关于地籍测绘GPS技术研究

摘要：现代地籍测量主要是指利用现代测绘技术以一定的精度测定土地界、土地权属位置、土地面积并以反映土地利用类型、分布状况以及质量等级的专门测量，它为国家土地管理部门提供具有现时性的土地详查资料，并为土地登记提供依据。本文地籍测绘中GPS技术的应用进行了全面阐述。

关键词： GPS技术 地籍测绘 技术设计

前言

GPS在地籍测绘的过程中，数字和信息的存储只是第一步，而后还需要对信息进行存储和传输，所以信息的存储和传输方式是否简便，是否准确和安全，对于数字测绘技术的准确性和安全性也是非常重要的。数字化的地籍测绘技术在这方面也克服了传统测绘技术方面的缺陷，实现了更加简便的存储和传输。绘图的更新方式比较简便在地籍测绘的过程中，会涉及到对各种地形和地理环境的绘图，绘图可以更加直观的反映出该区域的地理特点，所以也是测绘环节的一个关键。在使用新的数字地籍测绘方式进行测绘的过程中，可以实现更加

简便的绘图，这样也一定程度上降低了工作的复杂性，提高了工作效率。GPS技术即是具有在海、陆、空进行全方位实时三维定位与导航能力的新一代卫星定位与导航系统。

一、GPS技术的简述

GPS卫星定位系统进行测绘工作时采用的工作原理，主要是先将4个早已获知具置定点的信号传播时延长的时间进行测量，从而获取这四个定点位置到用户的具体距离，随后在根据这四个定点到用户之间的距离进行解算工作后，将用户的三维位置和定点之间的时间同步差值计算出。由于GPS技术得到了进一步的完善和发展，不仅灵活性、高精度等优点得到更好完善，并且测绘精度、速度和经济效益都大大优于其他常规的测绘技术与方法，已逐渐成为城市地籍测绘工作中的主要技术方法。

二、GPS技术在地籍测绘中应用

2.1 运行的效率较高，在地形不复杂的环境下，测量半径小于五千米的地区，只需要在地籍测绘中使用一次GPS技术便可以顺利的完成测量工作。传统测绘的方式与GPS技术相比，GPS技术在地籍测绘中减少了一定的劳动力，提高了工作效率，降低了工作中劳动的强度，并且也节省了地籍测绘工作的费用。

2.2 GPS技术可以精准的定位，在数据的测量时更加可靠准确，没有误差的累计。其中，在一定条件下，RTK技术的应用，可以把误差降到厘米内。GPS技术在应用时，没有过多的要求，只需要电磁波通视便可以进行，受外界干扰因素较少。GPS定位系统具有更高的自动化程度。

2.3 静态GPS技术测量方法

利用GPS定位技术，确定观测站之间相对位置。它主要由GPS接收设备的软件和硬件来决定。控制测量主要使用HD8200X静态机，采取的是静态载波相位相对定位模式。该模式采用两台（或两台以上）中海达HD8200X静态机，分别安置在一条（或数条）基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按HD8200X静态机外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段从30min至几个小时不等。基线测量的精度可达±（5mm+1×10-6D），D为基线长度，以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形，以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。

三、 GPS网的技术设计

GPS网的技术设计是GPS测量工作实施的第一步，其主要内容包括精度指标的确定，GPS网的图形设计和GPS网的基准设计。

3.1 测量的精度标准

在GPS网总体设计中，精度指标是比较重要的参数，它的数值将直接影响GPS网的布设方案、观测数据的处理，以及作业的时间和经费。对GPS网的精度要求，主要取决于GPS网的用途，精度指标通常均以GPS网中相邻点之间的距离误差来表示。

3.2 GPS网的图形设计

根据GPS测量的不同用途和GPS网图形设计的一般原则，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形。图形的基本形式包括三角形网、环形网和星形网。

3.2.1 三角网：三角网的三角形边由独立观测边组成。

几何图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效地发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同时，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。但其观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的总时间大为延长，因此，通常只有当网的精度和可靠性要求较高，接收机数目在三台以上时，才单独采用这种图形。

3.2.2环形网

环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，这种网形与经典测量中的导线网相似，图形的结构比三角形稍差。环形网的优点是观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性，其缺点主要是，非直接观测的基线边（或间接边）精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。

3.2.3 星形网

星形网的几何图形简单，但其直接观测边之间，一般不构成闭合图形，所以其检验与发现粗差的能力较差。但这种网的主要优点是观测中通常只需要两台GPS接收机，作业简单。因此，在快速静态定位和动态定位等快速作业模式中，大多采用这种网形。它广泛用于工程放样、边界测量、地籍测量和碎部测量等。

3.3 GPS网的基准设计

在全球定位系统中，卫星主要被视作位置为已知的高空观测目标。所以，为了确定接收机的位置，GPS卫星的瞬时位置通常归化到统一的地球坐标系统。现在全球定位系统采用的是WGS-84坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。通常在工程测量中，还往往采用独立的施工坐标系。因此，在GPS测量中必须确定地区性坐标系与全球坐标系的大地测量基准之差，并进行两坐标系统之间的转换。

四、 GPS控制网的布设

4.1 GPS平面控制

静态GPS控制点，勘查这些点点位保存完好，外业检查这些点点位精度。外业每时段采集数据不要超过50min，要记录开关机时间、仪器高等相关测站信息，GPS网平差计算采用随机软件进行计算。

4.1.1 同步环检核

采用单基线处理模式时，对于采用同一种数学模型的基线解，其同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差见表2。同步时段中的多边形同步环，可不重复检核。

4.1.2 异步环检核

在整个GPS网中选取一组完全的独立基线构成独立环，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差W应满足。

4.1.3复测边检核

复测基线的长度较差应满足。

4.2 布设一级导线与图根

在E级控制网基础上，地形变化较大地区加密一级导线及图根导线点，再加以GPSRTK图根点，以满足测图的要求。

4.2.1 水平角采用方向法观测，一级导线观测三测回，图根导线观测一测回，支点左右角观测一测回；垂直角采用中丝照准法观测，一级导线观测二测回，图根导线观测一测回；斜距采用对向测量，一级导线观测二测回，图根导线观测一测回，支点采用二次棱镜高法各观测垂直角和斜距一测回。

4.2.2 一级导线观部分采用GPS方法进行测量，观测时间为45min，GPS平差计算采用随机软件进行，GPSRTK图根点采用二次测量，取其坐标平均值。

4.3.3地籍边角网观测记录采用手工记录，经初步计算和检查后，选用清华山维NasewV3.0软件进行平差计算，数据输入格式选用HSZ格式，斜距输入，平差选用一次迭代、单次平差。

五、结语

GPS卫星技术作为地籍测量中一种测绘技术，具有诸多的优点，不仅能够有效地减少城镇地籍测量的误差，而且也给测绘工作带来了革命性的变化。相信随着科学技术的发展，GPS测量技术的应用研究会不断深入，静态GPS测量技术在城镇地籍测量中的应用前景也会更加广阔，在城市测绘工作中也将发挥出更大的作用。

参考文献：

[1] 詹长根主编.地籍测量学[M]. 武汉大学出版社， 2001

[2] 徐绍铨等编著.GPS测量原理及应用[M]. 武汉测绘科技大学出版社， 1998