淺析GPS在地籍測繪中的應(yīng)用

摘要:土地管理的基礎(chǔ)是地籍管理，而建立一套科學(xué)合理的地籍管理系統(tǒng)需要對地形、地籍?dāng)?shù)據(jù)的收集和整理，而以當(dāng)前的測量技術(shù)中，GPS定位技術(shù)是最重要的測量方式。而隨著GPS定位技術(shù)的快速發(fā)展，更多的地籍測繪工作采用了GPS技術(shù)。它是以傳統(tǒng)測量方式為基礎(chǔ)，利用衛(wèi)星導(dǎo)航，定時、定位進(jìn)行測時和測距的全球定位系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:GPSRTK地籍控制測繪地籍碎部測繪

中圖分類號:P22文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0026-02

GPS(Global Position System)簡稱全球定位系統(tǒng)，是指利用衛(wèi)星導(dǎo)航定時、定位進(jìn)行測時和測距。它具有全球性、全天候、連續(xù)性和實時性衛(wèi)星導(dǎo)航定時、定位功能，并具有良好的抗干擾性、高速度、高精度等優(yōu)點。正是由于GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的這些優(yōu)點，使得其對地藉測繪工作產(chǎn)生了巨大的影響。

1GPS技術(shù)的定位原理

GPS技術(shù)定位的基本原理是測出衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的實際距離，然后根據(jù)多個已知衛(wèi)星與接收機(jī)之間的距離數(shù)據(jù)就可以計算出接收機(jī)的具體位置。目前，具有高速度、高精度、高效率的GPS定位技術(shù)包含了網(wǎng)絡(luò)TRK技術(shù)和精密單點定位技術(shù)兩種定位方法。這兩種定位技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，大大提高了GPS地籍測量的工作效率和定位精度。

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)也稱虛擬參考站技術(shù)，是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，依據(jù)多個GPS參考站的觀測數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。在RTK定位作業(yè)模式下，流動站通過數(shù)據(jù)鏈接收基準(zhǔn)站的觀測值和測站點的坐標(biāo)信息，并要采集GPS的觀測數(shù)據(jù)，之后將采集來的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理，快速得出流動站的位置和精度信息。這一技術(shù)的發(fā)展，大大擴(kuò)展了RTK的服務(wù)范圍，并已在地籍測繪中得到了廣泛應(yīng)用。

2GPS新技術(shù)在地籍控制測繪中的應(yīng)用

應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行地籍控制測量時，不要求點與點之間互相通視，避免了常規(guī)地籍控制測繪中控制點位選取的不利條件，并且將其布設(shè)成GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對GPS網(wǎng)精度的影響也小。在地籍控制測繪中應(yīng)用GPS技術(shù)，只需控制點的選取與GPS點位的選取要求相符，沒有要求在近似等邊及精度估算較低時常規(guī)三角網(wǎng)(鎖)必須進(jìn)行對角線測量或增設(shè)起始邊。

2.1 GPS地籍控制網(wǎng)點的精度和密度

在地籍測量中的首要任務(wù)是對全測區(qū)進(jìn)行控制測量，它是作為地籍圖件測繪和數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。然而，地籍控制網(wǎng)點的精度和密度是為界址點服務(wù)的，即為滿足測量土地權(quán)屬范圍的特征點。地籍測繪控制測量可分為基本控制測量和地籍控制測量兩種，基本控制測量分為一、二、三、四等，而地籍控制測量是基本控制測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，也可分為一、二等。這兩種控制測量都可布設(shè)相應(yīng)等級的三角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)和GPS網(wǎng)等。

2.2 GPS地籍控制網(wǎng)的建立

2.2.1 布網(wǎng)原則和觀測方案的擬定

地籍測繪控制測量是為開展土地登記、建立基礎(chǔ)地籍資料和地籍日常管理而布設(shè)的測量控制，即是測設(shè)地籍基本控制點和地籍圖根控制點。根據(jù)《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，除了上述將地籍平面控制網(wǎng)布設(shè)為二、三、四等三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)及邊角網(wǎng)和一、二級導(dǎo)線網(wǎng)、GPS網(wǎng)等等，還規(guī)定了根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)模可將各等級地籍平面控制網(wǎng)點作為首級控制。但是，在利用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍控制時，可用近似等邊代替常規(guī)三角網(wǎng)(鎖)。

2.2.2 基準(zhǔn)設(shè)計

GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)由網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)三部分構(gòu)成，而網(wǎng)的基準(zhǔn)確定是通過網(wǎng)的整體平差計算而得出的。在GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計中，主要指的是網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問題。而在確定GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)時，可用選擇網(wǎng)中任意一點的坐標(biāo)值加以固定，或者雖該點不固定，但可通過穩(wěn)擬平差或自由網(wǎng)違逆平差的方式確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。通過這種方式進(jìn)行GPS網(wǎng)的平差，使得平差后網(wǎng)的方向和尺度以及網(wǎng)的精度都大致一樣，對網(wǎng)的定向和尺度都沒有大的影響，但網(wǎng)的點位精度卻不相同。若在GPS網(wǎng)中選擇若干點的坐標(biāo)值予以固定，這樣在確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)時，會對網(wǎng)的方向和尺度產(chǎn)生較大影響，這種影響的程度與所取觀測值的精度有很大關(guān)系，也與所取值的約束條件的多少有關(guān)。

2.2.3 GPS選點與觀測方案的擬定

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行地籍控制測量時，不要求點與點之間互相通視，并且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活，因此，相比經(jīng)典控制測量的選點工作，GPS選點更為簡便。考慮到定位的選擇對于測量結(jié)果的重要意義，因而在選點之前應(yīng)充分收集和了解所測區(qū)的地理位置和環(huán)境以及原測點的分布情況，以便于確定適宜的觀測站位置。當(dāng)然，所選之點要對空通視，遠(yuǎn)離發(fā)射天線、電視塔、雷達(dá)等設(shè)置地，另外點位的選取也不應(yīng)在斜坡上，這樣不利于觀測。在用GPS進(jìn)行地籍測量建立測量控制點時，點與點之間不必都通視，只要每個點有兩個方向通視，或是少數(shù)點一個方向即可。

3GPS技術(shù)在地籍碎部測繪中的應(yīng)用

地籍細(xì)部測量和土地勘測定界是地籍調(diào)查不可分割的重要組成部分，其主要目的是為了測定每宗土地的權(quán)屬界址點、位置、形狀和數(shù)量等重要數(shù)據(jù)。根據(jù)地籍調(diào)查規(guī)程的相關(guān)要求來看，基于地籍平面控制測量而進(jìn)行的地籍細(xì)部測量，對于城鎮(zhèn)街坊外圍界址點及街坊內(nèi)明顯的界址點間距允許誤差為5cm。而對于城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點與村莊內(nèi)部界址點的間距允許誤差為10cm。利用GPS技術(shù)在進(jìn)行地籍細(xì)部測量時，該技術(shù)完成能夠滿足地籍測量的精度要求。因而在適宜使用GPS技術(shù)的測量區(qū)可以使用該技術(shù)，而對于不適宜使用，且可能會影響到GPS衛(wèi)生信號接收的地帶可使用全站儀、測距儀等工具。在進(jìn)行土地勘測定界工作中，包含土地征用、土地整理等，地籍調(diào)查規(guī)程規(guī)定了放樣界址點坐標(biāo)的精度:界址線與鄰近地物或鄰近界線的距離誤差不能大于10cm。因而，基于以上幾點，利用GPS定位技術(shù)完全可滿足土地勘測定界中的精度要求，GPS中的RTK技術(shù)因高效率、高精度、實時性等優(yōu)點，為地籍碎部測繪提供了一種更先進(jìn)的測量方法。在地籍碎部測繪中，采用RTK方式進(jìn)行碎部測繪，相比早期的全站儀、測量儀，作業(yè)效率更高、速度更快。在相同的時間內(nèi)，由于RTI測量不需要頻繁換站，也不要求通視，因而其工作效率可達(dá)全站儀的1.5倍。

4應(yīng)用實例

選取某城市保存完整的一級導(dǎo)線點15個和四等靜態(tài)GPS測量點6個，并對其進(jìn)行RTK測量。將測量結(jié)果、已知成果與RTK測量結(jié)果相比較。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，RTK測量結(jié)果與其它測量技術(shù)獲得的結(jié)果之間的差均在厘米級，平均值為0.96cm，最大的差值為2.1cm，最小的為0.4cm。因而，可以這么說:RTK技術(shù)測量結(jié)果的精確值已經(jīng)達(dá)到了厘米級，完成可以滿足地籍測量對控制點的精度要求。

5結(jié)語

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，特別是RTK實時動態(tài)測量技術(shù)，是測量領(lǐng)域內(nèi)的一次技術(shù)革命，它在不通視的條件下可遠(yuǎn)距離傳輸三維坐標(biāo)，以其具有的全球性、全天候、連續(xù)性和實時性衛(wèi)星導(dǎo)航定時、定位功能以及良好的抗干擾性、高速度、高精度等優(yōu)點，更好地在地籍測繪中得以應(yīng)用。

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