基于GPS的地籍控制測量技術(shù)及具體測量實(shí)例分析研究

彭陽華

摘 要：該文以地籍控制測量為研究對象，探討了地籍控制測量的技術(shù)特點(diǎn)和測量方法。該文首先概要分析了現(xiàn)代地籍控制測量的特點(diǎn)和測量步驟，進(jìn)而集合某具體測量任務(wù)，探討了平面控制測量的技術(shù)思路方法及圖根控制測量的具體實(shí)施流程，包括如何進(jìn)行GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)處理及平差精度分析等。證明了基于GPS技術(shù)的地籍測量精度達(dá)到了一級(jí)控制網(wǎng)的精度要求。

關(guān)鍵詞：GPS 城鎮(zhèn) 地籍測量 圖根控制測量

中圖分類號(hào)：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（b）-0056-02

1 現(xiàn)代地籍控制測量

根據(jù)《地籍測量規(guī)范》的要求，地籍控制測量也應(yīng)遵循一般控制測量“從整體到局部，分級(jí)布網(wǎng)”的原則。其可分為基本控制測量和地籍控制測量兩種。基本控制測量可分為一、二、三、四等，可布設(shè)相應(yīng)等級(jí)的三角網(wǎng)（鎖）、測邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)和GPS相對定位測量網(wǎng)進(jìn)行基本控制測量工作。精度高的網(wǎng)點(diǎn)可作精度低的控制網(wǎng)的起算點(diǎn)。在等級(jí)控制測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行地籍控制測量工作，分為一、二級(jí)，可另設(shè)為相應(yīng)級(jí)別的三角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)和GPS網(wǎng)。

利用已有的城市控制網(wǎng)，如果已有基本控制網(wǎng)的精度滿足要求，只是在此基礎(chǔ)上再加密要求級(jí)別導(dǎo)線。故土地部門應(yīng)與城建部門密切配合，充分利用已有的控制成果資料，避免重復(fù)作業(yè)，造成不必要的開支和時(shí)間的浪費(fèi)。為了測繪地籍圖和界址點(diǎn)坐標(biāo)，還需在基本控制的基礎(chǔ)上加密圖根點(diǎn)，其圖形可布成附合導(dǎo)線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)，個(gè)別隱蔽地區(qū)可使用極坐標(biāo)法支一點(diǎn)。考慮到界址點(diǎn)的精度，導(dǎo)線應(yīng)只發(fā)展一次。為了修測地籍圖和恢夏界址點(diǎn)，每幅圖中至少要有2-4個(gè)埋石點(diǎn)。

同時(shí)由于地籍測量工作特殊性和其得考慮到將來的發(fā)展和全國技術(shù)資料的統(tǒng)一。為此，在開展地籍工作時(shí)，除應(yīng)建立統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)外，在地籍測繪方面，還應(yīng)注意以下問題：（1）按多用途地籍要求進(jìn)行的地籍測繪，應(yīng)采用統(tǒng)一的投影面和坐標(biāo)系統(tǒng)，要逐漸改造落后的白紙成圖方法，建立帶永久性標(biāo)志的地籍測量控制點(diǎn)和界址點(diǎn)點(diǎn)位和坐標(biāo)文件。（2）圖幅的編號(hào)、控制點(diǎn)和界址點(diǎn)的編號(hào)、地塊的定義和編號(hào)、行政區(qū)和地籍管理區(qū)的編號(hào)，都要在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一起來，否則將為以后數(shù)據(jù)庫的建立工作帶來麻煩和隱患。（3）地籍圖的比例尺和地籍控制點(diǎn)、界址點(diǎn)的精度，要規(guī)定恰當(dāng)。城市地區(qū)1：500的地形圖應(yīng)盡可能地少采用。控制點(diǎn)和埋標(biāo)界址點(diǎn)的精度，設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)相適應(yīng)。要規(guī)定恰當(dāng)。城市地區(qū)1：500 應(yīng)可能地少采用。控制點(diǎn)和埋標(biāo)界址點(diǎn)的精度，應(yīng)比較均勻并與目前的儀器裝備相適應(yīng)。（4）應(yīng)注意研制、發(fā)展全國統(tǒng)一的地籍測量數(shù)據(jù)處理和圖形處理軟件，應(yīng)注意解決地籍測繪中的實(shí)際問題，如標(biāo)志類型、繪圖片基、復(fù)制工藝、資料管理等方面的問題。（5）多用途地籍資料是最基本的不動(dòng)產(chǎn)資料，要從有利于擴(kuò)展用戶和有能力修測使其保持現(xiàn)勢性的角度來考慮。

2 任務(wù)概述

（1）測繪區(qū)范圍。

調(diào)查總面積約43.14km2，其中新測區(qū)域17.32km2，修補(bǔ)測區(qū)域25.82km2。

（2）測繪內(nèi)容。

調(diào)查內(nèi)容主要包括：控制測量、地形圖測繪、權(quán)屬調(diào)（核）查、地籍圖測繪、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、數(shù)據(jù)入庫等內(nèi)容。控制測量工作：包括測區(qū)踏勘、已有控制測量資料收集和分析、控制測量方案設(shè)計(jì)、加密控制網(wǎng)布設(shè)、圖根控制測量及控制測量資料整理工作。地形圖測繪工作：對于新測區(qū)采用全解析（即全野外數(shù)字化）方法測制地形圖；對于修補(bǔ)測區(qū)采用全解析、裝繪相結(jié)合的方法對發(fā)生變化的地物進(jìn)行測繪，確保新測區(qū)域、修補(bǔ)測區(qū)域地形圖現(xiàn)勢性相一致。

①新測區(qū)域。

無地形圖區(qū)域，則開展全要素地形圖測繪，同時(shí)開展界址點(diǎn)測繪，確保其數(shù)學(xué)精度完全滿足地籍權(quán)屬調(diào)查界址點(diǎn)的精度要求。

②修補(bǔ)測區(qū)域。

該項(xiàng)目補(bǔ)測區(qū)域內(nèi)已有2003年完成的地籍測量成果資料，整個(gè)測區(qū)內(nèi)有部分 2003年后宗地測量成果，供修補(bǔ)測使用。修補(bǔ)測區(qū)域地形圖的數(shù)學(xué)精度應(yīng)與已有地形圖的精度相一致，新老地物之間空間關(guān)系合理。

（3）已有資料情況。

①控制資料：測繪區(qū)內(nèi)已有的高等級(jí)平面控制網(wǎng)點(diǎn)有：三、四等（GPS）控制網(wǎng)點(diǎn)，這些控制點(diǎn)可作為本項(xiàng)目加密一級(jí)GPS控制網(wǎng)的起算點(diǎn)和聯(lián)測點(diǎn)。②地形圖資料：補(bǔ)測區(qū)域內(nèi)已有某市國土資源局提供的1∶500地籍圖（DWG電子數(shù)據(jù)），可作為修補(bǔ)測區(qū)域的工作底圖。

3 平面控制測量

該項(xiàng)目分?jǐn)?shù)字化實(shí)測、數(shù)字化修補(bǔ)測兩種情況。以上兩種情況的地籍測量工作流程都是一致的，需完成基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量、圖根控制測量、數(shù)字化采集碎部數(shù)據(jù)、地籍要素采集等工作。基礎(chǔ)控制測量是以國土局提供的已有GPS三、四等控制測量成果為基礎(chǔ)，加密控制網(wǎng)布設(shè)為GPS一級(jí)網(wǎng)，滿足地籍測量圖根控制加密要求。控制網(wǎng)布設(shè)遵循從整體到局部、從高級(jí)到低級(jí)的布網(wǎng)原則。本項(xiàng)目平面控制網(wǎng)布網(wǎng)等級(jí)設(shè)計(jì)如圖1所示。

3.1 GPS一級(jí)控制網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)獲取

GPS一級(jí)控制網(wǎng)外業(yè)觀測時(shí)，應(yīng)該首先編寫外業(yè)調(diào)度表，明確每一個(gè)測量員的任務(wù)，嚴(yán)格按照調(diào)度表中規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行測量，同時(shí)要遵守以下要求。

（1）外業(yè)GPS觀測采用中海達(dá)V8 GNSS雙頻接收機(jī)，接收機(jī)應(yīng)在檢定有效期內(nèi)，并提交檢定合格的儀器檢定資料。（2）GPS觀測采用快速靜態(tài)定位模式進(jìn)行作業(yè)，觀測要求應(yīng)滿足規(guī)定。觀測時(shí)，應(yīng)視衛(wèi)星信號(hào)情況、點(diǎn)位環(huán)境和基線長度等因素的影響，必要時(shí)適當(dāng)延長觀測時(shí)間。（3）觀測過程中，人員應(yīng)盡量不靠近天線，且不要在天線附近走動(dòng)和使用對講機(jī)，使用對講機(jī)應(yīng)離天線10m以上；雷雨天氣應(yīng)停止觀測，關(guān)閉儀器。（4）正確量取并記錄天線高，并要求測前、測后量取兩次，取平均值為天線高，兩次量取差值不得超過3mm，否則應(yīng)重新設(shè)站觀測。

3.2 GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)的處理

（1）新建項(xiàng)目。

靜態(tài)數(shù)據(jù)處理使用的是中海達(dá) HDS2003 后處理軟件，在進(jìn)行數(shù)據(jù)解算之前，首先要新建一個(gè)項(xiàng)目，確定好項(xiàng)目的名稱。對項(xiàng)目的細(xì)節(jié)的項(xiàng)目單位、施工單位、負(fù)責(zé)人、測量員、計(jì)算員等細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)置。對控制網(wǎng)等級(jí)進(jìn)行設(shè)置，本項(xiàng)目控制網(wǎng)的等級(jí)為一級(jí)，規(guī)范依據(jù)是《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范2009版》。然后對坐標(biāo)系進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置坐標(biāo)系的原橢球?yàn)閃GS84坐標(biāo)系橢球，目標(biāo)橢球?yàn)閲?0坐標(biāo)系橢球。地圖投影選擇高斯3°帶投影，中央子午線輸入120°，同時(shí)對新建坐標(biāo)系進(jìn)行命名。

（2）靜態(tài)基線解算。

GPS觀測原始數(shù)據(jù)的記錄、存貯及格式轉(zhuǎn)換，須嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)的正確與可靠。然后采用嚴(yán)密、可靠的GPS基線處理軟件解算和檢核GPS基線向量。

首先導(dǎo)入外業(yè)靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，對每個(gè)數(shù)據(jù)文件分別輸入點(diǎn)名和儀器高度，然后對所有基線進(jìn)行處理。軟件對基線處理完后在計(jì)算區(qū)對話框里顯示基線的精度，若有不合格的則顯示出不合格基線的條數(shù)，在主界面的網(wǎng)圖里，算合的基線顯示為黑色，不合的基線顯示為灰色。在主界面的列表區(qū)，顯示所有基線的觀測時(shí)間、長度、精度等信息，若有不合的基線則在前面顯示紅色的嘆號(hào)，Ratio值小于3，整數(shù)解誤差過大達(dá)到厘米級(jí)或更大，是基線不合的主要原因。

（3）GPS網(wǎng)平差計(jì)算。

在進(jìn)行網(wǎng)平差之前，對網(wǎng)圖的連通性進(jìn)行檢查，保證網(wǎng)圖完全連通后再進(jìn)行網(wǎng)平差。如果網(wǎng)圖沒有連通就開始進(jìn)行網(wǎng)平差，將出現(xiàn)網(wǎng)平差無法收斂的情況，對于網(wǎng)圖沒有連通，要逐步檢查，先檢查網(wǎng)圖是否被分割成幾部分，是否有孤立的測站點(diǎn)或基線，若有則必須刪除孤點(diǎn)或分塊進(jìn)行平差。再檢查是否有關(guān)鍵基線沒有解算成功或被禁止參與網(wǎng)平差，若有則必須進(jìn)行重新處理，甚至重測。再次，檢查網(wǎng)圖中是否有相同的測站而用了不同的測站名，在網(wǎng)圖上的反應(yīng)就是統(tǒng)一測站點(diǎn)上在非常接近的位置有另一個(gè)測站點(diǎn)，這兩點(diǎn)由于是同一點(diǎn)在不同時(shí)段觀測的，故他們之間不構(gòu)成任何基線，使網(wǎng)圖不連續(xù)，解決方法是在觀測數(shù)據(jù)屬性中將錯(cuò)誤的站名修改正確。

3.3 平差精度分析

等級(jí)控制網(wǎng)平差計(jì)算完成后，應(yīng)進(jìn)行控制網(wǎng)精度評(píng)定、統(tǒng)計(jì)計(jì)算，精度統(tǒng)計(jì)包括以下內(nèi)容。

（1）控制網(wǎng)中同級(jí)相鄰點(diǎn)間最小、最大距離如表1，滿足一級(jí)網(wǎng)最小距離大于150 m，最大距離小于1200m的要求。

（2）最大非同步觀測基線向量邊獨(dú)立閉合環(huán)或附合路線邊數(shù)如表2，滿足小于10條的要求。

（3）獨(dú)立基線構(gòu)成的獨(dú)立環(huán)坐標(biāo)分量閉合差和全長閉合差及限差如表3，滿足限差的要求。

4 結(jié)語

GPS技術(shù)的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了革命性變化，也對地籍測量工作，特別是地籍控制測量工作帶來巨大的影響。通過平差精度分析，證明了基于GPS技術(shù)的地籍測量精度達(dá)到了一級(jí)控制網(wǎng)的精度要求。

參考文獻(xiàn)

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