GPS技術在國土測繪工作中的應用

蔡林海

摘要：國土資源的保護重中之重在于國土測繪，而傳統的測繪技術已經無法達到國土測繪所需要的精度和準確度，在這種情況下，全球定位系統GPS衛星技術的迅速發展，給測繪工作帶來了質的變化，因其操作簡便、節省勞動力、消耗時間少、定位精度高和全天候作業等優點，這項技術已被廣泛應用于國土測繪工作中。

關鍵詞：GPS技術；地籍測繪；勘測定界；GPS-RTK術

1概述

國土測繪工作對國土資源的管理而言，其重要性不言而喻，但是常規的測繪方法受環境、誤差等因素的影響很大，其精度和效率已不能滿足當前國土資源管理的要求，而GPS技術的應用為國土測繪工作帶來了巨大的便利。因此國土資源部門相應的加大了對國土測繪資金投入，大力推廣GPS技術，使國土資源管理中高效率、高精度的測繪工作發生了質的飛躍。

2GPS技術簡介

GPS是一種無線電導航系統，它的應用以衛星技術為基礎，具有全能性、全球性、連續性、全天候、實時性的導航等多種功能，圖1為原理。因為其擁有這些無與倫比的優勢，目前國土測繪工作已廣泛運用該技術，并取得了前所未有的突破。

3GPS技術在地籍測繪中的應用

地籍測繪工作包括地籍測量和權屬調查，是為了調查和測定土地（宗地和圖斑）的界線、面積、權屬和利用現狀等基本情況。全球定位系統GPS衛星技術的迅速發展，給測繪工作帶來了翻天覆地的變化。

3.1GPS地籍測繪控制

地籍測繪首先要進行全測區的控制測量，在城鎮地區界址點密度較大，因而在保證網點的點位精度條件下，控制點密度最好增大到便于測定界址點。GPS各邊比常規網邊長變化幅度大，長短邊結合靈活方便。因此可以分期布設分級網，需要時也可直接混合布設到所需的密度。

3.2GPS技術引入地籍細部測繪

地籍細部測繪是地籍調查的重要部分，主要是為了測定每宗土地的界址點、線、數量、位置、形狀等。在地籍平面控制測量基礎上的地籍細部測繪，對于城鎮街坊外圍界址點及街坊內明顯的界址點間距允許誤差10cm，城鎮街坊內部隱蔽界址點及村莊內部界址點間距允許誤差為15cm。GPS技術可以滿足此精度要求，因此可以在適合布設GPS點的部分測區使用此技術。

3.3GPS技術在地籍測繪中的誤差

GPS技術雖然具有靈活多變的布網方式，效率高、精度大，但GPS地籍控制網的設計仍亟待改進。在設計GPS地籍控制網時，主要誤差來源有：接收設備導致的誤差、與信號傳播相關的誤差和地球自轉以及其他效應所造成的誤差共三種。這些都要求GPS技術自身的改進與發展，以不斷的消除誤差，更好的服務于地籍測繪。

4GPS技術在土地勘測定界的應用

GPS技術在國土測繪中一個重要的應用就是通過實時動態定位（GPS-RTK）技術快速測定界址點進行土地勘測定界。GPS-RTK是一項實時GPS測繪技術，它以載波相位觀測值為基礎。GPS-RTK技術的推廣應用，使得我國的國土測繪向著信息化的方向有了巨大的飛越。但在該技術的應用過程中也存在一定的缺陷，還需要相應補救措施來解決這些缺陷。

4.1GPS-RTK技術簡介

進行GPS-RTK作業時，基準站和流動站要保證跟蹤到至少5顆以上的衛星，基準站不間斷地觀測可見衛星，根據基準站已經確定的精密坐標，計算出基準站到衛星之間的距離，并由基準站實時地將這一改正數發送出去。流動站接收機在進行GPS觀測時，不斷接收到基準站的改正數，并在系統內組成差分觀測值進行實時處理，不斷提高定位精度，求得所需要界址點的三維坐標（x，Y，z），從而確定界址點。

4.2 GPS-RTK技術的控制

（1）在應用GPS-RTK技術開展國土測繪工作時，需要收集測繪區域的齊全數據，再安置好高程控制點和平面控制點的位置，根據精度將其分為不同的級別，確保控制點間能夠保持不同等級點之間的通視。測繪的方法通常采用單基準站RTK、網絡RTK以及后動態測繪等措施，從而避免通信情況不佳的情況。

（2）測繪工作前確保測量儀器的正常運轉，基準站的位置要符合規定以確保數據傳輸的效率。

（3）坐標系統的轉換及定位。GPS-RTK技術應用的是WGS-84坐標系統，勘測定界中的坐標系統則應用獨立坐標系或54坐標系，所以要進行坐標系統的轉換。一般使用平面轉換和高程擬合的方法，將所得的數據進行轉換，并進行數據的分析，從而進行定位。

4.3GPS-RTK技術在土地勘測定界的應用

國土資源管理工作中農轉用報批、劃拔、出讓、利用規劃調整、復墾及開發整理的需要進行土地勘測定界時，隨著GPS-RTK技術的廣泛應用，土地勘測定界的工作逐步用現代測繪技術代替常規測繪方法。使用GPS-RTK技術進行定位將基準站所測得的數據傳輸給給流動站，流動站再采集GPS觀測數據，形成差分觀測值，計算出流動站的三維坐標及其精度并進行土地定界。GPS-RTK技術在土地勘測定界中的工作模式有兩種：

（1）快速靜態測量。確定一個基準站，并放置一臺GPS接收機追蹤所要觀測的衛星：再在各點流動設站安放接收機，圖2為位置示意：觀測一段時間后，記錄所測得的數據。

（2）準動態測量。確定基準站后，安置GPS接收機追蹤觀察衛星；在1號站放置1臺接機進行觀測；觀測結束后，在不失鎖的情況下，在各站點分別安置接收機，并進行觀測，圖3為位置示意：記錄收集數據。

通過這兩種模式實時計算出的定位結果，根據監測基準站于用戶站的觀測結果的質量及計算結果，對定位結果進行實時判斷，用這種方法可減少觀測次數，提高效率。

4.4GPS-RTK技術的缺陷

（1）GPS-RTK技術的定位消耗時間很長，其定位的精度很難把握，因此要經常修側和補測RTK，再結合補測結果和先前所得的數據值，這時相關人員要及時更新數據庫，以保證數據庫內容的實效性、準確性。

（2）應用GPS-RTK技術進行國土測繪時，需要配置5顆以上的觀測衛星一起工作，但是受外界條件的制約卻不能達到此數量要求，數據在初始化過程中經常會發生錯誤，導致測繪工作無法完成。

（3）工作人員發現即便在對地形較為寬闊的地區應用GPS-ETK技術進行國土測繪時，測繪的結果也總會出現偏差。結束語：國土測繪往往具有界址點測繪瑣碎、數據更新快、范圍大等特點。GPS作為國土測繪中的一種同信息化相結合的測繪技術，操作簡便、減少人力費用、定位精度高、可全天候作業，因此已被廣泛推廣使用，但也存在信號屏蔽、衛星可見度等問題，這便要求不斷改善自身的技術，目前也可采用GPS與全站儀、GPS與CCD相機、GPS與手持式激光測距儀集成等測繪技術措施來彌補其缺陷性，相信隨著GPS-RTK等技術的飛速發展與成熟，其在國土測繪中的應用會更加完善。