GPS在城市地籍测量中的应用刍议

李东亮

【摘 要】城市地籍测量是数字技术与计算机技术联合的工作形式，一般采用测绘仪器收集数据，并后期处理以数字或图件格式存储。GPS是城市地籍测量行业最为常见的技术手段，特別是GPS-RTK测绘技术可有效提高地籍测量的精度和缩短测量周期。本文根据案例阐述GPS技术与全站仪配合应用的城市地籍测量，对二者组合应用为确保地籍测量工作快速、高效和准确的完成进行探讨，旨在提高城市地籍测量工作的社会效益和经济效益。

【关键词】GPS，城市；地籍测量；应用

我国城市地籍测量工作长期以来一直采用全站仪和水准仪，它们的工作效率不高，且花费人、物力较大。近些年来，GPS测绘定位技术的普及与应用范围越来越广。在城市地籍测量中应用GPS测绘定位技术可大大提升工作效率，若辅以全站仪也可提升野外测绘工作的效率，尤其对于大量的地籍图数据采集工作而言，可谓事半功倍。

1、GPS-RTK和全站仪的工作原理

1.1作业原理

RTK，即实时动态测量，是目前应用GPS测量较新的一种技术手段，它可以即时获取测量点位的三维坐标值。GPS-RTK模式下，测量基准站的接收设备要架在已知测点（或基准点），持续接收全部的可视化GPS信号。流动站的接收设备在初始化后，以无线数据接收测量基准站的载波相位观测值和伪距观测值，同时观测并采集GPS卫星的载波相位数据，利用系统内差分处理计算求得载波相位的整周模糊度，即时计算流动站的三维坐标值，可保证厘米精度级。

全站仪属于电子测量仪器，该测量工作主要受限于测站之间的通视环境，除此以外，它的应用范围极广，目前很多大型工程建设的测量工作仍将全站仪作为主要的测量定位设备，技术相对比较成熟。它的作业原理是测站架全站仪，利用测角、测边来计算测点的坐标值，或者将测点的坐标值直接测定，这是一种比较常规的测量手段。

1.2转换坐标系统

GPS卫星定位坐标系统是世界大地坐标系（WGS-84），我们应用在城市地籍测量中的标准有两种，即1953年的北京坐标系和1980年的西安坐标系。这样，两种坐标系之间如何转换的问题就形成了。通常，坐标系的转换要根据工程实际特点决定采用七参数或三参数的转换方式，灵活选择。

全站仪在城市测量应用方面不存在参数转换问题，涉及转换可将控制网坐标系统进行统一转换，实际上与设备自身并无关系。

2、GPS-RTK和全站仪在城市地籍测量的应用

城市地籍测量的测区为城区，城区一般分为工业区和居民区两部分，城区的建筑物或构筑物分布密集，街道交通繁忙，林木密集，无线通讯信号受干扰复杂。如XX城市地籍测量项目，测区遍布整个城区，总测面积为20km2，而分布区域将近45km2，地籍权属问题较为复杂，且用地性质分门别类，宗地数量较多，权属界址点数量庞大，采取常规的地籍测量手段可谓困难重重，在有限的工作时间内无法完成对所有测区权属界址点的测量，也就无法实现测区内宗地权属单位于地籍测量工作的基本目标。利用GPS-RTK和全站仪组合的地籍测量技术可作为本项目测量宗地权属界址点的技术手段，在调研与论证后以试验认证的方式全面施测，以此取得的测量效果不错。

具体的操作过程有：RTK测量的基准点选择精度较高且可靠的城市基本控制网点。而选择GPS设备是根据测区情况将流动站的作用范围设定在4km以内。在此范围内，GPS-RTK的测量可保证高质量、高清晰的接收卫星信号。据此作为参考数据，布设分布在测区内D级GPS三维控制点共11个，11个控制点共同组成本项目地籍测量的基准控制网，同时也可利用这11个控制点的WGS-84坐标和1954年北京坐标系成功分别计算得出可用于GPS-RTK测量的11组坐标转换参数。选用其中一个GPS-RTK测量基准点，架RTK基准站，而流动站距离基准站不超过4km，可对测区内5级控制点和E级GPS控制点、宗地权属界址点总共19个点进行测量。与此同时，利用静态GPS技术和全站仪测量宗地权属界址点的坐标，并计算结果，将结果与RTK测量得到的结果进行比对，较差点的实测边长、实测高程差与反算边长、反算高程差比对，最大的边长较差为0.019m，最小的边长较差为0.002m，而边长间距中的误差约为0.005m。高程差最大的较差为0.045m，高程差最小的较差为0.003m。因此，本次测量结果的精度符合要求。由此也可以看出，GPS-RTK技术在地籍测量中应用表现出来的实测精度可以满足导线测量的精度要求，且误差分布较为均匀，不会出现累积误差过大的问题。应用GPS-RTK技术对城市地籍测量得到测区内宗地权属界址点的坐标值，GPS接收这些坐标值经计算处理可直接输入计算机，可快速准确地获取权属界址点的图形数据，以此绘制宗地图或地籍图，并可以计算宗地的面积、边长等。

3、GPS-RTK和全站仪的应用分析

从测量精度方面讲，GPS-RTK技术的应用不会出现累积误差。在大量实测数据中，我们对测点的精度进行分析，测量精度可以满足图根控制与碎部测量的基本要求，如要求达到一级导线的测量精度仍需采取一些其他的辅助措施。另外，通过分析它所获取的坐标值中高程参数往往不够稳定，偶尔会出现高程测差。应用全站仪测量大可不必关心这一方面的问题，可利用全站仪对碎部测点进行符合性测量，可控制高程差在2～3cm以内，最大不会超过5cm，由此可见GPS-RTK测量手段是合理可靠的，但须注意采用GPS-RTK测量手段要经常校核临近测点的坐标值。

从工作效率方面讲，GPS-RTK测量手段需要的控制点数量不多，频繁移动测站的情况会很少。一般情况下，一个基准站的数据链可操控10km以上的测量距离，无需频繁移动测站即节省了大量时间另外，GPS-RTK测量所需人员也很少，每个班组仅需1～2人，而整个全站仪技术班组至少要配备4～5人。因此，采用GPS-RTK对城市地籍测量可有效提高外业工作的效率，现场所发生的成本也能降低不少。

GPS-RTK技术不断得到推广和普及，国产的GPS-RTK设备造价不到10万元，而一台性能良好的全站仪价格一般为3万元，一般的测绘单位都具有配置的能力。对此，城市地籍测量中碎部的宗地权属界址点测量应考虑优先使用全站仪，GPS-RTK主要在控制测量中应用，其他困难或关键地区以全站仪辅助配合。此种GPS-RTK+全站仪的组合形式，从工程应用角度讲，对人员配置、工作效率和协同关系都具有奇效，城市地籍测量工作的劳动强度大大降低。

4、结束语

现如今，测量行业的技术多依赖于GPS技术。从测量技术的发展历史来看，GPS技术的便捷性和高效性多应用在控制测量和大地测量中。随着时代变迁，GPS应用的领域越来越宽泛，如城市地籍测量等。GPS-RTK技术在城市地籍测量应用中作为一种经济合理和技术有效的高科技手段，彻底颠覆了传统地籍测量对数据采集的作业形式。而全站仪是一种成熟的测量技术手段，在城市地籍测量中主要对碎部测量起关键作用。二者结合，可以解决城市地籍测量中的一些实际问题，互有补充，提高测量效率和降低工作成本。

参考文献

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