家大地點(diǎn)的選用、觀測(cè)時(shí)間的選定、人員的調(diào)配等。

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