全站仪在城镇地形地籍测量中的应用

摘要：全站仪是随着光学、机械、电子等诸多学科的发展而出现的现代测量仪器。论文重点阐述了全站仪在城镇地形地籍测量的基本概念，分析了全站仪在城镇地籍测量中的主要特点，最后重点概括了全站仪在城镇地形地籍测量中的应用。

关键词：全站仪；地籍测量；应用

近些年，随着我国测量技术的不断发展，全站仪测量精度日益提高，在城镇地形的地籍测量中的应用也越来越广泛，目前，测角精度可达到0.5″，短程测距精度可达到0.5mm以内，局部坐标系统的测量精度可达到亚毫米级。随着全站仪技术本身的发展，测量精度将进一步提高，功能更为完善。采用智能全站仪是一种十分有效的测量方案，尤其在小尺度(50米)模型实验阶段有其重要意义，可满足实验的要求，并为FAST的馈源舱位姿动态实时测量提供一种十分有效可行的测量方案。

1全站仪在城镇地形地籍测量的基本概念

1.1地籍测量的含义

地籍是指由国家监管、以土地权属为核心、以地块为基础的土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状等土地基本信息的集合，用数据、表册和图等形式表示。地籍按发展阶段有税收地籍、产权地籍和多用途地籍；根据特点和任务，地籍又可分为初始地籍和日常地籍；按特点可分为城镇地籍和农村地籍。地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作。其基本内容是测定土地及其附着物的位置、权属界线、类型、面积等。具体内容如下：（1）进行地籍控制测量，测设地籍基本控制点和地籍图根控制点；（2）测定行政区划界线和土地权属界线的界址点坐标；（3）测绘地籍图，测算地块和宗地的面积；（4）进行土地信息的动态监测，进行地籍变更测量，包括地籍图的修测、重测和地籍簿册的修编，以保证地籍成果资料的现势性与正确性；（5）根据土地整理、开发与规划的要求，进行有关的地籍测量工作。与其它测量工作一样，地籍测量也遵循一般的测量原则，即先控制后碎部、从高级到低级、有整体到局部的原则。

1.2全站仪在城镇地籍测量的方法

在地籍一、二级、图根点加密控制测量中，导线控制测量是最传统的方法。起初是经纬仪和钢尺结合完成导线控制测量作业。但是它的工作效率较低，精度难把握。而全站仪的诞生，一种新的导线测量方式出现了。它是用电子经纬仪和电子测距仪的结合系统来完成导线测量作业。在一定范围内精度达到厘米级甚至毫米级。全站仪导线控制测量将成为导线测量的主要方法。全站仪导线控制测量方法不同与前二者的关键在于，一是相邻点间必须相互通视良好，地势平坦，便于测角和量距；二是全站仪导线的技术要求严禁。

1.3全站仪在城镇地籍测量中的主要特点

全站仪在城镇地籍中的动态测量都具有以下四个基本特征，即时空性、随机性、相关性、动态性，表现在：1）时空性在全站仪动态测量系统中，被测量(测距信号和测角信号)随时间而变，动态测量数据表现为测量时间的函数，即动态测量具有时变性，可用时间参数来描述;而对于某些具有固定运动轨迹的观测目标(如FAST中馈源舱的跟星运动)，用空间参量描述可能更为方便合理，从这个意义上来说，动态测量具有空间性。因而全站仪动态测量具有时空性。2）随机性由于在动态测量过程中，测量系统难免受各种外界干扰，因此它是一个高斯或非高斯过程，总表现为时间的随机函数;另外，被测量自身也可能是一个随机函数，当测量系统对合作目标进行跟踪测量采样时，得到的是若干个随机时间序列(或随机过程)。因而，全站仪动态测量具有随机性。3）相关性由于动态测量系统的输出值不仅和该时刻的输入值有关，而且和被测量在该时刻以前的量值变化历程有关，必须从所获取测量值的整体数据推估被测量的量值。因而，全站仪动态测量具有相关性。4）动态性在全站仪动态测量过程中，测量系统始终处于跟踪合作目标状态，需要用微分方程(或差分方程)来描述其所输入的含有被测量信息的信号与所输出的动态测量结果之间的关系，或以该动态测量系统内部状态变量形成的状态方程来描述，一般常与之等价的传递函数、时域上的脉冲响应函数或频域上的频率响应函数等来反映全站仪测量系统的动态特性。

2全站仪在数字地籍测量中的应用

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。在进行土地征用、土地整理、土地复垦等土地勘测定界工作中，相关规程规定测定或放样界址点坐标的精度为:相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士10cm。

2.1布设平面控制网及其精度分析

城镇地籍测量中，平面控制网的布设是一项艰难的工作。由于测量误差具有传播性和积累性，把握测量精度是有一定困难。控制网的质量好坏直接影响下步地籍碎部测量的精度。然而确保控制网的质量，即控制点点位精度，将成为地籍测量工作的首要任务。由于在控制网布设的过程中既要用到RTK实时动态测量，又要GPS静态测量。因此在布设平面控制网时要遵循以下原则：（1）控制网逐级布设，均匀分布，保证精度。（2）新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测点数应不少于3点。（3）为减少多路径效应的影响，测站点应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。（4）为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围200m内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。（5）为保证卫星的连续观测和卫星信号的质量，要求测站上空尽可能开阔，在10°～15°高度角以上不能有成片的障碍物。（6）为便于以后观测作业和应用，测站应选在交通便利，找点方便的地方。

2.2测量过程的精度要求

由于影响界址点的测量精度的因素较多，测量精度大小的变化幅度较大，但它的变化是有规律的。界址点的测量精度大小的变化与距离和角度的变化而变化，如：界址点的点位误差随水平偏差角的增加而增加，即界址点点位误差随对中误差的的增强而增强；界址点的测角中误差随着测站点至待测界址点的距离的增加而减少；界址点的测角中误差随着定向点至待测界址点的距离的增加而减少。总之，定向距不能太近，测距不能过长。界址点测量精度变化规律在控制界址点测量精度中起到重要作用。目前全站仪大多采用相位式光电测距,其测距误差可分为两部分:一部分是与距离D成正比例的误差,即光速值误差、大气折射率误差和测距频率误差;另一部分是与距离无关的误差,即测相误差、加常数误差和对中误差。通过计算得到各比例尺测图中测距中误差值MD,见表1

1：2000 0.400 3.8

3结语

总之，城镇地籍控制测量具有范围大、控制点密度高等特点。它采用的测量方法有很多,如GPS静态定位测量方法、导线控制测量方法等。针对这些方法的主要缺陷--功效较低，则引进了作业速度快、效率高的控制测量方法，即RTK技术测量方法。通过实验证明采用RTK技术测量方法进行地籍基本控制网布与加密控制网的布测能达到地籍控制测量的精度要求。它是可行的，特别在天空视野开阔地区，其速度是其它测绘方法不能比拟的。利用全站仪野外采集数据时,必须绘制草图,这在一定程度上会影响工作效率,增加野外操作人员的负担。但是,随着便携式计算机和掌上电脑在野外测绘的应用,在种状况已经得到了改进,并使数字地籍测量工作向内外业一体化方向发展。