GNSS控制测量在地籍测量中的应用

张 文，周 谦

（湖南省有色地质勘查局二一七队，湖南 衡阳 421000）

在“互联网+”时代背景下，现代测量技术大力发展，地籍测量技术日渐丰富[1]。为满足城市发展土地管理和规划的需要，对广东省某区进行1：:500地籍图更新工作，形成国家2000坐标系，1985国家高程基准的数据成果，便于政府管理及使用。通过实地踏勘，作业区内人口和建筑物密集，无论从控制测量到细部测量困难较大。且作业区是分散图斑，图斑面积大小不一，针对该作业区实际情况开展地籍测量工作，为了提高作业区地籍测量成果整体水平和提高后期地籍细部测量效率，运用GNSS为作业区控制测量主要手段，以提交真实反映作业区内现状为工作目标。

1 作业区控制测量思路

控制测量参照地籍控制测量方法，包括首级控制测量、加密控制测量和图根控制测量，遵循从整体到局部，从高级到低级的原则[3]。明确使用静态GNSS测量方式为作业区主要控制测量手段，作业区GNSS首级控制网参照全球定位系统(GPS)测量规范（GBT 18314-2009）、《城市测量规范》（CJJ 8-2011）D级（四等）网静态卫星定位网的要求测设，经基线解算、整体平差获得D级GNSS控制网成果，在首级控制网基础上分测区布设E级加密GNSS控制网，图根控制采用GNSS-RTK单基站测量方法直接布设二级控制点，以满足后期地籍细部测量需要。

2 控制测量准备工作

使用GNSS控制测量方式作为该作业区主要控制测量手段，首先明确质量为首、数据为重、事先防范的原则[2]。为了保证作业区控制测量的质量和进度，投入相应技术人员，并对投入技术人员进行相关业务培训，明确各岗位职责。本测区投入的GNSS硬件设备为天宝R10 GNSS接收机(静态水平精度3mm+0.5ppm RMS，垂直精度5mm+0.5ppm RMS）6台套和天宝基线解算软件等。

通过国土部门收集作业区国家等级控制点成果数据、卫星影像图、已有地形图、地籍区和地籍子区数据等为作业区控制测量工作首级控制的起算数据和控制点点位布置的准备工作。

3 布网要求

作业区GNSS选点方案以《城市测量规范》（CJJ 8-2011）为依据，通过实地踏勘，要求布点均匀，不宜在一条直线上。平均边长按2km布设，最大边长不超过平均边长的2倍，困难地区可适当放宽。尽量避免作业区内控制点过密或过疏，影响后期地籍细部测量效率。测区包含三个行政村，整体布设D级控制控制点10个、各村加密布设E级控制点30个（行政村不连片）。

图1 GNSS控制网部分网形

根据任务要求和作业区现状，在首级控制网的基础上，进行二级GNSS图根控制测量加密，二级GNSS控制测量采用GNSSRTK动态模式测量。相邻点点距应大于等于300m，如通视条件等不允许，根据实际情况调整。因各行政区属城中村形式，房屋密集，一平方公里房屋数量为五千户，房屋层数三层左右，村中房屋小巷宽度较窄，为保证地籍测量精度要求，二级GNSS图根点布置总数为500个。

作业区GNSS控制点埋石点位应严格按照《城市测量规范》（CJJ 8-2011）要求，GNSS控制点点位应避开高压电塔、较强反射面等GNSS信号有影响位置。选择易保存、坚固，方便后期使用全站仪进行加密图根控制点。在水泥面的控制点制作统一在水泥面按20cm×20cm，深0.5cm刻石，非水泥面控制点标石制作规格如下图。

图2 E级控制点普通标石（单位：CM）

图3 二级点、图根点普通标石（单位：cm）

4 GNSS外业观测注意事项：

首级静态GNSS控制测量外业观测应注意事项。

（1）GNSS网形设计时独立闭合边数或附合线路边数小于10条，站点平均重复设站数大于等于1.6，保证一定重复设站的次数，具备一定重复基线的条件。

（2）记录外业观测信息如点号、仪器高、接收机及天线类型等信息。

（3）野外GNSS数据采集时，观测时强度因子PDOP≤6，同步接收有效卫星数≥6，卫星高度截止角≥15°，同步时长不低于45分钟，如已知点与目标点距离过长，应延长有效观测时间。

二级GNSS控制测量数据采集注意事项。

（1）开始前应对仪器进行初始化。观测应在得到固定解，并收敛至毫米级、水平精度HRMS小于2cm、垂直（高程）精度VRMS小于3cm且稳定后开始记录，记录结果应是固定解的数据。

（2）每测回的自动观测个数不应少于十个观测值（在电子手簿的观测次数或观测时间中进行设置），每次读数的坐标分量较差应不大于10mm，取平均值作为定位结果。

（3）同一时段测回间的平面坐标较差应小于2cm，高程坐标较差应小于3cm。RTK平面控制点测量平面坐标转换残差不应大于±2cm。

（4）GNSS-RTK数据采集时，观测时强度因子≥4且≤6，同步接收有效卫星数≥5，卫星高度截止角≥15°。

5 静态GNSS控制点数据内业处理

高质量的GNSS外业观测数据，其结果决定了外业观测是否返工需要重测和补测。对所有GNSS外业观测数据使用南方测绘GNSS数据处理与平差软件处理，经软件分析预处理对可用性低于70%的点，需特别注意处理。但同一时段观测值的数据剔除率不宜大于20%。

本项目处理基线50条，在基线处理时设置符合规范方差比和中误差，对卫星同度截止角、历元间隔及卫星星历数据进行调整和相应处理，使基线方差比、基线中误差、相对误差、方位角中误差达到规范要求。同步环、异步环闭合差最大值为0.0318，最小为0.001，相对闭合差最大值为2.48PPM，相对闭合差最小值为0.01PPM，最弱边相对中误差为已知点2-D002，相对中误差为1/86452,满足规范要求≤1/45000,如观测数据不满足规定时，有关成果应及时补测。

在基线向量检核符合要求后，以三维基线向量及其相应方差——协方差阵作为观测信息．以一个点在WGS84坐标系中的三维坐标作为起算依据，进行无约束平差。无约束平差应输出WGS84坐标系中各点的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度。本项目三维自由网单位权中误差为0.037m，满足规范要求。

利用无约束平差后的观测量，在WGS84坐标系中进行三维约束平差。平差中，对已知点坐标、已知距离和已知方位，可以强制约束，也可加权约束。平差结果应包括相应坐标系中的三维坐标，基线向量改正数、基线边长、方位、转换参数及其相应的精度。本项目约束平差单位权中误差为0.011m，基线向量改正及相对精度均符合规范要求。

6 GNSS控制测量的优劣势

GNSS控制测量方式相对传统导线控制测量方式具有优势的。

（1）具有高效、高精度、灵活、具全天候作业的优势。

（2）使用GNSS控制测量不存在误差的累计，效率更高。

（3）使用GNSS控制测量无需通视。但使用GNSS控制测量在地籍测量中有一定的局限，如在大面积建筑密集区，因信号接收因素无法使用GNSS控制测量方法加密控制点，需使用导线测量方式在巷道里加密图根控制点。

7 结语

总而言之，GNSS控制测量的应用在现代地籍测量过程中是普遍而且必要的。使用GNSS控制测量具有高效、高精度、灵活、具全天候作业的优势，在地籍测量中应巧用合理的GNSS控制测量，特别是GNSS-RTK做图根控制测量，它相比导线测量这种传统模式是有优势的，它不存在误差的累计，效率更高。提交高质、准确的GNSS网控制成果，是如实、高精度反映区内地籍测量的现状，强化地区土地资源开发、使用、监测、管理的基础。