深度探討無定向導線地籍測量技術

　　摘 要：本文基于筆者多年從事地籍地形測量的相關工作經驗，以無定向導線測量在城市地籍測量中的應用為研究對象，論文首先探討了地籍平面控制測量的特點，進而探討了當前城市地籍測量中存在的問題，在此基礎上，筆者提出了無定向導線測量的思路和方法，全文是筆者長期工作實踐基礎上行的理論升華，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：無定向導線測量 地籍測量 GPS 城市
　　中圖分類號：P2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)04(a)-0000-00
　　
　　
　　
　　地籍測量是測定和調查土地及其上附著物的權屬、位置、質量、數量和利用現狀等基本狀況的測繪工作，屬于工程測量的一部分。上世紀末全球定位系統測量技術的廣泛應用，帶來了測繪科技領域一場新的革命，實現了真正意義上“由天測地”的技術飛躍，也進一步促進了城市地籍測繪工作的現代化進程。
　　1 地籍平面控制測量的特點
　　地籍測量中，為了防止誤差的積累，提高測量的精度，也必須根據“由整體到局部，由高級到低級，先控制后碎部”的原則進行。地籍平面控制測量服務于地籍調查和地籍圖的測繪，一般地籍圖的比例尺為1∶500、1∶1000或1∶2000，并且圖上各要素的相對平面位置精度一般要高于同比例尺的地形圖。為了順利進行界址點測量和地籍圖測繪，保證相鄰界址點間的距離中誤差滿足規范要求，必須有相當密度的圖根點作為控制，因此地籍平面控制網也要相應增加密度。
　　2 當前城市GPS測量應用中存在的問題
　　雖然衛星定位具有速度快、精度高、成本低、不受天氣影響等眾多優點，使其得以廣泛應用，但也存在一些弱點帶來實用上的不便，如差分GPS相對定位測量要求在2個測站上最少同步觀測4顆衛星，才能進行基線解算；觀測到的有效衛星數越多，衛星的空間分布越好，解算的精度相對就越高；接收機觀測到的衛星數很大程度決定于測站對空視場角的大小。城市地籍測量中，由于各種建、構筑物數量多、分布復雜，對GPS衛星信號的遮擋非常嚴重，使這種測量方式和外界觀測環境之間的矛盾更加突出。以前主要是在建筑物的頂面布設部分GPS觀測點，來解決這一矛盾。但是，隨著城市現代化進程的加快，綠化的樹木，樓頂上越來越多的霓虹燈、廣告牌，各種用途的無線信號天線，都成為GPS接收機成功鎖定有效衛星信號的主要障礙。另外，為保證給常規測量提供已知方向，在各種測量規范中，均要求GPS控制網布設成可通視的點對，即要有1個GPS主點位，還要有1個輔助點，這些要求進一步增加了選點難度，尤其在擁擠、繁華的城區，給城市GPS測量的廣泛應用提出了新的問題。城市建設速度的加快，使各種測量數據的更新周期越來越短，同時對地籍控制網點位的破壞也更嚴重，進一步增加了地籍測繪的工作量。將現代GPS測量技術和經典的常規測量有機結合起來，充分發揮各自的優勢，可以縮短測量周期、提高工作效率，適應經濟建設快速發展的需求。
　　3 應用無定向導線聯測孤立GPS控制點方法
　　在測區內適宜位置布設GPS控制點，特別是孤立的控制點，可以增加點位的密度。對控制點密度較低的地區，在沒有定向點對的各孤立GPS點之間，可以用無定向導線完成控制點的進一步加密工作，以保證各等級控制點分布均勻、合理，且密度適宜，提高后期碎部測量工作的效率。
　　如圖1中所示，和為GPS控制點，A、B兩點相距較遠，并不通視，且2點又沒有各自的后視點；1～4點為需進一步加密的待定控制點，由于樓群、樹木等障礙物的影響，無法用GPS技術測定其坐標。這里介紹用無定向導線完成1～4點的測量加密工作。
　　
　　
　　先測量各導線邊的邊長和轉折角，內業計算由于沒有已知方位，這里假設A1邊的假定坐標方位角為，按計算支導線的方法，根據A點的坐標和外業測得的角度、邊長，依次推求出1～4點直至B點的坐標。顯然，由于觀測誤差及假設誤差的共同影響，使，。為檢驗外業觀測數據的可靠性，可以先計算比例系數K
　　……(1)
　　式中: ———為A、B2點間的測量計算距離，
　　；
　　———為AB2點間的已知實際距離，
　　。
　　若且相差較大，說明觀測角值或邊長中有粗差存在，需進行檢查或重新觀測；
　　若或，說明觀測數據中沒有錯誤，此時B點計算坐標與已知坐標不符的主要原因是的近似誤差造成的，假設其誤差為，相當于使整條導線以A點為中心旋轉了1個角度。
　　則……(2)
　　式中:
　　按改正，得到A1導線邊的實際坐標方位角，用αA1重新計算各導線點的坐標，直到B點。由于角度和邊長的觀測值中不可避免地存在誤差，因此，。
　　令……(3)
　　f稱為導線全長閉合差，f/∑d應滿足相應等級的導線全長相對容許閉合差的精度要求(∑d為無定向導線邊全長)。在滿足《地籍測繪規范》要求精度的前提下，再對1～4導線點坐標進行相應的平差處理，就可得到各點的最可靠坐標值。這里介紹1種簡便的近似平差方法，以減弱邊長和角度測量誤差對結果的影響:
　　將、反號按與邊長成比例分配到各邊的坐標增量中去，以Vx、Vy分別表示各邊縱、橫坐標增量的改正數，并按(4)式計算，改正后的各邊坐標增量如(5)式所示。
　　……(4)
　　……(5)
　　最后，由A點的已知坐標，根據平差后的各邊坐標增量，可依次推求得1～4點的坐標。
　　4 結論和建議
　　無定向導線的使用，可以進一步增加GPS測量在實際工作中的應用比重，提高工作效率，但其最大的缺點是可靠性差，這也是不被經常采用的主要原因。本文中將無定向導線構成閉合環，既符合實際工作的需要，又增加了檢核條件，提高抗粗差的能力，很好地解決了可靠性問題。比例系數K可以在一定程度上反映常規測量與GPS測量2種方法的精度對比情況。總之，加強對各觀測量的檢查，如適當增加測回數、認真復核各測站點編號與其相應位置是否對應、用全站儀內存自動記錄觀測數據等措施，注重計算檢核， 就可以避免內、外業中各種錯誤的產生，保證觀測值、計算值的正確性，使無定向導線環能夠達到甚至超過普通常規導線的精度。無定向導線與GPS測量的綜合應用，必將增強城市地籍測量的靈活性、準確性、快捷性，更好地適應城市建設快速發展的需要。
　　
　　參考文獻
　　[1] 宗正堂. 加測輔助方向的地籍控制網無定向導線[J]. 勘察科