土地勘測控制測量方法探討

文/盧宗壽 廣西壯族自治區(qū)國土資源規(guī)劃院　廣西南寧　530000

土地勘測控制測量方法探討

文/盧宗壽 廣西壯族自治區(qū)國土資源規(guī)劃院廣西南寧530000

土地勘測工作涉及面廣，地形條件復(fù)雜，給前期控制點(diǎn)布設(shè)及測量帶來了一定的困難，本文作者結(jié)合自身多年的土地勘測工作經(jīng)驗(yàn)，淺談土地勘測控制測量的幾種方法。

土地勘測控制測量；GNSS

1、前言

土地勘測是國土資源行政主管部門用地審批和地籍管理等提供科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料而進(jìn)行的技術(shù)服務(wù)性工作。在土地勘測過程中要得到科學(xué)、準(zhǔn)確、規(guī)范的基礎(chǔ)勘測資料，前期控制測量所采用的方法必須科學(xué)合理，測量精度必須有保證。

2、土地勘測控制測量方法

三角測量、導(dǎo)線測量、三邊測量等都土地勘測控制測量傳統(tǒng)的方法，近年隨著衛(wèi)星定位迅猛發(fā)展，GNSS網(wǎng)、GPS RTK、CORS等都成為了土地勘測控制測量的主力軍。平時工作中用得比較多的是GNSS控制網(wǎng)、全站儀導(dǎo)線控制測量、GPS RTK控制測量、CORS控制測量等。

2.1GNSS控制網(wǎng)

GNSS控制網(wǎng)通常用于項(xiàng)目首級控制網(wǎng)的布設(shè)，控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)首先收集測區(qū)范圍內(nèi)及周邊的高等級控制點(diǎn)資料，并進(jìn)行實(shí)地探勘，確定哪些控制點(diǎn)可以作為起算點(diǎn)。

（1）起算點(diǎn)資料收集和實(shí)地踏勘。C級、D級、E級GPS控制點(diǎn)及施測的高等級控制點(diǎn)均可作為起算點(diǎn)，需要當(dāng)?shù)販y繪行政主管部門提供。收集到起算點(diǎn)資料后，到實(shí)地進(jìn)行踏勘，核實(shí)控制點(diǎn)是否被破壞、周圍環(huán)境能否滿足GNSS觀測要求、汽車通行狀況等信息，確定控制點(diǎn)是否能用作起算點(diǎn)。

（2）控制網(wǎng)布設(shè)、實(shí)地選點(diǎn)埋石。可以利用1：50000萬地形圖、百度地圖、谷歌地圖的資料作為底圖進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)，著重考慮控制網(wǎng)的基線長度、點(diǎn)位交通情況、控制點(diǎn)密度等方面，確保滿足設(shè)計(jì)書規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，又便于實(shí)施。室內(nèi)選定點(diǎn)位后，方能到實(shí)地選點(diǎn)埋石。在實(shí)地選擇埋石點(diǎn)位置應(yīng)滿足以下要求：

1)點(diǎn)位周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和全站儀觀測操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15°。如有障礙物且高度角高于30°時，其水平投影累計(jì)不應(yīng)超過120°。

2)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源和微波無線電信號傳送通道（如電視臺、電臺、微波站、雷達(dá)站等），其距離不得小于200米；點(diǎn)距1KV及以下的高壓線信號傳送通道不應(yīng)少于10米；距1KV以上至35KV的高壓線信號傳送通道不應(yīng)少于30米；距35KV以上的高壓線信號傳送通道不得少于50米。

3)附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號的東西和障礙物。

4)交通方便，并有利于其他測量手段擴(kuò)展和聯(lián)測。地面基礎(chǔ)牢固穩(wěn)定，易于樁點(diǎn)的保存。

（3）GNSS觀測。采用靜態(tài)GNSS控制測量時，控制網(wǎng)分布較廣，基線長短不一，觀測時應(yīng)根據(jù)基線長度合理安排觀測時間，一般不少于45分鐘，如果基線較長適當(dāng)延長觀測時間。應(yīng)利用雙頻GNSS接收機(jī)觀測，單頻數(shù)據(jù)無法進(jìn)行電離層改正，精度難以達(dá)到要求。

（4）GNSS控制網(wǎng)平差計(jì)算。GNSS控制網(wǎng)平差流程一般為：基線解算、重復(fù)基線比較、基線閉合環(huán)計(jì)算、三維無約束平差、三維約束平差、二維約束平差。需要注意的是，進(jìn)行三維約束平差的目的是為了獲取控制點(diǎn)精確的WGS84坐標(biāo)，便于利用精化大地水準(zhǔn)面模型計(jì)算控制點(diǎn)正常高。

（5）控制點(diǎn)正常高獲取。利用精化大地水準(zhǔn)面模型計(jì)算控制點(diǎn)正常高。精化大地水準(zhǔn)面模型轉(zhuǎn)換精度需滿足土地勘測項(xiàng)目需求。

2.2全站儀導(dǎo)線控制測量

全站儀導(dǎo)線控制測量是在地面上選擇一條適宜的路線，在其中的一些點(diǎn)上設(shè)置測站，采用全站儀測邊及測角方式來測定這些點(diǎn)的水平位置的方法；也可布設(shè)成導(dǎo)線結(jié)點(diǎn)網(wǎng)進(jìn)行平差。主要技術(shù)要求如下：

（1）采用全站儀測距導(dǎo)線網(wǎng)施測時，導(dǎo)線（網(wǎng)）主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求。

導(dǎo)線網(wǎng)主要技術(shù)指標(biāo)

垂直角采用中絲、對向觀測法；距離雙程觀測。

（2）二級導(dǎo)線宜布設(shè)成網(wǎng)狀或附合形式,圖根導(dǎo)線以布設(shè)附合導(dǎo)線為主。導(dǎo)線布設(shè)成網(wǎng)時，導(dǎo)線節(jié)的邊數(shù)和距離不應(yīng)大于相應(yīng)等級附合導(dǎo)線的0.7倍。

（3）導(dǎo)線相鄰邊長之比不宜超過1/3；遇特殊情況時，附合導(dǎo)線的總長和邊數(shù)可放寬至1.5倍，但其絕對閉合差不應(yīng)大于26cm，附和導(dǎo)線的邊數(shù)不能超過12條。

（4）當(dāng)附和導(dǎo)線長度短于長度的1/3時，導(dǎo)線全長的絕對閉合差不應(yīng)大于13cm。

（5）個別地方布設(shè)圖根閉合導(dǎo)線困難時，也可布設(shè)測支導(dǎo)線，但支導(dǎo)線邊數(shù)不得多于4條，首站觀測兩個已知方向，水平角觀測一測回、距離、垂直角往、返各測一測回。

（6）個別困難地方圖根導(dǎo)線可附合三級。測距導(dǎo)線外業(yè)觀測技術(shù)指標(biāo)見下表。

測距導(dǎo)線外業(yè)觀測技術(shù)指標(biāo)

2.3GPS RTK控制測量

GPS-RTK技術(shù)結(jié)合了GPS測量技術(shù)和一些數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的精華，是GPS測量技術(shù)的一個新的起點(diǎn)。RTK是一種實(shí)時差分的GPS測量技術(shù)，通過載波相位測量，接收機(jī)的設(shè)置在基準(zhǔn)站進(jìn)行，通過連續(xù)觀測所有的可見衛(wèi)星，將這些觀測到的數(shù)據(jù)來實(shí)時的傳送到觀測站。在觀測站中，衛(wèi)星信號和基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PS接收機(jī)中，根據(jù)相對定位的原理算出整周模糊度未知數(shù)，然后進(jìn)一步計(jì)算用戶站的三維坐標(biāo)及其精度，并把他們實(shí)時的顯示出來。這就實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)控，判定基準(zhǔn)站和用戶站的觀測成果質(zhì)量和計(jì)算結(jié)果是否成功，從而降低了冗余觀測量，減少了觀測時間和不必要的數(shù)據(jù)處理。

GPS RTK控制測量技術(shù)要求如下：

（1）點(diǎn)位上空沒有遮掩物，比較適合GPS觀測。

（2）實(shí)施多點(diǎn)校正：用以校正的點(diǎn)必須經(jīng)過GPS靜態(tài)測量和幾何水準(zhǔn)測量的高一等級以上的點(diǎn)（如四等點(diǎn)或一級點(diǎn)）。

（3）觀測之前，先利用周邊3個已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，各坐標(biāo)分量較差均小于2cm后才能實(shí)施流動觀測。

（4）觀測時，有效衛(wèi)星數(shù)大于5，觀測時間為3秒，觀測次數(shù)為3次，支桿高度小于2.5米，大于1.5米，對中誤差小于5mm，點(diǎn)內(nèi)符合精度Mp＜4cm，Mv＜4cm。

（5）觀測必須擺三腳架對中整平或帶支撐腳的支桿。

（6）觀測成果直接記錄于終端中。點(diǎn)校正參數(shù)作為成果提供。

2.4利用CORS進(jìn)行土地勘測控制測量

CORS是連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站參考運(yùn)行系統(tǒng)，是一種網(wǎng)絡(luò)RTK定位的模式，他通過多基準(zhǔn)站的網(wǎng)絡(luò)，將區(qū)域內(nèi)的一些連續(xù)運(yùn)行的參考站點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，比傳統(tǒng)的單站RTK模式精度要高了許多，從而實(shí)現(xiàn)了區(qū)域?qū)嵤y繪的無縫覆蓋。從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的角度來分析，CORS查分定位服務(wù)系統(tǒng)分為以下幾個模塊：參考基準(zhǔn)站網(wǎng)模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與監(jiān)管模塊，用戶應(yīng)用模塊等。

3、土地勘測控制測量實(shí)際運(yùn)用

在實(shí)際的土地勘測項(xiàng)目中，地形環(huán)境復(fù)雜多變，往往通過某一種控制測量方法不一定能達(dá)到控制測量的要求，需采取兩種或多種方法才能解決實(shí)際工作問題。在現(xiàn)實(shí)工作中我們主要以GNSS網(wǎng)進(jìn)行首級控制網(wǎng)布控，利用GPS RTK、CORS系統(tǒng)進(jìn)行圖根控制測量，當(dāng)局部區(qū)域沒有GPS信號或者沒有CORS服務(wù)時，需要采用傳統(tǒng)的全站儀導(dǎo)線控制測量方法進(jìn)行控制測量；靈活選用各種控制測量方法互相配合使用，提高工作效率，保證測量精度。

結(jié)束語：

社會在不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在進(jìn)步，測量設(shè)備及測量方法也在不斷完善；土地勘測測量方法也將隨著前進(jìn)的步伐越來越先進(jìn)，越來越科學(xué)；讓測量工作者盡量少的進(jìn)行高強(qiáng)度的外業(yè)工作，實(shí)現(xiàn)測量工作自動化、智能化、內(nèi)業(yè)化，是我們共同的目標(biāo)。

[1]喬仰文、趙長勝，GPS衛(wèi)星定位原理及其在測繪學(xué)中的應(yīng)用，教育科學(xué)出版社，2003.

[2]李征航等，GPS測量與數(shù)據(jù)處理，武漢大學(xué)出版社，2005.

[3]孔祥元、郭際明，控制測量學(xué)，武漢大學(xué)出版社，2006.

[4]張振勇、王剛，CORS系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)談[J]，中國科技信息，2011.

[5]鐘少波，基于礦山地形測量案例的RTK一體化技術(shù)研究[J]，科技資訊，2011.

[6]格里森，GNSS應(yīng)用與方法，電子工業(yè)出版社，2011.