基于GPS技术的河北某城镇平面控制测量技术研究

张丽丽

摘 要：本文基于笔者多年从事控制测量的相关工作经验，以河北某城镇地籍数字测量为研究背景，论文首先概要分析了GPS-RTK测量技术要素，进而探讨了平面控制测量的技术思路方法及图根控制测量的具体实施流程，包括如何进行GPS静态数据处理及平差精度分析等。

关键词：GPS 地籍测量 平差精度 分析

中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0026-02

1 任务概述

（1）测绘区范围：测绘区分为新测区与补测区，新测区域包括24.46 km2。（2）测绘内容：调查内容主要包括：控制测量、地形图测绘、权属调（核）查、地籍图测绘、土地利用现状调查、数据入库等内容。控制测量工作：包括测区踏勘、已有控制测量资料收集和分析、控制测量方案设计、加密控制网布设、图根控制测量及控制测量资料整理工作。地形图测绘工作：对于新测区采用全解析（即全野外数字化）方法测制地形图；对于修补测区采用全解析方法对发生变化的地物进行测绘，确保新测区域、修补测区域地形图现势性相一致。

①新测区域：无地形图区域，则开展全要素地形图测绘，同时开展界址点测绘，确保其数学精度完全满足地籍权属调查界址点的精度要求。

②修补测区域：本项目补测区域内已有2003年完成的地籍测量成果资料，整个测区内有部分2003年后宗地测量成果，供修补测使用。修补测区域地形图的数学精度应与已有地形图的精度相一致，新老地物之间空间关系合理。

2 平面控制测量

该项目分数字化实测、数字化修补测两种情况。以上两种情况的地籍测量工作流程都是一致的，需完成基础控制网测量、图根控制测量、数字化采集碎部数据、地籍要素采集等工作。基础控制测量是以国土局提供的已有GPS三、四等控制测量成果为基础，加密控制网布设为GPS一级网，满足地籍测量图根控制加密要求。控制网布设遵循从整体到局部、从高级到低级的布网原则。本项目平面控制网布网等级设计如图1所示。

2.1 GPS一级控制点选点与埋石要求

GPS控制点的点位选取，与以往的控制点的点位选取方法不完全一致，GPS控制点原则上不要求相邻点位之间需要通视，但是对地籍测量而言，考虑到进行地籍测量时全站仪对控制点的使用要求，在选点时尽量做到至少应该保证在一个控制点上应该能与另一个控制点之间相互通视。对于地籍测量满足图根加密需要的基础控制测量GPS点的选埋，还应根据具体情况作出具体的要求。GPS一级控制点的标石规格按照《城市测量规范》中的有关要求执行，实地选埋时应注意以下几点：（1）点位尽量选在交通便利、便于作业观测和稳固、易于长期保存的地方，并应考虑能方便其它测量手段利用。点位应选在基础稳定，并易于长期保存的地点。（2）点位周围应视野开阔、便于安全操作。点位应远离高大建筑物，远离大片平静水面，避开大面积幕墙玻璃的反射和折射，以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。（3）点位应远离高压线、大功率无线电发射源或强烈干扰卫星信号的装置。点位距大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）的距离不应小于400 m；距220 kV以上电力线的距离不应小于50 m。（4）实地点号标绘时须注意维护城市景观，不得随意在明显的公共建筑、标志性建筑等处用油漆涂绘。

2.2 GPS一级控制网外业数据获取

GPS一级控制网外业观测时，应该首先编写外业调度表，明确每一个测量员的任务，严格按照调度表中规定的任务进行测量，同时要遵守以下要求：

（1）外业GPS观测采用中海达V8 GNSS双频接收机，接收机应在检定有效期内，并提交检定合格的仪器检定资料。（2）GPS观测采用快速静态定位模式进行作业，观测要求应满足表4.1规定。观测时，应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响，必要时适当延长观测时间。（3）观测过程中，人员应尽量不靠近天线，且不要在天线附近走动和使用对讲机，使用对讲机应离天线10 m以上；雷雨天气应停止观测，关闭仪器。（4）正确量取并记录天线高，并要求测前、测后量取两次，取平均值为天线高，两次量取差值不得超过3 mm，否则应重新设站观测。

2.3 GPS静态数据的处理

（1）新建项目。

静态数据处理使用的是中海达HDS2003后处理软件，在进行数据解算之前，首先要新建一个项目，确定好项目的名称。对项目的细节的项目单位、施工单位、负责人、测量员、计算员等细节进行设置。对控制网等级进行设置，本项目控制网的等级为一级，规范依据是《全球定位系统（GPS）测量规范2009版》。然后对坐标系进行设置，设置坐标系的原椭球为WGS84坐标系椭球，目标椭球为国家80坐标系椭球。地图投影选择高斯3度带投影，中央子午线输入120度，同时对新建坐标系进行命名。

（2）静态基线解算。

GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换，须严格保证数据的正确与可靠。然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件解算和检核GPS基线向量。

首先，导入外业静态观测数据，对每个数据文件分别输入点名和仪器高度，然后对所有基线进行处理。软件对基线处理完后在计算区对话框里显示基线的精度，若有不合格的则显示出不合格基线的条数，在主界面的网图里，算合的基线显示为黑色，不合的基线显示为灰色。在主界面的列表区，显示所有基线的观测时间、长度、精度等信息，若有不合的基线则在前面显示红色的叹号，Ratio值小于3，整数解误差过大达到厘米级或更大，是基线不合的主要原因。

（3）GPS网平差计算。

在进行网平差之前，对网图的连通性进行检查，保证网图完全连通后再进行网平差。如果网图没有连通就开始进行网平差，将出现网平差无法收敛的情况，对于网图没有连通，要逐步检查，先检查网图是否被分割成几部分，是否有孤立的测站点或基线，若有则必须删除孤点或分块进行平差。再检查是否有关键基线没有解算成功或被禁止参与网平差，若有则必须进行重新处理，甚至重测。再次，检查网图中是否有相同的测站而用了不同的测站名，在网图上的反应就是统一测站点上在非常接近的位置有另一个测站点，这两点由于是同一点在不同时段观测的，故他们之间不构成任何基线，使网图不连续，解决方法是在观测数据属性中将错误的站名修改正确。

2.4 平差精度分析

等级控制网平差计算完成后，应进行控制网精度评定、统计计算，精度统计包括以下内容：（1）控制网中同级相邻点间最小、最大距离如表1，满足一级网最小距离大于150 m，最大距离小于1200 m的要求。

（2）最大非同步观测基线向量边独立闭合环或附合路线边数如表2，满足小于10条的要求。

（3）独立基线构成的独立环坐标分量闭合差和全长闭合差及限差如表3和表4，满足限差的要求。

3 结论

GPS 技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性变化，也对地籍测量工作，特别是控制测量工作带来巨大的影响。通过平差精度分析，证明了基于GPS技术的地籍测量精度达到了一级控制网的精度要求。

参考文献

[1] 詹长根.地籍测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2001.

[2] 金逸民.地籍测量与国外地籍测量发展现状[J].北京测绘，2009，10：15-19.endprint

摘 要：本文基于笔者多年从事控制测量的相关工作经验，以河北某城镇地籍数字测量为研究背景，论文首先概要分析了GPS-RTK测量技术要素，进而探讨了平面控制测量的技术思路方法及图根控制测量的具体实施流程，包括如何进行GPS静态数据处理及平差精度分析等。

关键词：GPS 地籍测量 平差精度 分析

中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0026-02

1 任务概述

（1）测绘区范围：测绘区分为新测区与补测区，新测区域包括24.46 km2。（2）测绘内容：调查内容主要包括：控制测量、地形图测绘、权属调（核）查、地籍图测绘、土地利用现状调查、数据入库等内容。控制测量工作：包括测区踏勘、已有控制测量资料收集和分析、控制测量方案设计、加密控制网布设、图根控制测量及控制测量资料整理工作。地形图测绘工作：对于新测区采用全解析（即全野外数字化）方法测制地形图；对于修补测区采用全解析方法对发生变化的地物进行测绘，确保新测区域、修补测区域地形图现势性相一致。

①新测区域：无地形图区域，则开展全要素地形图测绘，同时开展界址点测绘，确保其数学精度完全满足地籍权属调查界址点的精度要求。

②修补测区域：本项目补测区域内已有2003年完成的地籍测量成果资料，整个测区内有部分2003年后宗地测量成果，供修补测使用。修补测区域地形图的数学精度应与已有地形图的精度相一致，新老地物之间空间关系合理。

2 平面控制测量

该项目分数字化实测、数字化修补测两种情况。以上两种情况的地籍测量工作流程都是一致的，需完成基础控制网测量、图根控制测量、数字化采集碎部数据、地籍要素采集等工作。基础控制测量是以国土局提供的已有GPS三、四等控制测量成果为基础，加密控制网布设为GPS一级网，满足地籍测量图根控制加密要求。控制网布设遵循从整体到局部、从高级到低级的布网原则。本项目平面控制网布网等级设计如图1所示。

2.1 GPS一级控制点选点与埋石要求

GPS控制点的点位选取，与以往的控制点的点位选取方法不完全一致，GPS控制点原则上不要求相邻点位之间需要通视，但是对地籍测量而言，考虑到进行地籍测量时全站仪对控制点的使用要求，在选点时尽量做到至少应该保证在一个控制点上应该能与另一个控制点之间相互通视。对于地籍测量满足图根加密需要的基础控制测量GPS点的选埋，还应根据具体情况作出具体的要求。GPS一级控制点的标石规格按照《城市测量规范》中的有关要求执行，实地选埋时应注意以下几点：（1）点位尽量选在交通便利、便于作业观测和稳固、易于长期保存的地方，并应考虑能方便其它测量手段利用。点位应选在基础稳定，并易于长期保存的地点。（2）点位周围应视野开阔、便于安全操作。点位应远离高大建筑物，远离大片平静水面，避开大面积幕墙玻璃的反射和折射，以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。（3）点位应远离高压线、大功率无线电发射源或强烈干扰卫星信号的装置。点位距大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）的距离不应小于400 m；距220 kV以上电力线的距离不应小于50 m。（4）实地点号标绘时须注意维护城市景观，不得随意在明显的公共建筑、标志性建筑等处用油漆涂绘。

2.2 GPS一级控制网外业数据获取

GPS一级控制网外业观测时，应该首先编写外业调度表，明确每一个测量员的任务，严格按照调度表中规定的任务进行测量，同时要遵守以下要求：

（1）外业GPS观测采用中海达V8 GNSS双频接收机，接收机应在检定有效期内，并提交检定合格的仪器检定资料。（2）GPS观测采用快速静态定位模式进行作业，观测要求应满足表4.1规定。观测时，应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响，必要时适当延长观测时间。（3）观测过程中，人员应尽量不靠近天线，且不要在天线附近走动和使用对讲机，使用对讲机应离天线10 m以上；雷雨天气应停止观测，关闭仪器。（4）正确量取并记录天线高，并要求测前、测后量取两次，取平均值为天线高，两次量取差值不得超过3 mm，否则应重新设站观测。

2.3 GPS静态数据的处理

（1）新建项目。

静态数据处理使用的是中海达HDS2003后处理软件，在进行数据解算之前，首先要新建一个项目，确定好项目的名称。对项目的细节的项目单位、施工单位、负责人、测量员、计算员等细节进行设置。对控制网等级进行设置，本项目控制网的等级为一级，规范依据是《全球定位系统（GPS）测量规范2009版》。然后对坐标系进行设置，设置坐标系的原椭球为WGS84坐标系椭球，目标椭球为国家80坐标系椭球。地图投影选择高斯3度带投影，中央子午线输入120度，同时对新建坐标系进行命名。

（2）静态基线解算。

GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换，须严格保证数据的正确与可靠。然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件解算和检核GPS基线向量。

首先，导入外业静态观测数据，对每个数据文件分别输入点名和仪器高度，然后对所有基线进行处理。软件对基线处理完后在计算区对话框里显示基线的精度，若有不合格的则显示出不合格基线的条数，在主界面的网图里，算合的基线显示为黑色，不合的基线显示为灰色。在主界面的列表区，显示所有基线的观测时间、长度、精度等信息，若有不合的基线则在前面显示红色的叹号，Ratio值小于3，整数解误差过大达到厘米级或更大，是基线不合的主要原因。

（3）GPS网平差计算。

在进行网平差之前，对网图的连通性进行检查，保证网图完全连通后再进行网平差。如果网图没有连通就开始进行网平差，将出现网平差无法收敛的情况，对于网图没有连通，要逐步检查，先检查网图是否被分割成几部分，是否有孤立的测站点或基线，若有则必须删除孤点或分块进行平差。再检查是否有关键基线没有解算成功或被禁止参与网平差，若有则必须进行重新处理，甚至重测。再次，检查网图中是否有相同的测站而用了不同的测站名，在网图上的反应就是统一测站点上在非常接近的位置有另一个测站点，这两点由于是同一点在不同时段观测的，故他们之间不构成任何基线，使网图不连续，解决方法是在观测数据属性中将错误的站名修改正确。

2.4 平差精度分析

等级控制网平差计算完成后，应进行控制网精度评定、统计计算，精度统计包括以下内容：（1）控制网中同级相邻点间最小、最大距离如表1，满足一级网最小距离大于150 m，最大距离小于1200 m的要求。

（2）最大非同步观测基线向量边独立闭合环或附合路线边数如表2，满足小于10条的要求。

（3）独立基线构成的独立环坐标分量闭合差和全长闭合差及限差如表3和表4，满足限差的要求。

3 结论

GPS 技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性变化，也对地籍测量工作，特别是控制测量工作带来巨大的影响。通过平差精度分析，证明了基于GPS技术的地籍测量精度达到了一级控制网的精度要求。

参考文献

[1] 詹长根.地籍测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2001.

[2] 金逸民.地籍测量与国外地籍测量发展现状[J].北京测绘，2009，10：15-19.endprint

摘 要：本文基于笔者多年从事控制测量的相关工作经验，以河北某城镇地籍数字测量为研究背景，论文首先概要分析了GPS-RTK测量技术要素，进而探讨了平面控制测量的技术思路方法及图根控制测量的具体实施流程，包括如何进行GPS静态数据处理及平差精度分析等。

关键词：GPS 地籍测量 平差精度 分析

中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0026-02

1 任务概述

（1）测绘区范围：测绘区分为新测区与补测区，新测区域包括24.46 km2。（2）测绘内容：调查内容主要包括：控制测量、地形图测绘、权属调（核）查、地籍图测绘、土地利用现状调查、数据入库等内容。控制测量工作：包括测区踏勘、已有控制测量资料收集和分析、控制测量方案设计、加密控制网布设、图根控制测量及控制测量资料整理工作。地形图测绘工作：对于新测区采用全解析（即全野外数字化）方法测制地形图；对于修补测区采用全解析方法对发生变化的地物进行测绘，确保新测区域、修补测区域地形图现势性相一致。

①新测区域：无地形图区域，则开展全要素地形图测绘，同时开展界址点测绘，确保其数学精度完全满足地籍权属调查界址点的精度要求。

②修补测区域：本项目补测区域内已有2003年完成的地籍测量成果资料，整个测区内有部分2003年后宗地测量成果，供修补测使用。修补测区域地形图的数学精度应与已有地形图的精度相一致，新老地物之间空间关系合理。

2 平面控制测量

该项目分数字化实测、数字化修补测两种情况。以上两种情况的地籍测量工作流程都是一致的，需完成基础控制网测量、图根控制测量、数字化采集碎部数据、地籍要素采集等工作。基础控制测量是以国土局提供的已有GPS三、四等控制测量成果为基础，加密控制网布设为GPS一级网，满足地籍测量图根控制加密要求。控制网布设遵循从整体到局部、从高级到低级的布网原则。本项目平面控制网布网等级设计如图1所示。

2.1 GPS一级控制点选点与埋石要求

GPS控制点的点位选取，与以往的控制点的点位选取方法不完全一致，GPS控制点原则上不要求相邻点位之间需要通视，但是对地籍测量而言，考虑到进行地籍测量时全站仪对控制点的使用要求，在选点时尽量做到至少应该保证在一个控制点上应该能与另一个控制点之间相互通视。对于地籍测量满足图根加密需要的基础控制测量GPS点的选埋，还应根据具体情况作出具体的要求。GPS一级控制点的标石规格按照《城市测量规范》中的有关要求执行，实地选埋时应注意以下几点：（1）点位尽量选在交通便利、便于作业观测和稳固、易于长期保存的地方，并应考虑能方便其它测量手段利用。点位应选在基础稳定，并易于长期保存的地点。（2）点位周围应视野开阔、便于安全操作。点位应远离高大建筑物，远离大片平静水面，避开大面积幕墙玻璃的反射和折射，以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。（3）点位应远离高压线、大功率无线电发射源或强烈干扰卫星信号的装置。点位距大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）的距离不应小于400 m；距220 kV以上电力线的距离不应小于50 m。（4）实地点号标绘时须注意维护城市景观，不得随意在明显的公共建筑、标志性建筑等处用油漆涂绘。

2.2 GPS一级控制网外业数据获取

GPS一级控制网外业观测时，应该首先编写外业调度表，明确每一个测量员的任务，严格按照调度表中规定的任务进行测量，同时要遵守以下要求：

（1）外业GPS观测采用中海达V8 GNSS双频接收机，接收机应在检定有效期内，并提交检定合格的仪器检定资料。（2）GPS观测采用快速静态定位模式进行作业，观测要求应满足表4.1规定。观测时，应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响，必要时适当延长观测时间。（3）观测过程中，人员应尽量不靠近天线，且不要在天线附近走动和使用对讲机，使用对讲机应离天线10 m以上；雷雨天气应停止观测，关闭仪器。（4）正确量取并记录天线高，并要求测前、测后量取两次，取平均值为天线高，两次量取差值不得超过3 mm，否则应重新设站观测。

2.3 GPS静态数据的处理

（1）新建项目。

静态数据处理使用的是中海达HDS2003后处理软件，在进行数据解算之前，首先要新建一个项目，确定好项目的名称。对项目的细节的项目单位、施工单位、负责人、测量员、计算员等细节进行设置。对控制网等级进行设置，本项目控制网的等级为一级，规范依据是《全球定位系统（GPS）测量规范2009版》。然后对坐标系进行设置，设置坐标系的原椭球为WGS84坐标系椭球，目标椭球为国家80坐标系椭球。地图投影选择高斯3度带投影，中央子午线输入120度，同时对新建坐标系进行命名。

（2）静态基线解算。

GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换，须严格保证数据的正确与可靠。然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件解算和检核GPS基线向量。

首先，导入外业静态观测数据，对每个数据文件分别输入点名和仪器高度，然后对所有基线进行处理。软件对基线处理完后在计算区对话框里显示基线的精度，若有不合格的则显示出不合格基线的条数，在主界面的网图里，算合的基线显示为黑色，不合的基线显示为灰色。在主界面的列表区，显示所有基线的观测时间、长度、精度等信息，若有不合的基线则在前面显示红色的叹号，Ratio值小于3，整数解误差过大达到厘米级或更大，是基线不合的主要原因。

（3）GPS网平差计算。

在进行网平差之前，对网图的连通性进行检查，保证网图完全连通后再进行网平差。如果网图没有连通就开始进行网平差，将出现网平差无法收敛的情况，对于网图没有连通，要逐步检查，先检查网图是否被分割成几部分，是否有孤立的测站点或基线，若有则必须删除孤点或分块进行平差。再检查是否有关键基线没有解算成功或被禁止参与网平差，若有则必须进行重新处理，甚至重测。再次，检查网图中是否有相同的测站而用了不同的测站名，在网图上的反应就是统一测站点上在非常接近的位置有另一个测站点，这两点由于是同一点在不同时段观测的，故他们之间不构成任何基线，使网图不连续，解决方法是在观测数据属性中将错误的站名修改正确。

2.4 平差精度分析

等级控制网平差计算完成后，应进行控制网精度评定、统计计算，精度统计包括以下内容：（1）控制网中同级相邻点间最小、最大距离如表1，满足一级网最小距离大于150 m，最大距离小于1200 m的要求。

（2）最大非同步观测基线向量边独立闭合环或附合路线边数如表2，满足小于10条的要求。

（3）独立基线构成的独立环坐标分量闭合差和全长闭合差及限差如表3和表4，满足限差的要求。

3 结论

GPS 技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性变化，也对地籍测量工作，特别是控制测量工作带来巨大的影响。通过平差精度分析，证明了基于GPS技术的地籍测量精度达到了一级控制网的精度要求。

参考文献

[1] 詹长根.地籍测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2001.

[2] 金逸民.地籍测量与国外地籍测量发展现状[J].北京测绘，2009，10：15-19.endprint