土地測繪地籍控制測量中GPS的應用探討

孫 帥，田皓天

（南陽高新區(qū)大地測繪有限公司，河南 南陽 473000）

GPS技術一直在進行不斷地更新和提升，現如今更是被運用到各行各業(yè)當中。GPS技術能夠提升土地測繪地籍控制測量工作的工作效率，例如在有特殊的土地測繪以及地籍控制測量環(huán)境中，因為不確定因素的干擾，導致工作人員無法保證測量數據的精準性，傳統測繪工作中還會浪費較多的時間成本和人力成本，但是通過GPS技術，可以解決工作人員無法完成的工作困難，將土地測繪地籍控制測量所在區(qū)域的相關情況呈現出來，從而收獲更為全面、更為精準的數據、信息。可以說，GPS技術屬于土地測繪、地籍控制測量中協助工作人員的一種核心技術。

1 GPS及地籍控制測量的論述

（1）GPS概述。GPS也可以理解為全方位的定位系統，利用GPS技術可以進行衛(wèi)星定位還能夠在海洋、陸地和宇宙內進行衛(wèi)星導航，并且利用GPS技術可以不受實踐的限制，能夠全自動地進行高效率的工作，且精準度極高，不僅不會輸給人工操作甚至有些人工無法完成的任務都可以利用GPS技術來解決，因此被應用到各個領域當中。比如土地確權測量、軍事定位以及交通事業(yè)中的應用，還有現在跟農業(yè)發(fā)展息息相關的土地分配狀況調查以及農業(yè)生產活動等指導工作，都能看見GPS技術。同時，還具備實時性、保密性、抗干擾性、連續(xù)性等主要特征，該技術存在定時功能以及導航定位功能，可以為使用人員帶來更為精確的速度與時間三維坐標。

（2）地籍控制測量。地籍控制測量技術主要是一種根據國家相關法律法規(guī)要求和結合當地現有的測量技術控制點數進行的技術系統設計規(guī)劃、現場選點設計以及工程數據處理控制等一系列過程的控制測量的工作。首先必須進行對地籍控制測量區(qū)范圍進行現場實地觀測考察，然后控制測量進行過程中應嚴格按照國家等級點的標準和技術標準要求來進行控制技術測量，常用控制的控制測量技術方法包括有導線控制測量、三角測量方法以及GPS技術控制測量等。最后就是在測繪作業(yè)區(qū)地域內要建立好一個可以隨時供后期基礎測繪工作提供準確定位的精準高效的地基控制點。

2 GPS測量技術的特點概述

GPS技術能夠把衛(wèi)星的瞬時位置當做起初的計算數據，再通過空間距離的交會方式來明確需要測量地點的準確位置。其能夠實現在海洋、陸地和空中三位一體的全方位定位，技術人員可以通過給衛(wèi)星發(fā)射控制信號，使衛(wèi)星開始定位工作，并及時將測量數據傳送回技術人員的系統中。

（1）測量速度更快，更為便捷。將GPS測量技術實際應用在土地測繪的具體工作中，能夠在提高測量速度的同時，讓相關技術人員實時并且更加全面地了解到土地測繪的數據信息，為后續(xù)工作的開展提供更加準確和科學的數據保障。盡管GPS技術容易受到信號的干擾，但我國通過對此方面的深入研究并且實際應用，對GPS測量技術的功能性進行了優(yōu)化與創(chuàng)新，確保土地測繪地籍控制測量過程中GPS技術的運用能夠更加的穩(wěn)定和有效。

（2）測量效率更高。土地測繪工作相對于其他工作來說會更加復雜和繁瑣，其負責測量和計算國家整個范圍內各個地區(qū)的土地。但是有了GPS測量技術的支持，能夠實現利用遠距離的衛(wèi)星監(jiān)測系統進行測量，并且克服地理環(huán)境等的影響，節(jié)省了大量的工作時間和成本投入，提高了總體的工作效率。而且GPS接收機體積較小，重量較輕，便于測量人員攜帶和使用，也能夠為工作人員減輕工作負擔。

（3）數據更加準確。傳統的測量方法需要人工進行定位和測量，并且要不斷實踐進行檢驗，才能夠保障定位準確。而GPS測量技術能夠對55 km范圍內的土地開展準確測量的工作，并且其可以根據實際需求調整測量數據，對于測量距離的不同，所花費的時間也不同。如果再加上GPS-RTK技術的應用，則能夠實現對相關土地的實時定位監(jiān)測，僅僅需要幾秒的時間就可以完成測量工作，并且也能保障數據準確性。此外，利用GPS技術能夠準確篩選有效的數據信息，并且可以做到對數據的針對性分類，自動除掉誤差較大的數據，使最終的結果更精確。

3 GPS技術在土地測繪地籍控制測量方面的應用分析

3.1 控制網點的精度與密度

通常而言，在正式對測量場地規(guī)模范圍進行具體規(guī)劃論證以前，工作者們需要提前對測量所在的區(qū)域基礎設施的發(fā)展建設用地狀況、發(fā)展布局等等作出深入了解，促使規(guī)劃更具精度與精確性。在初期開始構建工作之時，首先，對于整個GPS網絡的測量精度分布與密度等需要預先做出明確，對整個布網精度的等級也作出充分考量，促使其在后期測量建設工作有序開展期間，能夠及早將這種由于前期測量的結果精度出現較大偏差而對網絡整體工程精度水平產生一定影響的技術問題規(guī)避。其次，在開展測量設計工作準備期間，相關單位工作人員都應該及時對網絡相關位置標示、控制點設置作出具體明確，并且應同網絡測量設計工作進行相結合。最后，需要進一步將算點的工作做好，將點與點之間的邊連、相連等加以有效運用，從而確保整體網環(huán)的同步布置工作的完成。如此，不僅能夠確保將再設站目的得以圓滿實現，還能夠促使GPS網收獲更大的幾何強度。同時，運用GPS技術，在開展土地測繪地籍控制測量期間，促使觀測點不需要再互相通視，打破以往地籍測繪選取控制點方面的制約。

3.2 優(yōu)化地籍控制網

以往的三角測量，能夠在費用、精確度、可行性、可靠性等方面作出重點探索，同時，收獲眾多實際應用的成效。而同以往的測量方式相比，GPS技術在測量過程中需要具有一定的隨機性和眾多的函數模型支撐。但是，GPS地籍控制網在設計時也不是完美無缺的，也需要優(yōu)化，通過設計的優(yōu)化來使技術的精準度更高，從而在土地測繪地籍控制測量工作中成為不可或缺的一項技術。

3.3 GPS網會受位置基準點偏差的影響

在利用衛(wèi)星GPS技術來建立城市地籍控制網絡時，GPS三維和二維坐標系是由衛(wèi)星wgs-84坐標系衛(wèi)星定位，因此參考橢球體及其位置的確定參考橢球體理論的物理基礎與城市網絡GPS技術的發(fā)展形成也有著極為重要直接的關系。在經度方向，支架位置有偏差會引起衛(wèi)星導航裝置的旋轉。網絡規(guī)模條件下的橢球體和衛(wèi)星導航裝置數據的變化是來源于參考了其在高度方向曲線上的實際位置，并最終將使其投影映射到衛(wèi)星導航裝置上的線上投影的測量結果。因此，在測量高度時，可以用傳統的方法測量導航裝置的位置。

3.4 在地籍測量中的應用

地籍測量的內容主要是對土地面積進行計算、測量和繪制地籍圖和土地所有權的界限等，其測量原理是對土地所有權屬界限點進行測量，再繪制較大比例的平面圖來測量區(qū)域內土地和房產的具體面積。而GPS測量技術實際應用中網格狀結構的設置使地籍測繪工作變得更加靈活，準確度也進一步提高。在進行實地測量時，只需要提前對精度范圍做好控制，選取合適的測量點，并依照科學的規(guī)章制度開展測量工作，就可以獲得相對精確的測量結果。而在比較密集的區(qū)域進行測量時，可以利用全站儀進行測量，其能夠做到記錄和儲存數據信息的全自動化，也更能保障測量結果的科學性和準確性。

3.5 GPS技術在地籍細部測量中的應用

在傳統的地籍細節(jié)部分測量工作的過程中，對于每次測量和繪制圖形的相應的線路和數量等信息數據都有精確度的要求。例如，兩點間的距離、每段路的長度或者兩村之間的距離等數據上的誤差應該縮小在15 m之內，而一些路段的長度測量結果的誤差應該縮小在10 m之內。測量人員通常都會采取多種測量方法進行多次測量，再根據幾次的測量數據計算出平均值作為最終數據，有時候也會用到物理測量的方式等。但GPS測量技術的應用，僅僅需要對測量區(qū)域采取定點式的測量，再和相對大比例的圖形繪制進行對比，就能夠得到更為科學準確的數據信息。

3.6 基于RTK技術測量方式的優(yōu)化應用

RTK技術是作為傳統GPS定位測量控制技術及其與無線數據無線傳輸處理技術應用相結合研究的創(chuàng)新產物，實現了對GPS測量技術的原有技術性能方面的全面突破，增強了在實際生產應用系統中利用GPS定位技術工作的可靠時效性，優(yōu)化調整了傳統地籍定位控制及其測量方式。具體特點表現為：首先，結合中國地勘地籍和控制測量技術工作領域的某些實際情況需要，在廣泛應用于RTK技術方面，可適當優(yōu)化有關交界點坐標測量的地籍測量中工作方式，增加地籍控制測量領域中應有的工程技術含量。其次，RTK技術廣泛應用有利于迅速提高國內地籍及其控制技術測量技術中坐標點測量方法的設計精度，使今后其控制測量設計工作逐步得以全面順利開展，并有利于逐步適當優(yōu)化其現有的地籍測量方式。最后，在地勘地籍調查測量與控制實施過程管理中，擴大和逐步實現對地籍測量技術中涉及的RTK技術及其應用控制范圍，實現其對游離土地資源的利用環(huán)境狀況等的全面實時監(jiān)控、測量技術工作中的實時信息化處理；實現在其正確有效貫徹地籍測量的工作，消除各種干擾等因素存在下而造成的各種影響，控制并優(yōu)化各種測地方式，減少測量管理中產生的問題。

3.7 在農地變更作用中的應用

在進行傳統測量土地的工作過程中，工作人員會利用平面儀或平板尺來測量土地之間的距離或界定點的位置，在此類工作中無法避免人為操作和設備本身帶來的數據誤差，對測量效率和準確度也會產生不良影響。但是通過利用GPS測量技術，當相關部門和人員有征用、出賣土地或對土地進行商業(yè)規(guī)劃等的需求時，可以準確界定和計算出土地的使用面積，為土地審批提供更為精準的數據。選用GPS技術中的RTK技術，需要找準放樣坐標，而利用衛(wèi)星傳回的圖形就能夠選取合理的放樣點，使放樣過程變得更加簡單。測繪及確定界限的精確度和準確度更高也能夠為政府整體的土地管理工作提供便捷性。

3.8 在野外測量時的應用

土地測量工作需要應對惡劣的工作環(huán)境和艱難的測量任務等問題，測量工作的開展一般都是在野外進行，應用GPS技術能夠為其提供較大的便利。一方面，利用GPS的導航和定位系統，能夠為技術人員提供最為合適的觀測點和測量點，減少尋找測量點的時間。另一方面，合理應用GPS測量技術，能夠實現利用衛(wèi)星系統的全面觀測。比如，利用GPS測量技術能夠更及時且快速地獲取測量數據，包括天氣變化、經緯度、最高值和最低值等。

4 GPS技術在土地測繪地籍控制測量方面的應用優(yōu)勢分析

（1）定位精度高。傳統的測量工作可能需要人工定位以及人工測量，并且為了保證準確性還要進行實踐檢驗。相關的研究、實踐表明，GPS技術具備特別高精度的定位能力，可以在5×104m范圍中，達到6~10 m；在10~50萬米范圍中，達到9~10 m。

（2）觀測時間短。GPS技術的不斷完善和發(fā)展可以不斷縮短觀測時間。如果快速靜態(tài)中流動站與基準站之間需要保持1.5×104m范圍的距離，流動站觀測只需要利用1~2 min的時間。并且對每個流動站進行觀測只需要幾秒鐘就可以隨時定位，這樣能夠讓技術人員能夠在最快時間內對數據信息進行全面了解。

（3）無需相互通視。在測量期間運用GPS技術，各個觀測站之間不需要相互通視，只需要確保觀測站具備開闊的上空便可，能夠將造標的成本節(jié)省。另外，無需相互通視點與點，可以將土地網中過渡點、傳送點的測量工作免去，節(jié)省更多的時間。

（4）提供立體坐標。以往土地測量在開展高程與平面實測期間，由于地面高度差等因素，而運用不同測量方法。但是，通過GPS技術的運用，能夠對每一觀測站的立體坐標同時測定。

（5）操作簡單。當前，對于GPS接收器而言，相關技術人員正在對其不斷做出改善，促使GPS接收器正在不斷縮小體積、變輕重量，同時，也全面提升自動化程度，這能夠將相關測量工作人員的工作難度、工作強度大幅減少，促使野外測量能夠變得更為簡便。另外，GPS技術在測速、測時、測量、導航等方面同樣存在一定的優(yōu)勢。

5 結束語

綜合上述的分析而言，土地測繪地籍控制測量所在地區(qū)會存在眾多不確定因素，如果工作人員采取人工測繪、測量的方式，將會導致測繪、測量的結果、數據存在一定的偏差。而且隨著我國科技的深化，大力開發(fā)和推廣GPS技術，使地勘工作的效率得到全面提高，控制測量工作的效率得到了實際提升，反映到整個地區(qū)的工作人員身上，為后續(xù)工作順利開展提供了重要的基礎測量，更提高了測量工作的準確性和真實性。由此可見，在土地測繪地籍控制測量之中，必須要對GPS技術科學、合理運用，該技術在土地測繪地籍控制測量工作中存在不可小覷的發(fā)展前景，是確保高效率工作的關鍵因素。