地籍测量中应用GPS技术的探讨

庄锦杏

摘要：随着全球定位系统（GPS）技术的日益成熟和普及，GPS已在国民经济各个领域中得到了广泛的应用，尤其在地籍测量中发挥了巨大作用。GPS测量技术的应用，将极大地推进城镇全解析的数字化地籍测量技术的发展，使城镇地籍管理和地籍测量手段实现自动化和半自动化，有力地促进城镇地籍信息系统的建设和城镇地籍管理水平的提高。本文重点介绍了GPS技术的基本原理及其在地籍测量中的作业模式、工作流程和控制措施。

关键词：GPS；PTK；地籍测量

前言

GPS又称为全球定位系统，近年来在测量行业得到了来越广泛的应用，使得传统的测量方式发生了质的变化，日益成为建立和加密大地测量控制网最可靠和经济的手段之一，在城镇地籍测量中的优势十分显著。

1GPS与地籍测量

1.1GPS技术基本原理

GPS是指利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，它是采用距离交会法以三角测量的定位原理来进行。GPS所采用的是多星高轨测距体制，并且将GPS卫星和接收机的距离量作为基本观测量。只有在地面GPS接收机同时接收不少于3颗卫星信号之后，才能利用位置距离或者载波相位测量，进行分析计算出卫星信号到接收机所需要的距离与时间，然后根据各卫星位置信息，使卫星到用户的多个等距球面相交后，就能够获得用户的三维（经度、纬度、高度）数据坐标、速度以及时间等相关参数。GPS的测量中最常通常使用的两类坐标系统是在空间固定的坐标系统和与地球体相固联的坐标系统，又被称作地固坐标系统。在实际应用过程中坐标系统的变换需要根据坐标系统间的转换参数进行，一次来进行坐标系统坐标的推算。这么一来便使得表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果更加容易，因此作为新一代的卫星导航与定位系统——全球定位系统，以其自身的全球性、全天候、高精度、高效益的优点，因此在地籍测量过程中得到了广泛应用。

1.2地籍测量

做好土地管理工作，地籍测量是基础，它是在地籍调查的基础上，通过辅以仪器设备的测量技术，从控制到局部，测量出各类土地的精确位置与大小、境界、权属界址的坐标点与地面面积和地籍图，来满足土地管理部门和其它有关部门在国民经济建设的需要，被作为技术基础用于土地管理。

1.2.1基本原则

分级布网、逐级控制，遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。

1.2.2测量方法分类

根据设备手段不同可分为普通测量法（地面法）、航测法和综合法；根据地籍原图的成图方法可分为部分解析法、解析法和图解法；根据基本图件的可用性可分为修测、补测与全测。

1.2.3测量内容

地籍平面控制测量（在地籍调查区域内，根据国家等级控制点要求选择若干控制点，逐级测量计算平面位置的过程），地籍细部测量（根据地籍平面控制点，确定地籍要素和附属地物的位置，并使用确定的比例尺绘制图纸的测绘工作），绘制地籍原图，面积计算与汇总统计，结果的检查与验收。

2地籍测量应用的GPS技术

GPS技术对土地测量定界应用主要体现在：土地利用和征收、土地规划、土地转让、土地利用和土地开发整理及复垦等。通过测量来定义土地的使用范围，实现边界地址位置、土地利用现状、土地使用面的管路量化和土地的审批等方面的量化管理，确保科学合理、公平准确的应用土地。早期地籍测量使用的是专门测量仪器、人工测量，但测量的范围相对来说比较小，因此测量精度也不够高，加上外设环境和人为因素的影响，致使地籍测量具有较强的不准确性，给相关人员提供了多用土地资源的机会。技术采用完全自动化操作来减少外部因素的影响，高速度、高精度，并确保它可以高效的完成测量任务。

2.1地籍测量作业模式

2.1.1常规静态相对定位

使用2台及以上接收机分别安置在一条或几条基线的两端点，同步观测至少4颗卫星，每段时间45-120min。基线的相对定位精度可达5mm+1*10-6*D。GPS网形利于外业检查，可以通过调整，进一步提高定位精度，建立地籍控制网适用。

2.1.2快速静态定位

在测量区域中部选择一个基准站，并安置一台持续跟踪所有可见卫星的接收机，另一台接收机流动到各点依次设站，每个点观测几分钟，实测出流动站相对于基准站的基线中误差为5mm+1 *10-6*D。其特点是高运算速度和精度，但两台接收机工作不能构成闭合图形，可靠性差。可用于建立地籍平面控制网、控制点加密和界址点测量等工作。

2.1.3GPS-RTK

实时动态定位GPS-RTK技术是基于载波相位观测的实时动态定位系统，RTK技术的应用要求是在进行定位时基准站接收机实时地把观测和已知数据传输到流动站，流动站快速求出整周模糊度，在观测到四颗卫星后，可以实时地求出流动站的厘米级动态位置。这种技术已被广泛用于地籍测量，能实现实时测定界址点可以达到厘米级精度。GPS测量数据处理后直接录入GIS，可以及时获得准确的地籍图。

2.2GPS在地籍测量中的流程

2.2.1平面控制测量

建立测区控制网：根据地籍测量规范的要求结合当地实际情况用静态测量方法建立测区控制网，并与国家点联测，求出各点坐标。求取地方坐标转换参数，合理选择控制网中的已知点，求转换参数，为RTK动态测量做好准备。基准站应架设在地势较高，四周开阔的位置，以便于电台的发射和卫星接收。外业操作基准站架好后，开机进行系统设置、无线电设置以及天线高输入，并启动基准站，流动站也进行对应于基准站的设置，进行测量。完成外业的测量后，可以将数据传人内业软件，转换为所需的任何数据类型。

2.2.2地籍碎部测量的基本方法

在测定界址点和地物点前，传统方法是在首级控制网下加密一、二级导线和图根导线，随着GPS设备的普及使用GPS快速静态模式设置导线，是一种高效地选择，地籍测量变化时，原有已知点破坏较多时，也可选GPS快速静态模式加密导线，但观测时间应大于15分钟，布网时起算点要足够，起算点分布要均匀，现在界址点解析法测量主要是全站仪极坐标法和GPS-RTK法，采用GPS-RTK方法时，因为每个界点测量都是孤立的，没有检查条件，建议认真测定每个界址点二次。当在高层建筑物或较为隐蔽的地方，RTK接收机接收条件差，测量状态不能固定时，应用全站仪进行测量界址点，所用全站仪具有自动记录和内存管理功能，外业直接观测到的界址点平面籍坐标，记录在全站仪内存中，在测量过程中注意草绘。由于全站仪测量的坐标精度高叉如实记录数，方便地把数据传输到计算机，所以也是数字测图的主要方法。

2.3GPS在地籍测量中的控制

（1）地籍控制网点精度和密度的控制，地籍测量的首要任务，是对测量区域的控制测量，它是测绘地籍图件和数据收集的基础，地籍控制网点精度和密度，主要满足测量土地权属范围的特征点，即界址点服务。GPS地籍控制网的网点密度可根据测量范围和先后次序分为两类：基本网和加密网。由于城镇界址点密度大，因此在保证网点的点位精度条件下，控制点密度力求增到便于测定界址点，必要时在GPS网下再加密一级图根导线，可以方便地直接从图根点测定界址点。

（2）基准站的位置选择十分重要，不仅影响观测精度，也关系到基准站与流动站的数据通信，特别是当使用移动电话信号通信时。基准站应设置在开阔无遮挡的高处，方便的话，突出的平顶楼房的房顶是一个不错的选择。当然也要满足其他条件。

（3）差分定位精度会随流动站到基准站距离的增大而降低，因此用于求解转换参数的已知点应均匀分布，覆盖整个测量区域，对高程测量尤为重要。

（4）使用GPS-RTK做图根控制测量时，应尽量使用对点器。若使用对中杆，除了仔细检查校正对中杆上的水准器外，还必须有三角支架支撑，直接用手扶持对中杆进行对中很难达到精度要求。

（5）使用GPS-RTK进行控制测量所作的图根控制点，两点间最好能实现通视（即形成可以通视的点组），以方便全站仪和其他仪器的联测。一般来说，每个控制点最好在不同时段观测两次取其平均值作为结果，两次观测值的较差不要超过3cm。

（6）当作业在有遮挡地区时，不可勉强作业。由于GPS信号较差，观测结果不是很可靠，应十分注意检核，或者配合全站仪来测量。

3结束语

目前GPS系统的应用为进行精确快捷的大地测量作出了巨大贡献，它的应用具有精度均衡、效率高的优点，比常规地籍测量更为廉价和有效。GPS的应运也存在一些控制难点如对環境要求高等，因此在地籍测量中，要做好控制措施，不能单独使用，应配合全站仪联合作业，满足测量的各方面要求。