基于GPS技術的城郊地籍測量實施探討

摘要:本文基于筆者多年從事地籍測量的相關工作經驗，以筆者參與的某城郊工程項目為研究背景，論文首先分析了地籍測量的精度要求，進而結合工程背景，逐步分析了基于GPS技術的地籍測量實施方案，全文是筆者長期工作實踐基礎上的技術總結，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞:工程背景GPS地籍測量控制測量碎部測量

中圖分類號:TB22文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0024-02

地籍測量工作是一項系統、復雜而艱苦的測繪工作，同時又要保持較高的精度(厘米級)和現勢性。常規的測量方法有經緯儀、全站儀、測距儀等，其共同特點是要求測站點間必須通視使得不能進行大面積的測量工作，并且需要3個工作人員以上，費事費力，效益十分低下。近年來，由于GPS系統進一步穩定和完善，以及相應硬、軟件的提高，GPS RTK技術其簡單高效的特點被廣泛應用于地形圖測繪、工程放樣、控制測量以及導航等方面，得到了很快的普及和發展。

1地籍測量的精度要求

1.1 地籍控制測量精度要求

地籍控制測量必須遵循從整體到局部，由高級到低級分級控制(分級布網，但也可越級布網)的原則。

地籍控制測量分為基本控制測量和地籍控制測量兩種。基本控制測量分一、二、三、四等，可布設相應等級的三角網(鎖)、測邊網、導線網和GPS網等。在基本控制測量的基礎上進行地籍控制測量工作，分為一、二級，可布設為相應級別的三角網、測邊網、導線網和GPS網。

地籍平面控制測量坐標系統盡量采用國家統一坐標系統，條件不具備的地區，可采用地方坐標系或任意坐標系。精度指標是GPS網技術設計的一個重要的量化指標，它的大小將直接影響GPS網的布設方案、觀測計劃以及觀測數據的處理方法。地籍控制測量的精度是以界址點的精度和地籍圖的精度為依據而指定的。根據《地籍測量規范》規定，地籍控制點相對起算點中誤差不超過±0.05m。

1.2 地籍碎部測量精度要求

地籍碎部測量即界址點和地物點坐標、地類要素的獲取，包括定境界線，土地權屬界址線和界址點，房屋及其他構筑物的實地輪廓，鐵路、公路、街道等交通線路，海岸、灘涂等主要水工設施的測繪。界址點是界址線或邊界線的空間或屬性的轉折點，而界址點坐標是在某一特定的坐標系中利用測量手段獲取的一組數據，即界址點地理位置的數學表達。

界址點坐標的精度，可根據測區土地經濟價值和界址點的重要程度來加以選擇。在我國。考慮到地域之廣大和經濟發展不平衡，對界址點精度的要求也應有不同的等級。

2工程概況

本次地籍測量的作業區域位于松陽郊區，面積為468km2。測區內地勢平坦，平均高程41m左右，地勢大體是東北高，西南低。經過測算，整個測區界址點數為38.8萬個。如果采用全站儀進行控制點測量和界址點測量，按照投人6個作業組(每組5人)進行測量，每個作業組一天測量35個界址點，則需時1847天，無法按工期結束外業測量任務。因此，決定采用GPS RTK方法進行界址點測量，將6個作業組拆分為10個作業小組(每組3人)，力爭每個作業小組一天測量150個界址點以上，從而將外業測量時間壓縮到260天以內。

3實施方案與精度評定

3.1 作業流程

作業流程的科學化是數字測量的關鍵，結合測區已有的資料，以有關規程、規范為依據，設計作業流程，如圖1所示。

3.2 控制測量

常規的地籍控制測量采用三角網、導線網方法來施測，這些測量方法要求相鄰控制點之間必須通視，技術規范對導線的長度、圖形都有相應的要求，而且，在外業測設過程中不能實時知道導線的精度，如果測設完成后，回到內業進行平差處理后，發現測量精度不符合規范要求的，還必須返工重測。

GPS RTK技術解決了常規控制測量中的這些問題，這種方法在測量過程中不要求點與點之間的通視，不要求進行導線平差，對控制點之間的圖形、邊長也沒有什么要求，而且，采用實時GPS RTK測量能實時獲得定位的坐標數據及精度，測量控制器上會實時顯示坐標及其點位精度，如果點位精度滿足要求了，用戶就可以將坐標的均值、精度及圖形屬性存貯到電子手簿中，一般測量一個控制點在幾分鐘甚至于幾秒鐘內就可完成。這樣可以大大提高作業效率。在地籍測圖和勘測定界工作中，如果把RTK用于控制測量，布設測圖控制網，不僅可以大大減少人力強度、節省費用，而且大大提高工作效率。

在應用GPS RTK布設控制網前，應采用GPSRTK的點校正功能求出測區WGS-84坐標與80或54坐標的轉換參數，以避免投影變形過大，得不到更精確的控制點坐標成果。

3.3 碎部測量

傳統的碎部測量一般是根據測區已有的圖根控制點，利用平板儀測圖或使用全站儀測圖，使用全站儀時，測每個點均輸入該點的地物編碼。然后再利用成圖軟件成圖，這些方法作業時要求測站點和被測的周圍地物地貌等碎部點之間一定要通視，而且一臺儀器至少要求2～3人同時進行作業。

采用RTK技術進行測圖時，不要求通視，架設好基準站后，僅需一人拿著儀器便可以開始測量。測量時，測量員在儀器已經初始化(獲得固定解)的情況下，在要測的地形地貌碎部點上，將測桿對中、讓氣泡居中后，開始測量幾秒鐘，就能獲得該點的坐標，精度達到要求后就可保存，保存點時輸人該點的特征編碼，把一個區域內的地形地物點位測定后，利用專業數據傳輸和處理軟件可以輸出所有的測量點。用RTK技術測定點位不要求點間通視，僅需一人操作，便可完成測圖工作，大大提高了測圖的工作效率。

3.4 放樣

放樣是測量的一個應用分支，在地籍測量中和工程施工中經常使用。它要求通過一定方法采用一定儀器把人為設計好的點位在實地給標定出來。放樣的方法很多，如經緯儀交會放樣，全站儀的邊角放樣，距離交會等等，利用以上方法放樣出點的位置時，往往需要根據測量的結果來回移動目標，直至到達點位。放樣同測圖一樣，需要通視情況良好，需要跑尺者和觀測者，工作效率低。

采用RTK技術放樣時，可以在室內用專用軟件將要放樣的點(或線)坐標編輯好，傳輸到GPS的手簿中，便可以在野外進行操作。操作時，按提示選擇放樣點后，GPS RTK會實時解算出天線所在位置的坐標，同時與待放樣的坐標進行比較，得出兩者之間的坐標差，再通過手簿的界面文字和圖形導航到點。以Trimble 5700為例，執行放樣操作后，手簿屏幕上文字界面會出現距離放樣點的水平距離、垂直距離，圖形界面會出現箭頭和指北方向，指示該往哪個方向放樣點靠近，當儀器在距離放樣點3m之內時，箭頭消失，放樣點用圓環表示，GPS天線的位置用十字絲顯示。這種作業方法能很方便地找到放樣點。

3.5 內業數據處理

外業采集數據后，及時對外業采集的數據進行內業數據處理。

通過全站儀通訊軟件把數據下載到計算機中，再通過其他輔助軟件編輯將數據存為*.DAT格式，用CASS6.0成圖軟件展繪碎部測量點，結合宗地草圖和預設編碼進行初步成圖，同時加載地籍各個要素，做到地籍圖圖形數據的完整性和正確性。待一切就緒，就可生成不同比例尺的宗地圖、界址點成果表、界址調查表、宗地屬性表等相關內容，為地籍信息數據庫的建立做好準備。

3.6 數字地籍圖編譯和地籍管理信息系統的建立

在一個宗地成圖結束后，首先是內業復查，根據宗地草圖及地籍調查表在計算機上進行全面的審核，是否有漏測和處理不當的地方，并加以修改。比如注記房屋的層數與結構、單位名稱、道路名稱、河流名稱、宗地門牌號等。如果沒有問題，則可以自動生成界址線、注記本宗地相鄰界址點間的距離、界址點編號等工作，同時交土地管理部門審查。

利用MAP GIS軟件編制*.WT和*.WL文件以及MAP.ZD文本文件，也可利用RDCIS軟件編制*.EBF和*.EBP文件，調用軟件的“用交換文件生成圖形”的功能來生成地籍圖。由于MAPCIS成圖的局限性，可以利用CASS6.0成圖，然后再將圖形文件(*.DWG)轉換成標準交換文件*.DXF，再到MAPGIS軟件環境下進行轉換，生成需要的數據庫入庫數據，如圖2所示。

4測距儀測距精度分析

用測距儀測量時，高差公式為:

目前常用的測距儀標稱精度為±(5mm+5ppmD)，對誤差精度分析如下。

4.1 測距誤差的影響

4.2 對高差誤差的影響

若只進行單向觀測，當斷離超過300m時，應加上地球曲率和大氣折光改正數，此時高差公式應為:

對高差誤差的影響為:

5結語

通過上面的分析與計算，可以得出當用經緯儀測量時，測距誤差及高差誤差與豎直角大小有關，測距誤差與豎直角大小成正比，隨著豎直角的增加，測距相對誤差增大。

參考文獻

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[2] 王貴明，劉強，趙磊，等.GPS定位技術在大連市北部地區的應用[J].科技創新導報，2000(4).