GPS在地形地籍测量中的应用研究

陈杰华　曾令权

[摘要]本文结合新兴县第二次土地调查地形地籍测量工程项目，阐述了利用GPS定位技术进行地形地籍测量的GPS 网布设方法，以及外业观测、内业平差方法及计算，旨在提高测量精度，降低生产成本和劳动强度。

[关键词]GPS网 测量 约束平差

[中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-272-1

1引言

随着新兴县社会经济发展，结合土地利用总体规划修编、开发补充耕地、盘活存量用地等国土资源管理工作的热点难点问题。采用先进的技术方法和合理的技术手段，对新兴县的第二次土地调查（城镇部分）进行1：500数字化地形地籍测量。

新兴县全县为低山丘陵台地区，西部和南部多山地，中部偏北为新兴盆地，新兴江及其支流纵贯全境，三茂铁路从西部纵贯全境，1月均温12.9℃，7月均温28.3℃。地理位置居于粤西地区；测区内交通比较发达，以公路为主，纵贯全境的113线276线是该县交通的命脉，地方公路网以新城镇为中心，成幅射状向四周展开。

2 GPS网的布设方案

GPS框架网布设在E级网的外围，尽量选择已有的国家GPS C/D级网点。GPS E级点布设时需要布设在框架网的内侧，在测区范围内分区域按不同密度布设GPS-E级网，对凡符合控制网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。GPS-E级控制网平均边长为3公里，困难地区不超过6公里，每个乡镇根据实际情况保证有10～15个控制点。GPS-E级点允许不通视[5-6]。

GPS控制点四等水准测量，可根据实地情况，对于位于路上刻石或便于上水准的控制点，尽量联测水准 。其余控制点可用GPS拟合高程或三角高程确定其高程成果。该项目要据上述原则，经踏勘选点和实地情况，平面分两级布设E级（四等）GPS控制网及一级GPS网。E级GPS网以C级控制点成果作为起算点，共测18个E级点，起算点5个，布网详见下附图1。

3 E级GPS外业观测

经踏勘选点和实地情况，平面分两级布设E级（四等）GPS控制网及一级GPS网。高程布设四等水准。E级GPS网以C级控制点成果作为起算点，共测了18个E级点，起算点5个，分别为：新兴县国土局（C1123）、车岗镇政府（C1122）、簕竹镇政府（C1124）、六祖镇政府（C1152）、天堂镇政府（C1150）。

本次定位使用6台GPS接收机按静态法进行观测，采集数据时保证数据采样间隔均为10秒；卫星高度角大于15度；同时观测有效卫星数大于4个；重复摆站数大于1.60；观测时间不少于60分钟；仪器高观测前后各量一次，两次之差均不大于3mm，取平均数作为最后天线高。

对于面积较大的中心镇区新城镇可布设一个D级GPS网，其他镇区直接布设一、二级控制点。一、二级控制点每平方公里不少于12个，先布设一级控制点，然后再发展二级导线点，且每平方公里一级控制点不少于5个；一级点优先采用静态GPS测量方法。如果一级GPS控制点不能完全满足测量要求的可布设二级常规测距导线。一级点GPS点平均边长控制在300～500米左右，二级GPS点控制在100～300米左右，个别地方可适当调整。

在观测前对所使用的GPS接收机进行必要的检视，主机与配件是否齐全完好。观测前应制定好观测计划，编制观测路线，作业调度表，外业观测应做好观测记录，按照记录簿中的内容逐项填写，GPS天线高应量取二次，两次读数差不大于3mm时取平均值作为最后结果，记录在手簿中。若互差超限，应查明原因，重新量取。当天观测结束后，应立即把接收机内的观测数据转存至计算机硬、软盘上，确保数据不丢失。GPS观测过程中，观测员必须守护在测站旁边，密切注意周围情况，防止外界碰撞或干扰。

4外业数据处理

外业数据处理的批处理软件是使用中海达随机计算软件软件包。外业采集的数据当天传输到计算机子目录中， 并检查外业记录和输入的天线高是否有误， 使用多基线处理程序先进行自动数据处理， 同时也是对外业数据质量的检验。检验项目如下所述[1-4]。

4.1同步环闭合差检验， 同步环各坐标分量闭合差限差

5内业成果计算

控制网平差采用HGO数据处理软件包平差软件在微机上进行的。在进行二维约束平差时， 固定了所有联测的起算点12个， 且均匀地控制了E级GPS 网， 参加E级GPS 网平差的独立基线237条， 这里只重点列举地物点位精度，根据广东省第二次土地调查文件规定：本次地籍地形测量，地物点位中误差明显地区为±5cm，允许误差为±10cm；隐蔽地区为±7.5cm，允许误差±15cm。误差出现的或然值（粗差）概率不大于5%。平差后精度统计分析见表1。

6结论

本项目共施测GPS的E级点18个，观测充足且检核条件充分，GPS网的形状和结构较强，外业观测精度较高，从精度统计结果表明，界址点的各项精度指标均满足本工程的技术要求；四等GPS网在国家84坐标系中二维约束平差后，最大点位误差2.6cm，最弱边相对精度为1/1007848。因此，该GPS的E级控制网从外业、基线解算，以及数据检核到内业平差计算， 均符合GPS全球定位系统测量规范的要求[7]。

E级GPS控制网采快速静态作业模式，边长一般为短基线进行观测，视边长和观测条件而定， 但边长不宜小于500 m，否则数据采集时间长短不能保证足够的定位精度。

参考文献

[1]许恒昌.GPS 在矿区地面控制测量中的应用[J].山西煤炭，2005（04）：36-38.

[2]邓文博.GPS在地形测量中的应用[J].科技资讯，2013（4）：45.

[3]姚排.GPS快速静态定位测量在控制测量中的应用[J]. 长春工程学院学报 （ 自然科学版），2004（4）：38-40.

[4]赖继文.GPS 测量技术及其在工程测量中的应用[J].地矿测绘，2006（3）：11-13.

[5]郭恒.GPS控制网在矿山测量中的应用及精度分析[J].科技论坛，2012（4）：76-77.

[6]徐振峰.GPS在公路控制测量中的应用[J].山西建筑，2011（1）：198-199.

[7]周晓华.RTK技术在控制测量中的应用探讨[J].测绘通报，2007（3）：41-42.