GPS地籍控制網的建立

吳莉莉 袁乃輝 王金燕

（1、天津市武清區土地利用事務中心，天津 300000 2、天津市武清區測繪隊，天津 301700）

1 布網原則與觀測方案的擬定

地籍控制測量就是測設地籍基本控制點和地籍圖根控制點，是為開展初始土地登記、建立基礎地籍資料以及日常地籍的動態管理而布設的平面測量控制。根據國家土地局頒布的《城鎮地籍調查規程》要求，地籍平面控制網可布設為二、三、四等三角網、三邊網及邊角網，一、二級小三角網 (鎖)，一、二級導線網及相應等級的GPS網，并且各等級地籍平面控制網點根據城鎮規模均可作為首級控制。利用GPS技術進行地籍控制，沒有常規三角網(鎖)布設時的近似等邊要求。

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GPS網的基準包括網的位里基準、方向基準和尺度基準。而網的基準的確定通過網的整體平差計算來實現。GPS網的基準設計主要是指確定網的位置基準。確定網的位置基準，可選網中一點的坐標值加以固定或給予適當的權，或者網中的點均不固定，通過自由網偽逆平差或穩擬平差，確定網的位置基準。這種以最小約束法進行GPS網的平差，對網的定向與尺度沒有影響，平差后網的方向和尺度以及網的相對精度都是相同的，但網的位置及點位精度卻不相同。在網中選若干點的坐標值并加以固定，或者選網中若干點的坐標值并加以固定，或者選網中若干點的坐標值并給以適當的權，在確定網的位置基準的同時，將對GPS網的方向和尺度產生影響，其影響程度與約束條件的多少及所取觀測值的精度有關。

由于GPS測量觀測站之間不要求相互通視，而且網的圖形結構也比較靈活，所以，選點工作較經典控制測量的選點工作簡便。但由于點位的選擇對于保證測量結果具有重要意義，所以，在選點工作開始之前，應充分收集和了解有關測區的地理情況以及原有測盤標志點的分布及保持情況，以便確定適宜的觀測站的位置。所選之點應對空通視，遠離大功率電視塔、微波站、高頻大功率雷達和發射天線等，遠離大面積水域、玻璃幕墻，點位盡量不選在斜坡上，并且要求便于觀測和加密發展、交通方便。

用GPS建立地籍測量控制網，點間不必都通視，每個點有兩個方向通視即可，少數點一個方向通視也可。點間距離可長可短，不必顧及圖形結構。一個GPS網，其最短邊可為600～1000m，長邊可達20～30km。點位應從實際出發，以使用為原則。

預處理完畢，根據預處理所獲得的標準化數據文件，便可進行觀測數據的平差計算。以所有獨立基線組成閉合圖形，以三維基線向量及其相應方差協方差作為觀測信息，以一個點的WGS-84系三維坐標作為起算依據，進行GPS網的三維無約束平差。在無約束平差確定的有效觀測量基礎上，在國家坐標系或城市坐標系下進行二維約束平差。

2 觀測數據的處理方法

GPS數據預處理是對原始觀測數據進行編輯、加工與整理，分流出各種專用的信息文件，為進一步的平差計算作準備。從原始記錄中，通過解碼將各項數據分類整理，剔除無效觀測值和信息，形成各種數據文件，如星歷文件、觀測文件和測站信息文件等，然后進行觀測數據的平滑、濾波、周跳探測、載波相位觀測值的修復以及對觀測值進行各項必要的改正。觀測成果的外業檢核是確保外業觀測質量，實現預期定位精度的重要環節，所以當觀測任務結束后，必須在測區及時對外業的觀測數軟件導刊據質量進行檢核和評價，以便及時發現不合格的成果，并根據情況采取淘汰或重測、補測措施。同步邊觀測數據的檢核主要指觀測數據的剔除和觀值的殘差之差。觀測值的偶然誤差和系統誤差殘余部分的影響與數據處理中所采用的模型密切相關。殘差分析主要任務是試圖將觀測值中的偶然差分離出來。應用GPS技術進行地籍控制測量，首先對原始觀測數據進行預處理，解算出各基線向量，然后對同步邊觀測數據檢核、重復觀測邊的檢核以及環閉合差的檢核，并且以上3種檢核均應滿足設計書和現行GPS測量規范的精度指標要求。

當只有一個國家點作為起算點時，可建立地方坐標系。在建立獨立的地方坐標系時，若測區的平均高程超過一定數量，則以該平均高程面作為坐標的投影面，測區離帶中央子午線較遠時，應選取通過測區中心的子午線作為坐標系的中央子午線。

觀測衛星的幾何分布對GPS定位的精度具有重要影響，所以，為了選擇最佳的觀測時段，在擬定觀測計劃時，應首先編制GPS衛星可見性圖。GPS定位中，觀測衛星與地面測站所組成的幾何圖形，其強度因子可取空間位置精度因子(DPOP)為代表，無論是絕對定位還是相對定位，其值均不應超過一定的要求。最佳觀測時間確定后，觀測工作的進程計劃，網的規模、精度要求、作業的接收機數量和后勤保障條件等在實際工作中應根據最優化的原則合理擬定。

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在建立GPS地籍控制網時，影響控制網精度的主要因素是觀測數據的精度，而影響觀測數據精度的主要誤差來源可分為:①與信號傳播有關的誤差；②與信號傳播有關的誤差；③與接收設備有關的誤差以及地球自轉、相對論效應等影響所造成的其它誤差。如表1所示。

表1 GPS觀測數據的主要誤差

地籍測量往往具有范圍大、界址點測量瑣碎、數據更新快等特點，GPS作為地籍測量中的一種測繪技術，具有許多優點，如:操作簡便、減少人力費用、定位精度高、全天候作業，同時也存在衛星可見度、信號屏蔽等問題。針對GPS的缺陷性，為了解決GPS無法測量部分地籍碎部點這一問題，提出了GPS與全站儀、GPS與CCD相機、GPS與手持式激光測距儀集成等測量技術措施。隨著GPS技術的不斷發展，其在地籍測量中的使用會更廣泛。

[1]齊建國.GPS城區地籍控制網的精度分析及高程擬合研究[J].國土資源遙感，2003-12-20.