地籍測量中應用GPS技術的探討

莊錦杏

摘要：隨著全球定位系統（GPS）技術的日益成熟和普及，GPS已在國民經濟各個領域中得到了廣泛的應用，尤其在地籍測量中發揮了巨大作用。GPS測量技術的應用，將極大地推進城鎮全解析的數字化地籍測量技術的發展，使城鎮地籍管理和地籍測量手段實現自動化和半自動化，有力地促進城鎮地籍信息系統的建設和城鎮地籍管理水平的提高。本文重點介紹了GPS技術的基本原理及其在地籍測量中的作業模式、工作流程和控制措施。

關鍵詞：GPS；PTK；地籍測量

前言

GPS又稱為全球定位系統，近年來在測量行業得到了來越廣泛的應用，使得傳統的測量方式發生了質的變化，日益成為建立和加密大地測量控制網最可靠和經濟的手段之一，在城鎮地籍測量中的優勢十分顯著。

1GPS與地籍測量

1.1GPS技術基本原理

GPS是指利用GPS定位衛星，在全球范圍內實時進行定位、導航的系統，稱為全球衛星定位系統，它是采用距離交會法以三角測量的定位原理來進行。GPS所采用的是多星高軌測距體制，并且將GPS衛星和接收機的距離量作為基本觀測量。只有在地面GPS接收機同時接收不少于3顆衛星信號之后，才能利用位置距離或者載波相位測量，進行分析計算出衛星信號到接收機所需要的距離與時間，然后根據各衛星位置信息，使衛星到用戶的多個等距球面相交后，就能夠獲得用戶的三維（經度、緯度、高度）數據坐標、速度以及時間等相關參數。GPS的測量中最常通常使用的兩類坐標系統是在空間固定的坐標系統和與地球體相固聯的坐標系統，又被稱作地固坐標系統。在實際應用過程中坐標系統的變換需要根據坐標系統間的轉換參數進行，一次來進行坐標系統坐標的推算。這么一來便使得表達地面控制點的位置和處理GPS觀測成果更加容易，因此作為新一代的衛星導航與定位系統——全球定位系統，以其自身的全球性、全天候、高精度、高效益的優點，因此在地籍測量過程中得到了廣泛應用。

1.2地籍測量

做好土地管理工作，地籍測量是基礎，它是在地籍調查的基礎上，通過輔以儀器設備的測量技術，從控制到局部，測量出各類土地的精確位置與大小、境界、權屬界址的坐標點與地面面積和地籍圖，來滿足土地管理部門和其它有關部門在國民經濟建設的需要，被作為技術基礎用于土地管理。

1.2.1基本原則

分級布網、逐級控制，遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則。

1.2.2測量方法分類

根據設備手段不同可分為普通測量法（地面法）、航測法和綜合法；根據地籍原圖的成圖方法可分為部分解析法、解析法和圖解法；根據基本圖件的可用性可分為修測、補測與全測。

1.2.3測量內容

地籍平面控制測量（在地籍調查區域內，根據國家等級控制點要求選擇若干控制點，逐級測量計算平面位置的過程），地籍細部測量（根據地籍平面控制點，確定地籍要素和附屬地物的位置，并使用確定的比例尺繪制圖紙的測繪工作），繪制地籍原圖，面積計算與匯總統計，結果的檢查與驗收。

2地籍測量應用的GPS技術

GPS技術對土地測量定界應用主要體現在：土地利用和征收、土地規劃、土地轉讓、土地利用和土地開發整理及復墾等。通過測量來定義土地的使用范圍，實現邊界地址位置、土地利用現狀、土地使用面的管路量化和土地的審批等方面的量化管理，確保科學合理、公平準確的應用土地。早期地籍測量使用的是專門測量儀器、人工測量，但測量的范圍相對來說比較小，因此測量精度也不夠高，加上外設環境和人為因素的影響，致使地籍測量具有較強的不準確性，給相關人員提供了多用土地資源的機會。技術采用完全自動化操作來減少外部因素的影響，高速度、高精度，并確保它可以高效的完成測量任務。

2.1地籍測量作業模式

2.1.1常規靜態相對定位

使用2臺及以上接收機分別安置在一條或幾條基線的兩端點，同步觀測至少4顆衛星，每段時間45-120min。基線的相對定位精度可達5mm+1*10-6*D。GPS網形利于外業檢查，可以通過調整，進一步提高定位精度，建立地籍控制網適用。

2.1.2快速靜態定位

在測量區域中部選擇一個基準站，并安置一臺持續跟蹤所有可見衛星的接收機，另一臺接收機流動到各點依次設站，每個點觀測幾分鐘，實測出流動站相對于基準站的基線中誤差為5mm+1 *10-6*D。其特點是高運算速度和精度，但兩臺接收機工作不能構成閉合圖形，可靠性差。可用于建立地籍平面控制網、控制點加密和界址點測量等工作。

2.1.3GPS-RTK

實時動態定位GPS-RTK技術是基于載波相位觀測的實時動態定位系統，RTK技術的應用要求是在進行定位時基準站接收機實時地把觀測和已知數據傳輸到流動站，流動站快速求出整周模糊度，在觀測到四顆衛星后，可以實時地求出流動站的厘米級動態位置。這種技術已被廣泛用于地籍測量，能實現實時測定界址點可以達到厘米級精度。GPS測量數據處理后直接錄入GIS，可以及時獲得準確的地籍圖。

2.2GPS在地籍測量中的流程

2.2.1平面控制測量

建立測區控制網：根據地籍測量規范的要求結合當地實際情況用靜態測量方法建立測區控制網，并與國家點聯測，求出各點坐標。求取地方坐標轉換參數，合理選擇控制網中的已知點，求轉換參數，為RTK動態測量做好準備。基準站應架設在地勢較高，四周開闊的位置，以便于電臺的發射和衛星接收。外業操作基準站架好后，開機進行系統設置、無線電設置以及天線高輸入，并啟動基準站，流動站也進行對應于基準站的設置，進行測量。完成外業的測量后，可以將數據傳人內業軟件，轉換為所需的任何數據類型。

2.2.2地籍碎部測量的基本方法

在測定界址點和地物點前，傳統方法是在首級控制網下加密一、二級導線和圖根導線，隨著GPS設備的普及使用GPS快速靜態模式設置導線，是一種高效地選擇，地籍測量變化時，原有已知點破壞較多時，也可選GPS快速靜態模式加密導線，但觀測時間應大于15分鐘，布網時起算點要足夠，起算點分布要均勻，現在界址點解析法測量主要是全站儀極坐標法和GPS-RTK法，采用GPS-RTK方法時，因為每個界點測量都是孤立的，沒有檢查條件，建議認真測定每個界址點二次。當在高層建筑物或較為隱蔽的地方，RTK接收機接收條件差，測量狀態不能固定時，應用全站儀進行測量界址點，所用全站儀具有自動記錄和內存管理功能，外業直接觀測到的界址點平面籍坐標，記錄在全站儀內存中，在測量過程中注意草繪。由于全站儀測量的坐標精度高叉如實記錄數，方便地把數據傳輸到計算機，所以也是數字測圖的主要方法。

2.3GPS在地籍測量中的控制

（1）地籍控制網點精度和密度的控制，地籍測量的首要任務，是對測量區域的控制測量，它是測繪地籍圖件和數據收集的基礎，地籍控制網點精度和密度，主要滿足測量土地權屬范圍的特征點，即界址點服務。GPS地籍控制網的網點密度可根據測量范圍和先后次序分為兩類：基本網和加密網。由于城鎮界址點密度大，因此在保證網點的點位精度條件下，控制點密度力求增到便于測定界址點，必要時在GPS網下再加密一級圖根導線，可以方便地直接從圖根點測定界址點。

（2）基準站的位置選擇十分重要，不僅影響觀測精度，也關系到基準站與流動站的數據通信，特別是當使用移動電話信號通信時。基準站應設置在開闊無遮擋的高處，方便的話，突出的平頂樓房的房頂是一個不錯的選擇。當然也要滿足其他條件。

（3）差分定位精度會隨流動站到基準站距離的增大而降低，因此用于求解轉換參數的已知點應均勻分布，覆蓋整個測量區域，對高程測量尤為重要。

（4）使用GPS-RTK做圖根控制測量時，應盡量使用對點器。若使用對中桿，除了仔細檢查校正對中桿上的水準器外，還必須有三角支架支撐，直接用手扶持對中桿進行對中很難達到精度要求。

（5）使用GPS-RTK進行控制測量所作的圖根控制點，兩點間最好能實現通視（即形成可以通視的點組），以方便全站儀和其他儀器的聯測。一般來說，每個控制點最好在不同時段觀測兩次取其平均值作為結果，兩次觀測值的較差不要超過3cm。

（6）當作業在有遮擋地區時，不可勉強作業。由于GPS信號較差，觀測結果不是很可靠，應十分注意檢核，或者配合全站儀來測量。

3結束語

目前GPS系統的應用為進行精確快捷的大地測量作出了巨大貢獻，它的應用具有精度均衡、效率高的優點，比常規地籍測量更為廉價和有效。GPS的應運也存在一些控制難點如對環境要求高等，因此在地籍測量中，要做好控制措施，不能單獨使用，應配合全站儀聯合作業，滿足測量的各方面要求。