GPS在我省國土測繪方面的使用現狀

黃玉俠　王寧杰　馮素紅

摘 要：該文通過總結江蘇省國土測繪的現狀及GPS在國土測繪方面的應用，對新形勢下GPS技術的應用前景進行了展望，認為研制可廣泛應用的GPS/PDA技術，設計開發基于PDA的土地利用變更調查系統，實現土地調查的外業自動化數據采集、測量與處理，在土地管理中具有廣闊的應用前景。最后，論文結合作者的工作經驗提出了“各市甚至全省各級基礎控制網的整合”、“保持國土測繪業務量的穩定，并進一步開拓新的業務”和“定時定期開展人員培訓，加強人才隊伍建設”幾點建議。

關鍵詞：GPS 測繪 相對定位 國土測繪

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0018-02

1 GPS技術簡介

1.1 概述

全球定位系統GPS（GlobalPositioning System）是二十世紀七十年代美國國防部開始研制的新一代衛星導航系統，1995年正式投入運行。該系統是基于衛星的無線電導航定位系統，具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續性和實時性的導航、定位和授時功能，能為各類用戶提供精密的三維定位、測速和時間服務。目前，GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，在運載工具導航、交通控制、自動駕駛、石油勘探、軍事、大地測量、工程測量、航空攝影測量、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等部門和領域得到了廣泛應用。GPS的出現，給測繪領域帶來了一場深刻的技術革命。

GPS定位方法可以分為GPS絕對定位和GPS相對定位，在國土測繪方面得到廣泛應用的主要是GPS相對定位。

1.2 GPS相對定位測量的作業模式

隨著GPS接收系統軟硬件的快速發展，為確定兩點之間的基線向量，有多種測量方案可供選擇，其中，用于國土測繪方面的幾種主要作業模式，其特點及適用范圍簡要介紹如下。

（1）經典靜態相對定位模式。

采用兩臺或兩臺以上接收設備，分別安置在不同測站點，同步觀測4顆以上衛星，每個觀測時段>45 min。適用范圍：建立較高精度控制網。

（2）快速靜態相對定位模式。

在測區中部選擇一個地勢開闊點作為基準站，安置一臺GPS接收機連續觀測，另一臺GPS接收機依次在各觀測點設站，觀測數分鐘。多用于地籍控制網的建立及加密。

（3）實時動態（RTK）定位技術。

其基本思想是：在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據，通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站，用戶站上，可實時地計算并顯示三維坐標及其精度。多用于像控點、圖根點、及界址點、碎部點的測繪。

（4）連續運行衛星定位參考站服務綜合系統。

利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）已成為GPS應用的發展熱點之一。CORS系統是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產物。CORS系統由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、定位導航數據播發系統、用戶應用系統五個部分組成，各基準站與監控分析中心間通過數據傳輸系統連接成一體，形成專用網絡。

（5）GPS/PDA技術。

通過將GPS、嵌入式GIS、RS等空間信息技術、以及無線通訊技術、等現代科學技術與個人數字助理（PDA）的結合，設計開發基于PDA的土地利用變更調查系統，實現土地調查的外業自動化數據采集、測量與處理。

2 江蘇省國土測繪的現狀

2.1 遍布全省的GPS控制資料

目前，江蘇省已建成覆蓋全省的C級GPS控制網，而且，通過第二次全國土地調查的實施，各市、縣城區均加密了D、E級GPS控制網。

江蘇省已建成并投入運行的江蘇省全球導航衛星連續運行參考站綜合服務系統（Jiangsu Provincial Continuously Operating Reference Stations，簡稱JSCORS），是江蘇省測繪局和江蘇省氣象局合作建設的項目，系統由62個基準站點和兩個數據處理中心組成。該項目是“十一五”期間江蘇省地球空間信息服務的重要基礎設施，旨在全省建立一個高精度、高時空分辨率、高效率、高覆蓋率的全球導航衛星系統綜合信息服務網，把這一高新技術綜合應用于江蘇省的測繪、氣象、國土、地震、交通、林業、農業、水利、公安等領域，為政府公共管理提供可靠依據。

2.2 我省近幾年主要土地測繪相關業務

（1）土地利用現狀調查，主要是我省在第二次全國土地調查實施前的“515”土地調查工程，即農村制作1：5000的土地利用現狀圖，城郊制作1：1000的土地利用現狀圖，建成區內制作1：500的地籍圖。如連云港、南通、無錫等市開展的“515”工程。

（2）江蘇省土地勘測規劃院負責的國家、省重點建設項目，大型管線工程項目的勘測定界和地籍調查。

（3）全省范圍內開展的第二次土地調查。

（4）塊狀用地的土地利用調查及范圍測定。比如，落實開發區四至范圍工作、土地開發、復墾整理項目的驗收工作。

（5）遙感動態監測。

（6）各市、縣開展日常地籍調查工作。

（7）衛片執法檢查。

3 GPS技術在我省國土測繪方面的應用

根據我省土地測繪相關業務，GPS技術在我省土地測繪方面得到了較廣泛的應用，主要應用于以下幾個方面。

（1）利用靜態相對定位技術以及快速靜態相對定位技術，構建各城市建成區范圍內的D、E級GPS控制網。

（2）在農村土地利用現狀調查以及第二次土地調查實施過程中，利用JSCORS或者RTK技術進行像片控制點的測定。

（3）在開展城鎮地籍調查過程中，利用快速靜態相對定位技術，在D、E級GPS控制網的基礎上，加密一、二級GPS導線網。

（4）在開展遙感動態監測的地區，由于用于遙感影像糾正的外業控制資料不足，無法準確的進行遙感影像精確定位，需要進行航測外業控制測量。比如，江蘇省土地勘測規劃院在常州、無錫以及徐州的遙感動態監測中，共使用4臺套GPS，采用快速靜態定位測量模式，對整個監測范圍進行了外業控制測量。

（5）利用JSCORS或者RTK技術，開展塊狀用地范圍測定及土地調查。比如落實開發區四至范圍工作、土地開發、復墾整理項目的驗收工作、南北共建工業園區的四至測繪工作。

（6）衛片執法檢查工作中，利用GPS技術測量新增建設用地圖斑范圍情況。

（7）在江蘇省土地勘測規劃院負責的國家、省重點建設項目，大型管線工程項目的勘測定界和地籍調查中，GPS相關測繪技術主要應用于控制網的建立、地物、地類范圍的測定、界址點的測定以及用地紅線的放樣等。

（8）各市、縣國土局所屬的測量單位主要將GPS測繪技術應用在日常地籍發證工作，比如應用JSCORS或RTK技術加密圖根點、測定地物、界址點等。

（9）GPS/PDA技術在我省的土地利用現狀調查和土地變更調查中尚處于試驗狀態，未大規模的開展應用。

4 GPS相關應用前景分析

4.1 GPS/PDA技術應用前景

傳統的土地變更測量方法存在難于準確獲取變化邊界坐標，成圖困難且周期長等缺陷。研制可廣泛應用的GPS/PDA技術，設計開發基于PDA的土地利用變更調查系統，實現土地調查的外業自動化數據采集、測量與處理，在土地管理中具有廣闊的應用前景。

4.2 JSCORS的應用前景

與傳統的GPS作業相比，JSCORS具有作用范圍廣、精度高、野外單機作業等眾多優點。隨著JSCORS的廣泛應用，必將為大量用戶同時提供高精度、高可靠性、實時的定位信息，并實現測繪數據的完整統一，這將對我省基礎地理信息系統的采集與應用體系產生深遠的影響。

5 建議

5.1 定時定期開展人員培訓，加強人才隊伍建設

面對GPS技術人才儲備不足，而測繪技術、信息技術的快速發展及其應用領域的不斷擴大，要進一步落實人才培養，提高省、市、縣各級測繪人員的技術水平，廣泛開展多層次的應用技術培訓，形成穩定的人才隊伍。

5.2 保持國土測繪業務量的穩定，并進一步開拓新的業務

目前，國土測繪業務主要是土地利用變更調查和城鎮地籍調查，其業務相對單一，而其他測繪業務量又不夠穩定，因此，開發新GPS應用產品，開拓新業務，比如通過企業參與，商業化運作，提供地籍測繪信息的社會化服務，實現多途徑、多渠道的資金投入，形成地籍測繪信息更新、服務的良性循環，有利于促進地籍測繪的健康發展。

5.3 各市甚至全省各級基礎控制網的整合

建立全省統一的大地定位參考框架，并將各部門各自建立的各等級 GPS 控制網，進行必要的聯測和統一整體平差，在日常地籍變更業務中加以應用。

參考文獻

[1] 牛魚龍.GPS知識與應用[M].深圳：海天出版社，2004.

[2] 周忠謨，易杰軍.GPS衛星原理與應用[M].北京：測繪出版社，1992.

[3] 王廣運.GPS衛星定位的應用與數據處理[M].北京：測繪出版社，2003.

[4] 劉大杰.全球定位系統（GPS）的原理與數據處理[M].上海：同濟大學出版社，2007.

[5] 劉偉.全球定位系統（GPS）數據處理[M].湖南：大象出版社，2008.