GPS-RTK结合全站仪在地籍测绘中的应用研究

郑远杨，丁 涛

（1.安徽理工大学空间信息与测绘工程学院，安徽 淮南 232001；2.矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽省教育厅重点实验室，安徽 淮南 232001）

目前，有多种地籍测量新方法，例如GPSRTK[1]、遥感[2]、GIS[3]等技术。其中GPS-RTK 技术更加简便、实时高效，且能降低地籍测绘难度。合理运用GPS 进行控制网布设，并结合GPS-RTK 进行碎部点测量时，要确保布设的控制网在精度范围内，才能使获取的构筑物数据具有更高的精确性[4]。在城镇地籍测量中，运用GPS 技术布网并在数据采集进行目标编码，对地籍测绘效率和质量都有一定的保证[5]。但在面对某些复杂的构筑物时，GPSRTK 无法获取点数据，因此需要借助全站仪等仪器进行观测，本文详细介绍GPS-RTK 结合全站仪技术在地籍测量方面的应用，以获取理想结果。

1 GPS-RTK 结合全站仪技术的优势

传统的地籍图测量方法费时费力，精度达不到理想要求，且对点的要求必为通视点。现代化的地籍测量在传统测量的基础上进行了显著提升。在进行构筑物测量时，对于加密图根点可随时进行测量且点位精度高，节省时间；为了使界址点的选取和测定在方法上得到改善，可不单单基于传统的极坐标法，且在测定界址点时，可与图根点一起进行；在地籍图成图方法上，可进行外业内业的同时处理，数据形成地籍图时，可通过软件自行分幅，控制成本。

2 工程实例

2.1 GPS 平面控制网的建立

2.1.1 布网及选点原则

进行地籍控制测量的前提是要对测区进行实地考察，视测区的面积大小、地理位置以及测区现存控制点数量进行控制网布设，按测量的基本原则（即先控制后碎部、由高级到低级） 步步检核。控制点的选择应遵循以下原则：控制点要远离大功率无线电，远离水域，所选地域应为坚实的地面，交通便利等。

2.1.2 外业测量

本次实验的地面控制点为E01，E02，E03，E05，E06，E07，此6 个E 级点覆盖了整个测区，控制网布设好之后，便进行网的观测。在进行网的观测时，利用10 台GPS 双频接收机，先将两台GPS 接收机架设在附近已知点上，其余八台放置在待测点上，此次实验使用边连式的布设形式，保证了图形条件和作业效率的强度；采样间隔为30 s，分测两个时段，每个时段为60 min，采用WGS84坐标系，本实验的GPS 网布设方案见图1[6]。

图1 GPS 控制网布设图

2.1.3 内业处理

控制网观测结束后，内业进行网的基线解算，测区内已知起算点为E02，E07。在基线结算过程中，会出现基线的不合格，这时可以剔除一些卫星的观测序列和一些观测序列不好的片段[7]。本次实验剔除了R90 卫星的观测序列，经软件平差后的基线和WGS84 坐标下的E 级点坐标见表1 和表2。

表1 平差后的基线和相对误差

表2 平差后的站点WGS84 坐标及中误差

2.2 地籍碎部测量

碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。碎部点通常选取构筑物的特征部位，例如墙面与墙面的转点，凸起的房角点等；道路的碎部点则选取路口的转折点，若遇到复杂的曲线道路，则在道路弯曲处进行3 次独立的观测；对于独立的地物，直接观测其中心。

对于野外数据点的采集，一般采用GPS-RTK结合全站仪的方法进行观测，若遇到GPS-RTK 无法测量的点，则采用全站仪进行观测。全站仪架站时，仪器对中误差控制在5 mm 内，照准一图根点为起始位置，另一图根点作为检核，检核点平面误差不应大于图上0.2 mm，且高程不高于0.1 m。

由于测量外业的地物较多，无法进行编码，所以在进行数据采集时一般采用无码作业，工作人员现场绘制草图。在进行计算机绘图时，用测点点号定位编辑成图。本次实验由于建筑物高度及形状等问题，很难将棱镜放置于建筑物表面，往往采用无合作目标性全站仪进行观测，这种全站仪在进行地籍观测时，无需反射棱镜，可直接对目标物进行测距观测。因此，在地籍测量、房产测量方面得到广泛应用，如徕卡的TCR 系列全站仪，在无合作目标的情况下测距达1 000 m。

2.2.1 图根点的测量

图根点的精度直接影响地籍测量结果。本次实验采用GPS-RTK 的方法获取图根点的坐标，主要针对地势空旷、通视条件不好的地形。采用这种方法布设图根点要确保基准站至少联测3 个高级控制点，并对基准站进行坐标系统的检核，此次实验的3 个高级控制点分别为E02，E05，EO7。每个图根点要进行两次观测，观测点位互差范围为0.1 mm，高程中误差互差不大于1/10 等高距，并取两次观测值的平均值作为最终的图根点平面坐标。若采用导线测量获取图根点，平面坐标不应超过二次附合，遇到复杂地势，可进行三次附合；获取图根高程时，采用图根三角高程测量，其中起闭点均为高级控制点。图根点坐标见表3。

表3 图根点的坐标

2.2.2 界址点的测量

界址点对地籍测量有着重要作用，是区别于地籍测量与其他测量的分界点。界址点的选取决定了地籍图的面积大小、地理位置。在通视条件一般、地理位置不好的情况下，利用RTK 可进行界址点的测定；当RTK 接受信号不好时，可采用全站仪进行界址点的选定。图书馆四周地形特殊，背面靠山，且周围树木较多，共采集31 个界址点，部分界址点坐标见表4。可知，总面积为16 530.3 m2。

表4 界址点坐标

分析界址点的误差，最后利用界址点之间的边长来分析此次实验的精度，最小边长误差为5 mm,最大边长误差为30 mm。

2.3 宗地图测制

数据导入CASS 5.0 后，结合外业记录的点号进行连接，进行必要的修饰便可得到所要绘制的地籍图草图，其中标志出图书馆基本属性，楼层为5 层，建筑材质为混凝土，建筑面积为16 530.0 m2。

本次实验绘制的宗地图属于地籍图的一种附图，由于在校园内只测量一栋楼的地籍，因此无需绘制出邻宗地的宗地号及界址分割示意线。所绘制的地籍图包含本宗地界址点位置、界址线、权利人名称等，为了保证所绘制宗地图的正确性，要求宗地图的制图者及审核者在图上签名。

3 结论

运用GPS-RTK 结合全站仪技术进行地籍图的绘制，解决了构筑物点无法单纯用GPS-RTK 测量的问题；在进行地籍图绘制时，运用GPS-RTK 进行图根点和界址点的选定时，可以节省时间，且获得的数据实时高效，精度符合测量要求。该技术可在山区或者构筑物复杂的地方大范围推广，为地籍测绘减少很多难题。