城鎮地形測量精度分析中常見的問題及措施

劉惠雪

摘 要：城鎮地形測量常常通過使用各種測量技術，選擇各種測量方式，以達到精確測量各地形地物、地貌，繪制地形圖的目的。但是有很多問題存在于地形測量的工作中，使地形測量的精度較低。文章分析了城鎮地形的一些常用測量方法，并對其可能產生的精度問題進行了簡要分析，并提出了一些建議，希望可以對城鎮地形測量工作有利。

關鍵詞：地形測量；精度分析；問題；措施

中圖分類號：U412.24 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）18-0060-02

城鎮地形測量指的是測繪地形圖的作業，即對應測區域表面的地物、地貌在水平面上的投影位置和高程進行測定，并按一定比例縮小，用符號和注記繪制成地形圖的工作。為城市規劃、市政建設、市政管理、環境保護和其它的經濟建設相關部門服務。城鎮地形測圖具有比例尺大、精度要求高，圖上地物、地貌元素繁多等特點。在城鎮地形測量中，控制測量的精度是確保城鎮地形測量整體質量的關鍵性前提。目前，地形測量已普遍應用先進的科學技術，如計算機、衛星技術。先進的科學技術保證了測量數據的可靠性，也確保了數據的精確性。

1 地形控制測量四種常用的測量方法

1.1 導線測量技術

城鎮地形的控制測量最經典的一種方法就是導線測量，目前導線測量仍廣泛的應用于城鎮地形的控制測量工作中。城鎮地形測量的施測范圍有些是建成區，這是城鎮發展中不可避免的，選擇導線測量的方法可以充分發揮它的優勢，因為建成區檢核條件較多，而導線測量方法方便靈活，條件簡單，所以可以在測量時盡可能的防止出現粗略的誤差，這樣就使所測得控制點的精度相對較高。

1.2 GPS靜態控制測量技術

靜態GPS控制網具有選點靈活，控制范圍大，定位精度高，不需要通視，不需要全天候作業，平面和高程可同步推算等特點。其在城鎮地形測量中經常被用于基本控制測量。為了提高靜態GPS控制網的可靠性和均勻性，城市一級控制網或二級控制網有時也采用靜態或快速靜態的相對定位測量法。

1.2.1 GPS平面基本控制網的測量

GPS平面基本控制網的作用主要是為了分析RTK平面控制測量的精度。因為靜態GPS可以獲得較高精度的坐標，同時又可以在高精度的基線測量中獲得比較理想的數據分析結果，所以在眾多測量方法中，不得不說靜態GPS測量是最佳方法。

1.2.2 GPS平面控制網的數據處理與精度評定

進行數據處理時，首先應進行初步粗加工，整理數據；再進行預處理工作，依據各種模型對觀測數據進行改正；第三步則要根據相關公式計算基線向量；第四步是進行自由網的平差；最后再進行二維約束平差，見表1、表2。

從表1和表2對比可以看出，應用GPS首級控制網無約束平差以后，最優閉合環比基本控制網無約束平差低，所以首級控制網的測量精度較高。

1.2.3 基于GPS技術時地形測量數據的精度控制要點

地形控制測量是地形細部測量和日常地形測量的基礎性工作。為了不斷提高城鎮地形測量數據的精確性，應根據建立控制網手段的不同對GPS控制網測量程序和地面控制網測量程序作進一步的規劃管理。這樣才可以使GPS技術在城鎮地形測量工作中發揮積極的表現，實現現實意義。

1.3 GPS-RTK控制測量

利用GPS-RTK控制測量技術實施測量具備省時、省力、快速、靈活及精度高等優點，能夠實時提供待求控制點的三維坐標，還能極大程度地進行工作效率的提高。

1.4 CORS控制測量

綜合服務定位體系CORS技術是GPS技術在測繪、導航等領域發展與使用的方向，在我國很多地區得到了迅速的發展。利用CORS體系所提供的網絡定位精度更高，可以完全達到城鎮地形測量要求，在已建成CORS網絡的地區，可以十分便利的進行測控作業。

2 地形控制測量四種常用方法的精度分析

2.1 導線測量技術精度分析

導線測量尤其適合測量城鎮地形隱蔽區域和城市建筑地域的測量控制。對導線精度產生影響的因素主要包括設備體系的誤差、作業人員水平和外界觀測狀況等，因此應先盡可能按照技術的要求對設備和作業人員進行選擇，并保證設備的較好檢校后再進行導線測量。

2.2 GPS靜態控制測量技術精度分析

雖然靜態GPS網可通過GPS高程擬合的方法求得，但是因為受一些因素的影響，求出的GPS高程數據精度相對比較低。而且靜態GPS控制網有許多不足之處，如：使用受到限制，特別是在高樓林立，建筑物裝飾幕墻較多的城市測量中，因其道路上車流量大、行道樹多、干擾信號較多，所以這些地方不適宜使用GPS；GPS測量受天氣環境影響、衛星分布狀況的限制以及多種無線信號的干擾等造成多重誤差，綜上所述，GPS測量數據的可靠性和精度有待進一步提高。

2.3 GPS-RTK控制測量精度分析

RTK定位一般會有兩類誤差：

一是由距離問題引起的誤差，如：對流層誤差、電離層誤差、軌道誤差等；

二是與測站條件有關的誤差，如：多路徑誤差、信號干擾、天線相位中心變化等。

為減少誤差，應遵循GPS作業的基本要求，如，基準站要遠離高壓線和大面積水域等，避免造成多路徑誤差；基準站的建造應在地勢較高且開闊的地方，以便接收到更多的GPS衛星信號及增大發射距離，避免信號干擾；其次，基準站應架設穩定牢固，避免晃動引起天線相位中心變化，影響測量精度。

RTK技術的控制測量具有誤差分布均勻、獨立的特點，所以不存在誤差積累，精度可靠度較高的優點，并且其能實時提供測量成果，可以減少設備成本，減輕測量員的勞動強度，提高測量速度和效益。但有時因受遮擋物影響，會造成信號失鎖，定位延遲，而且控制范圍較小，定位精度也會受距離增加的影響而降低。

2.4 CORS控制測量精度分析

應用CORS體系提高了工作效率，擴大了有效的工作范圍，縮短了初始化時間；徹底實現了單機作業，降低了成本；差分作業可靠性增強；因數據鏈形式通訊的可靠固定，降低了噪聲的干擾；數據可靠性增強，具有較高精度。

但利用CORS進行大比例地形地形圖測量控制作業時，會受到GPS測量限制條件的影響，如干擾信號、天氣條件的影響等，所以在城鎮建成區作業并不適宜使用CORS技術。

3 在城鎮地形測量中幾種控制測量方法應用比較

在不同地形條件下，RTK測量與導線測量較差區分較顯著，如，在較開闊的丘陵地，較差值最小；在建筑物密集的地區，由于建筑物的遮擋和反射，較差值最大；由于山體對部分衛星信號遮擋，山地較差值稍大。在距離較短的測量中，RTK測量測邊誤差比導線測量高，但點位誤差較小，由此可以得出在短距離的測量中，導線測量相對于RTK測量精度較高。

與單參考站的RTK測定相比，利用CORS所提供的RTK系統測量數學模型進行聯合解算具有較高的可靠性和數據精確性，并提高了作業效率。對于GPS靜態測量技術來講，在CORS服務范疇內作業可以更為省時的獲得即時坐標，并且CORS網絡建立后，能長期提供統一、穩定的坐標參考系，并能對基礎數據進行規范測繪。

4 結 語

城鎮地形測量的四種常用工作方法均有優點和不足之處，不同的作業方法有著不同的適宜使用條件。比如，建成區域與隱蔽區域相比更適宜使用導線測量；相對于定位測量，靜態GPS測量更適用于等級控制點的測量；RTK或CORS適用于遮擋物少的開闊地區使用。在實際作業中，為了滿足精度的要求、有效提高作業效率，測量工作者可以根據應測區域的地勢情況選用適當的測量方法，也可以將幾種測量方法綜合起來運用。

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