淺談土地測繪地籍控制測量中GPS技術的應用

■周洪保 ■江西省核工業地質局二六七大隊，江西 九江 332000

近些年來，在我國的國防建設、資源勘測、休閑旅游、水利工程、科學試驗、交通運輸等多個領域，都能看到GPS技術的身影。尤其是在土地資源調查、土壤侵蝕調查、工程施工測量、生態環境監測方面，GPS技術更是發揮了十分重要的作用。所謂地籍測量，就是在土地權屬調查的基礎上，根據土地測繪的基本原理和方法測量每宗地的權屬界線、方位、面積等基礎信息，然后繪制較大比例尺的地籍平面圖，以供土地的后續開發和管理之用的過程。將GPS技術應用于地籍控制測量中，能夠大幅度的提高地籍控制測量數據的精準度，同時也大幅度提高了地籍控制測量工作的效率。

1 GPS概述

衛星系統以及相應的地面監控系統構成了一個完整的全球定位系統。全球定位系統的衛星系統由24顆軌道高度在20萬公里左右的衛星組成，這些衛星平均分布在6個軌道面上，每個軌道面間的夾角為60度，軌道和地球赤道的夾角為55度。為了保障在任意時間、任意地點都能夠接收到至少4顆衛星發送出的信號，每一顆衛星的軌道運行周期都被設置在11小時48分。GPS的地面控制系統包括一個主控站、三個注入站和五個監測站，主控站的作用是通過向衛星發布指令實現對衛星的控制，并調度備用衛星等。此外還可以依據各個監控站收集的觀測數據推算衛星的星歷和衛星軌道的改正參數等并將這些數據通過注入站反饋給GPS衛星。注入站的作用是將主控站計算的數據反饋給GPS衛星。監控站的作用是接收衛星發送的信號，監視衛星的工作狀態等。

2 GPS技術在地籍控制測量應用中的特點

隨著遙感技術、GPS技術和地理信息技術在地籍控制測量中的應用，地籍控制測量一改傳統的測量手段，成為了高新科技的聚集地。過往的實踐經驗表明，GPS技術因其全天候、高精度、自動化、高效益等優點，在大地測量、工程測量、航空攝影測量、資源勘查等多個領域贏得了廣大的市場空間。

2.1 定位精度高、觀測速度快

采用載波相位進行相對定位，其精度可以達到1ppm。而如果使用單機定位，其精準度也在10m以內。使用差分定位的方法，其數據精準度最高可以達到毫米級別。從觀測時間的角度來說，隨著GPS技術的不斷完善，就目前而言，對于20km以內的相對靜態定位僅僅需要10-15min;在快速態相對定位觀測時，如果每個流動站與基準站之間的距離不超過10km，那么流動觀測時間僅僅需要1-3min，然后可進行隨時定位，每一站的觀測時間僅需要幾分鐘。

2.2 功能齊全、操作簡便

運用GPS技術可以同時測定目標位置的平面位置和高程，采用實時動態測量的方法可進行施工放樣。同時，由于GPS技術具有很高的自動化，能夠自主的進行鎖定、追蹤、觀測記錄衛星觀測數據等一系列測量工作，對工作人員的技術性要求并不高，只需要適時的開啟和關閉儀器并對儀器的運行狀態進行實時的監控就可以了，極大程度的降低了工作人員的工作量。此外，隨著GPS接收機的不斷改進，其自動化程度越來越高，體積和重量也向著小快靈的方向發展，更方便了操作人員的使用過程，極大程度的降低了野外作業的負擔。

2.3 全球性、全天候作業

在全球地位系統中，通過科學、合理的對24顆定位衛星進行布置，能夠使地球上的任意地點在任意時間都可以接收到到至少4顆衛星所發出的數據，實現了觀測結果覆蓋全球的目標。同時，全球定位系統通過監控衛星的全天候不間斷作業，并且不受陰天黑夜、起霧刮風、下雨下雪等氣候的影響，可隨時進行GPS測量。能夠為用戶提供連續的、實時的位置坐標等基礎信息，實現了全天候監測的目標。此外，地面監控系統的測站之間不需點間透視，根據實際需要點位位置可疏可密，使選點工作更加靈活，從而節約了衛星制造費用。

3 GPS在地籍控制測量中的應用

全球定位系統的建立以及在各行各業的應用，給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。在土地測繪領域中，尤其是對于地籍控制測量工作來講，GPS技術在該領域內的應用使得地籍控制測繪工作的測繪質量產生了極大地提高。由于 GPS技術具有定位精度高、觀測速度快、操作簡便、能夠進行全天候作業等優點，使其在我國各個城鎮的地籍控制測量工作中得到了普遍的使用。使用GPS技術進行地籍控制測量，避免了常規三角網布局時要求近似等邊以及精度估算較低時加測對角線或者增設起始邊等復雜的要求，只需要所使用的GPS接收儀器精度滿足等級控制精度的要求，控制點位的選擇與GPS點位的選擇相適應，那么所布設的GPS網精度就完全能夠滿足地籍測量規程要求。

3.1 GPS地籍控制網點的精度和密度

進行全測區的控制測量是地籍測量工作的第一目標，也是收集數據和繪制地籍圖的必要前提。而地籍控制網點的精度和密度，一般是為滿足測量土地權屬范圍的特征點，即界址點服務。網點密度，按照測區范圍以及測量的先后順序，可以將GPS地籍網分為基本網和加密網兩種。在城鎮地區，由于界址點密度相對較大，因此在保證網點的點位精度的同時，需要力爭將控制點密度提高有利于測定界址點的程度，根據實際情況，如果覺得有必要，可以在GPS網下再加密一級圖根導線，以便從圖根點能夠直接測定界址點。

3.2 位置基準點的偏差對GPS網的影響

當使用 GPS技術建立地籍控制網時，由于 GPS定位得到的是WGS-84坐標系的三維坐標差，因此GPS在參考橢球面上的網形和它在參考橢球面上的位置基準有一定的關聯。在經度方向上，位置基準的偏差能夠導致GPS網產生旋轉，但是對于一定范圍、高差相對較小的GPS網來說，可以忽略其在經緯度方向上位置基準的偏差對于投影在橢球上網形的影響，對于高差相對較大的GPS網則有較高的起算數據精確度要求。由于位置基準在高程方向的偏差使投影在橢球面上的GPS網的尺度發生變化，因此，可以使用傳統的方法測定高程。

3.3 RTK技術在地籍控制測量中的應用

RTK技術是GPS測量技術與數據傳輸技術的有機結合，是GPS技術的新突破。在地籍控制測量中，RTK的應用能夠完成對相關界址點坐標的實時測定，并且大大提高了坐標測量的精確度，使測量精度達到了厘米級別。RTK測量技術是根據載波相位觀測量實現的實時差分GPS測量技術，是通過在基準站上設置一個GPS接收器，對可見的所有GPS微型展開連續觀測，所接收的數據被錄入GPS系統并進行相應處理，能夠在第一時間獲得精確的地籍圖。但是需要注意的是，在GPS信號接收不良的山區或者偏遠地區，需要運用測距儀、全站儀以及經緯儀等工具，通過圖解或者解析的方法實施準確測量。在針對建設用地進行測量的過程中，運用該技術能夠在第一時間獲得定界樁的坐標信息，有助于快速、準確的測定該宗地的面積大小、并對其邊界予以測定等。在實時檢測土地利用情況時，RTK技術也能發揮巨大的作用。傳統的野外監測系統多數采取簡易補測或平板儀補測等方法，以鋼尺距離交會等方法實施實地測量工作，這就導致耗費了大量的人力物力，而且測量的效率也不理想。而RTK技術的出現促使野外檢測省去了實地丈量的過程，大幅度的提升了測量工作的效率，同時也使測量結果的精確度得到了極大的提高。

4 結語

綜上所述，GPS技術是利用導航衛星進行全天候測時和測距，為用戶提供監測點坐標等基礎數據的技術。GPS技術以其定位精度高、觀測速度快等優點，極大的提高了地籍控制測量的精準度，也極大的提高了地籍控制測量工作的效率，因此在土地測繪地籍控制測量中得到了廣泛的應用。

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