GPS在邊界勘測中的應用

李衛(wèi)新 高磊

Application of GPS in Boundary Survey

摘要：隨著GPS技術的快速發(fā)展，它已經(jīng)廣泛地應用在測繪工程項目的各個方面，特別是在現(xiàn)代的地籍測量工作中更是起到了重大的作用。勘測定界工作是對土地加強管理，使土地的審批工作更加科學化、制度化、規(guī)范化的一項測繪技術工作。本文通過對GPS技術及邊界勘測工作的描述，最后結合實際工作總結了南方GPS測量儀器在礦山邊界勘測中的應用情況。

Abstract： With the rapid development of GPS technology， it has been widely applied in all aspects of Surveying and mapping engineering projects， especially in modern cadastral surveying. The survey and demarcation work is a surveying and mapping technology to strengthen the management of land and make the land examination and approval more scientific， institutionalized and standardized. Based on the description of GPS technology and boundary survey work， and finally， combined with practical work， the application of southern GPS measuring instrument in mine boundary survey is summarized.

關鍵詞：GPS技術；邊界勘測；地籍測量；南方GPS

Key words： GPS technology；boundary survey；cadastral survey；southern GPS

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0232-02

1 邊界勘測原理與方法

1.1 邊界勘測的概述

邊界勘測即是勘定行政區(qū)域或建設用地界線。邊界測繪就是勘定行政區(qū)域界線的測繪工作。它是在確定界線實際走向以后，在實地埋設界樁，測定界樁點位，測繪邊界地形圖，并在地形圖上表述邊界線走向等工作。邊界測繪的目的是通過獲取和表述行政區(qū)域界線的位置和走向等信息，為勘界和邊界管理工作提供基礎資料和科學依據(jù)。

1.2 邊界勘測的工作內容

邊界勘測的內容包括：界樁的埋設與測定，邊界線的標繪，邊界協(xié)議書附圖的繪制，邊界線走向和界樁位置說明的編寫，中華人民共和國省級行政區(qū)域界線詳圖集的編纂和制印。

1.3 邊界勘測的工作流程

邊界勘測按其工作流程主要分為：準備工作、野外測量和調繪、內業(yè)成果整理、質量檢查驗收四個階段。界樁的制作和埋設由民政部門與國土部門共同完成。

1.4 邊界勘測各級檢查驗收及成果上交

勘界測繪工作結束后，由雙方勘界工作機構組織對測繪成果成圖資料的完整性和正確性進行全面檢查、整理，并由雙方負責人簽名。內容包括：邊界線標繪資料，邊界線走向和界樁位置說明，邊界協(xié)議書附圖，界樁埋設位置和界樁號編排，界樁成果表和界樁登記表，觀測手簿和計算手簿。經(jīng)過雙方勘界工作機構組織對測繪成果檢查合格后，報上級政府勘界工作領導小組辦公室組織。上級政府勘界工作領導小組辦公室組織對上報成果進行檢查驗收。勘界測繪成果的基本要求是：各類圖表清晰易讀、項目填寫齊全、文字敘述簡明確切、地理名稱調注準確、簡化字和少數(shù)民族語地名譯音正確、一切原始記錄和計算成果均正確無誤、精度符合規(guī)定要求。

2 實例應用

GPS技術應用在地籍測量及邊界勘測中的主要工作為：靜態(tài)、快速靜態(tài)來進行首級控制與圖根控制測量；GPS-RTK主要用來碎部點的采集及施工放樣。下面以2011年某某礦的邊界勘測項目為例，從南方GPS技術的應用到勘測定界技術報告的編寫等方面來闡述GPSR技術在邊界勘測中的應用情況。

2.1 儀器設備準備情況

此次工作主要使用的測量儀器有：南方S86T雙頻GPS接收機4臺，拓普康GPT-3002LN全站儀1臺。

2.2 GPS首級控制網(wǎng)的建立

①D級GPS控制點的選埋與觀測。

對于GPS控制點點位的選擇與埋設主要滿足以下幾點：點位選埋在便于安置儀器的堅硬、易于標石保存的地面上；視野開闊，視場內的障礙物高度角不宜超過15°，附近沒有大型建筑物、大功率無線電發(fā)射源，遠離高壓線和微波塔等，標石埋好后用水進行澆灌待穩(wěn)定后才進行觀測。

此次共使用4臺南方GPS接收機進行同步觀測，礦區(qū)共埋設4個D級GPS控制點（D001、D002、D003、D004），需聯(lián)測已知國家控制點4個（C002、C003、C005、C006），所以采用邊相連的方式進行。首先對C002、C003、D001、D003四個點進行聯(lián)測，然后D001、D003不動將另兩臺儀器移至D002、D004再進行觀測2個時段，最后將在D001、D003的兩臺儀器挪至C005與C006觀測完即可，并做好相關記錄工作。

②平差計算與精度分析。

使用南方GPS自帶平差軟件“南方測繪Gps數(shù)據(jù)處理”進行解算，結果如下：三維無約束最佳基線為C002—D003，其基線相對誤差：1：2902755，最弱邊為C006—D004，其基線相對誤差：1：650012。二維約束最佳基線為C003—C002，其相對誤差：1：5289962，最差基線為C006—D004，其相對誤差：1：723008。點位精度最差點點號：C006，其點位誤差：4.958mm；最優(yōu)點點號：D001，其點位誤差：2.8424mm。

由此可知控制點C006的點位精度最低，其原因主要是因為此點為國家二等三角控制點而另外三個控制點為國家C級GPS控制點，而此次主要應用三個C級點為起算點進行解算，C006只是作為驗證點進行，并且在現(xiàn)場勘查過程中此點位于基巖上，且有位移的可能性，因此此點的點位精度最低，但卻不影響此套成果的整體精度，所以由以上可知本礦區(qū)D級GPS控制點成果的精度可靠，滿足規(guī)范及設計要求。

2.3 勘界測量

由于D級GPS控制點兩點間的距離較長，不能滿足界址點放樣與采集的要求，所以必須進行圖根控制點的測量。此項目中圖根控制點使用5cm×5cm的木樁埋設，數(shù)據(jù)采集使用南方GPS-RTK中的“控制點測量”命令，最后生成“GPS控制點測量報告”。具體操作如下：

2.3.1 儀器設置

此項工作至少需要兩臺以上儀器進行，所以必須對所有儀器重新進行設置，將1臺儀器設置成基準站外掛電臺模式，另外一臺或多臺儀器設置成移動站電臺模式。

2.3.2 基準站架設

基準站每次都架設在了礦區(qū)內地勢較高、四周開闊、周圍沒有高壓線與電磁輻射源的位置，兩個角架均用石頭進行固定，以防被風吹倒。正確連接好各條連接線后再開機工作。

2.3.3 移動站的使用

①新建工程。打開南方S730手簿中的“工程之星3.0”軟件，新建一個工程名，一般以日期命名，如：20101026，表示工作時間為2010年的10月26日。然后設置好坐標系統(tǒng)與中央子午線經(jīng)度。再到“求轉換參數(shù)”中設置四參數(shù)，此文件可在靜態(tài)平差成果中輸出（文本格式為*.cot），也可到各個已知控制點上采集WGS-84坐標后與已有坐標求出。最后再到已知點上進行“點校正”，通過另外兩個點進行檢查，合格后即可進行其他工作（如：點測量、控制點測量、點放樣、線放樣等）了。

②圖根控制點測量。在“測量-控制點測量”命令中。使用簡易三角架將移動站安置在需要測量的圖根控制點上，執(zhí)行“控制點測量”命令，根據(jù)精度要求可以修改測量設置，精度越高觀測的時間越長，觀測完成后可生成“GPS控制點測量報告”。

③點放樣。點放樣的目的是將已有的礦產(chǎn)證上的拐點坐標放樣到實地進行埋樁。所以此項工作也非常重要，當以上儀器的每項設置都完成后，就可以在手簿中的“測量-點放樣”中輸入需要放樣點的坐標進行放樣工作了，如果數(shù)據(jù)較多可以在前一天將所有數(shù)據(jù)編輯為“點名，坐標X，坐標Y，高程”，以記事本的格式存儲在手簿中，要放樣時直接打開文件即可。放樣時手簿會實時提示我們距離放樣位置的方向和平距，能引導我們準確地找到要放樣點的精確位置。點位放樣完后就可以埋設界址點樁了。

④點測量。當界樁埋好后就可以進行界址點的坐標采集工作了，使用南方RTK儀器中的“測量-點測量”命令對所有界址點進行測量，每個界址點采集兩次取其平均數(shù)作為最終成果。在邊界勘測工作中使用GPS-RTK技術進行界址點、碎部點的測量具有以下幾個優(yōu)越性：1）定位精度高、點位精度均勻穩(wěn)定、整體精度連續(xù)性強。2）觀測時間短、可以實時測定測站坐標，并能達到厘米級精度。3）全天候作業(yè)、不受天氣、地形、通視條件等因素的影響。4）操作簡便、機動性強、作業(yè)范圍廣、減少外業(yè)工作量。5）誤差分布均勻，不存在誤差積累。6）實時提供點位三維坐標、精確測定平面位置及大地高程。7）內業(yè)計算工作量小、縮短成圖時間、提高工作效率。

但是也存在著一定的缺陷與不足，如下：1）GPS接收機必須與天通視且周圍不能有高大建筑物或樹木，否則GPS將接收不到衛(wèi)星信號而無法工作。2）移動站與基準站的距離不能太遠，否則也接收不到衛(wèi)星信號。

2.4 勘界成果的整理

當所有外業(yè)工作結束后，進行內業(yè)處理工作，主要有：勘測定界圖的制作、土地勘測定界表、土地勘測面積表、土地分類面積表、土地用地范圍略圖、界址點坐標成果表、界址點點之記、土地勘測定界技術說明等，最后匯總編定為一本土地勘測定界技術報告書。待上級政府勘界工作領導小組辦公室組織對上報成果進行檢查驗收后發(fā)證。

3 結論

通過上述的闡述和實例分析可以得出以下幾點結論：

①邊界勘測項目一般具有法律性強、作業(yè)區(qū)域大、界址點測量繁瑣、數(shù)據(jù)變更快等特點。所以它的成果必須具有可靠性強、精確度高、兼容性好的特點，而GPS測量方法剛好可以取得這樣的成果。②GPS及RTK是地籍測量中的一種新技術，具有許多優(yōu)點，比如：定位精度高、操作方便、全天候作業(yè)、所需人力少、減少生產(chǎn)成本等。特別是在圖根控制測量和界址點測量方面的優(yōu)勢尤為突出。③對于GPS-RTK的缺陷性，可以使用全站儀與RTK配合作業(yè)的方式來解決這一問題。可以使用RTK進行圖根控制測量來為全站儀支站，使用全站儀來對RTK測量不到的地方進行補測，從而使整個測區(qū)無死角，測量得到所有成果。

所以無論是在現(xiàn)在的地籍測量、工程測量還是在土地權屬測量方面，GPS技術將發(fā)揮著越來越重要的作用，特別是隨著科學技術的進步（CORS系統(tǒng)）與測繪儀器的發(fā)展，GPS技術將更廣泛地應用在邊界勘測與其他測繪項目中，為社會實現(xiàn)高科技、高水平的發(fā)展做出貢獻。

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