GPSRTK定位技术在土地测绘中的应用

摘要：GPS是当今信息社会最活跃，发展最快的科学技术之一，该技术比常规测量方法具有更大的优越性和更强的适应性。

关键词:地籍测量； 动态监测

Abstract: the GPS is the information society the most active, one of the fastest growing science and technology, the technology than conventional measurement method has the advantages of more and more adaptable.

Keywords: cadastral; Dynamic monitoring

中图分类号： P271 文献标识码： A 文章编号：

在测绘领域，随着全站仪的推广普及，传统的经纬仪、测距仪逐渐被取代。近年来，随着GPS测量技术的发展，地籍控制测量的作业方法更是发生了历史性的变革。GPS测量通过接收卫星发射的信号并进行数据处理，从而求定测量点的空间位置，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。现已成功应用于地籍控制及细部测量、工程测量、航空摄影测量、工程变形测量、资源调查等诸多领域。

一、GPS在地籍控制测量中的应用

GPS卫星定位新技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对地籍测量工作，特别是地籍控制测量工作带来了巨大的影响。应用GPS迸行地籍控制测量，不要求通视，这样避免了常规地籍控制工作点位选取的局限条件，并且GPS网状结构对GPS网精度的影响也甚小。正由于GPS具有布点灵活、全天候、速度快、精度高等优点，才使GPS技术在国内各省市的城镇地籍控制测量中得以广泛应用。根据国家土地局颁布的《城镇地籍调查规程》要求，地籍平面控制网可布设为二、三、四等三角网、三边网及边角网，一、二级小三角网（锁入一、二级导线网及相应等级的GPS网，并且各等级地籍宇面控制网点，根据城镇规模均可作为首级控制。四等网中最弱相邻点的相对点位中误差及四等以下网最弱点（相对于起算点）的点位中误差不得超过scm。利用GPS技术进行地籍控制，役有常规三角网（锁）布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁锁要求，只要使用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配，控制点位的选取符合GPS点位选取要求，那么所布设的GPS网精度就完全能够满足地籍规程要求。尽管如此，笔者通过实践的GPS地籍控制测量成果检查验收的情况，提出以下三点认识：

(1)位置基准点偏差对GPS网的影响

应用常规手段建立城镇地籍控制网时，如果附近没有国家控制点作为位置基准点，往往以假定坐标值的点作为起算点，从而建立起一个独立的坐标系。当应用GPS定位技术代替常规测量建立地籍控制网时，由千GPS定位得到的是WGS—84坐标系的三维坐标差，故GpS网在参考椭球面上的网形与其在参考椭球面上的位置基准有关。在经度方向上位置基准的偏差能使GPS网产生整体旋转，但对于一定范围、高差较小的GPS网而言，其位置基准在经纬度方向上的偏差（一般百米以内）对投影在椭球上网形的影响可忽略不计；对于高差大的GPS网则要求有较精确的起算数据。由于位置基准在高程方向的偏差使投影在椭球面上的GPS网的尺度发生变化，所以，可用常规方法来精确测定高程。

(2)GPS地籍控制网点的精度和密度

地籍测量的首要任务，是迸行全区的控制测量，它是测绘地籍图件和数据的基础。而地籍控制网点的精度和密度，主要是为满足土地权属范围的特征点，即界址点服务。关于网点的密度，GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。基本网控制较大的测区，点的密度大致按城市三、四等边长要求定，加密网点密度相当于5”级小三角网或导线。对于中、小城镇的地籍控制，考虑到城市的长远规划和近期需要，布设四等网和5”级小三角网或导线。由于城镇地区界址点密度较大，故在保证网点的点位精度条件下，控制点密度力求增大到便干测定界址点，必要时在GPS网下再加密一级图根导线，以便能直接从图根点测定界址点。GPS网各边比常规网边长变化幅度大且长短边结合灵活方便，由此，各级网可视需要分期布设，也可一次性混合布设到需要的密度。

(3)GPS地籍控制网的优化设计

在经典三角测量的控制网中，兼顾精度、可靠性及成本费用等准则的优化设计已有许多研究成果和应用。与经典观测相比，GPS观测具有更为复杂的函数和随机模型。尽管GPS具有灵活多样的布网方式，速度快、精度高等特点，但GPS地籍控制网的设计也存在优化间题。在GPS观测中，基线观测向量是不受潭视条件限制的，由此为GPS网的优化设计提供了切实可行的条件。粗差、系统误差等模型误差是GPS网的主要误差源，而精度和可靠性是衡量GPS网的坐标参数估值受观测偶然误差影响与辩识、抵制GPS网模型误差影响能力的二个重要度量指标。所以，在GPS网优化设计时，应考虑到规程要求精度、仪器标称精度、网的可靠性准则、人员配备与预支戍本费用等条件，可采用机助模拟法（也可其它方法）对GPS网的图形结构、观测量的增减进行优化设计。

二、把GPS新技术引入地籍细部测量中

地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分，目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等基本情况。由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，对于城镇街坊界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm;城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为15cm。利用GPS的RTK技术能满足上述精度要求，建议在适合布设GPS点的部分测区使用该项技术。对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈，这样有利于加快地籍细部测量进度。

三、实时动态定位RTK技术在建设用地勘测定界中的应用前景

建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围，测定界桩位置，计算用地面积等方面的测绘技术工作，它为各级政府的土地管理部门审批土地、地籍管理提供基础资料。建设用地勘测定界的工作程序为：审查用地文件及有关图件现场踏勘图上红线设计实地放样复核测量面积量算绘建设用地界图填绘建设用地管理图资料的整理归档。再反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。利用GPS的RTK技术进行勘测定界放样，能避免解析法放样、关系距离放样等放样方法的复杂性，同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序，特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大工程的放样更为有效和实用。

RTK是指载波相位实时动态差分（Rea一time Kinematic）定位，它是GPS定位发展到现在的最新技术，RTK实时处理能达到厘米级精度（1～Zcm士ZppXD），完全满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求。RTK的基准站由主机、G PS天线、电台、电于手簿、放大器、数据通讯天线等组成，移动站由电子手簿、主机、GPS天线及数据通讯天线组成。通过同时接收卫星信息与基准站发送的改正信息，经过解码，自动给出具有厘米级精度的定位数据。然后，利用微机通过随机软件传送到电子手簿供实地勘测定界放样。利用RTK放样是坐标直接放样。并且建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由随机软件中的面积计算功能利用坐标直接计算并检核。

四 结语

随着GPSRTK定位技术在土地籍测量中的应用，同传统的方法相比，不仅降低了作业强度，而且在测量速度和精度方便都得到了用户认可，所以该技术必将会在更广阔的范围得到应用。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。