GPS在地籍測量控制網中的應用

吳珊珊

（中國石油東方地球物理勘探有限公司遼河物探分公司測量公司，遼寧 盤錦 124000）

地籍是反映土地及其附屬物的權屬、位置、數量、質量和利用現狀等基本狀況的資料。而地籍測量主要是指測定和調查地籍資料并編繪成地籍圖的工作。采用數字化測圖，是建立數字地籍圖的理想方法。隨著GPS（全球定位系統）技術的不斷發展和日益廣泛的使用，已經對測地技術的理論和應用諸方面產生了革命性的變革。在應用GPS技術進行控制測量時，表現出傳統的測量技術無法比擬的優越性。在我國地籍測量工作正在日益展開的今天，首先要考慮的問題就是要有一套既滿足現在地籍測量工作，又利于將來日常地籍動態監測管理需要的控制網資料。

1 GPS系統概述:全球定位系統（Global Positioning System簡稱GPS）

1.1 全球定位系統GPS，該系統是由美國軍方研發的衛星導航系統，能為用戶提供三維坐標，速度和時間，對常規測量而言，主要采用GPS的相對測地定位功能，即只獲取地面點的三維坐標。

1.2 系統的組成，GPS全球定位系統由空間衛星群，地面監控系統，用戶三部分組成。

1.2.1 空間衛星群：GPS的空間衛星群由24顆高度約為20萬公里的衛星組成，其中2l顆工作，3顆備用，地面上任何時間，任何地點可同時接收4顆以上衛星發送的信號。

1.2.2 地面監控系統：GPS的地面控制系統包括一個主控站，三個注入站和五個監測站，主控站的作用是根據各監測站匯總來的觀測數據進行計算，得出衛星在軌的一系列參數，并將這些數據通過注入站注入到衛星中去，監控站接收衛星信號，監測衛星的工作狀態，注入站是將主控站計算的數據注入到衛星中去。

1.2.3 用戶：即地面接收系統，由GPS接收機及數據處理設備構成，其作用是通過接收衛星發來的信號，確定地面點的三維坐標。

1.3 GPS的工作原理：GPS系統足一種采用距離交會的方法來進行定位的，正如我們如果知道兩點的平坐標，則可采用后方交會的方法，獲得待定點的平面坐標，同理，如果知道三個點的空間坐標，通過交會的方法，則可獲取地面待定點的三維坐標。

1.4 GPS技術發展的現狀

目前世界上采用的是美國開發的GPS系統，該系統設置兩套編碼，即民用碼(C／A碼)，軍用碼(P碼)，軍用碼是保密的，民用碼公開。我們目前接收的衛星信號即民用碼信號，用其進的解算，求取待定點的三維坐標，其精度低于用P碼解算的結果，為提高用C／A碼解算的精度，人們做了很多努力，目前成型的技術有靜態觀測和動態(RTK)觀測兩種。

2 GPS的靜態觀測技術，主要適用于控制測量，即建立礦區平面控制網

2.1 GPS靜態測量的基本作業方法，把二臺以上的GPS單頻機或雙頻機分別安置于待定點上，然后同時進行連續觀測，要求連續測量的時間不小于60分鐘，然后用專門的軟件進行解算。

2.2 GPS靜態測量的組網方式。構網方式有星形構網、同步環、邊連接、網連接等形式。其中以同步環接的精度最高。

3 動態觀測(RTK技術)

實時動態定位(RTK)系統由基準站和流動站組成，具體操作足將一臺GPS接此機安置在某一基準點上作為參考站，對衛星進行連續觀測，流動站上的接收機在接收衛星信號的同時，通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數據，通過計算機解算出流動站上點的三維坐標，該技術適用于地形測量，工業礦廠平面圖的測量，碎部測量，道路測量。

4 GPS技術的應用

GPS新技術的出現，可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標。特別是應用RTK新技術，甚至可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標，應用RTK技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據（如偽距或相位觀測值）及已知數據（如基準站點坐標）實時傳輸給流動站GPS接收機，流動站快速求解整周模糊度，在觀測到四顆衛星后，可以實時地求解出厘米級的流動站動態位置。這比GPS靜態、快速靜態定位需要事后進行處理來說，其定位效率會大大提高。但在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶，應使用全站儀等其他測量工具，采用解析法或圖解法進行細部測量。

5 GPS控制網的布設

根據測區狀況，首級網先在1/10000地形圖上進行設計，然后到實地選點和埋標。為了后階段控制網加密方便，在選點時除考慮GPS測量對點位的要求外，還應注意以下幾點：

5.1 按規范要求，在15°角上不得有障礙物，這個條件可降低為測站周圍有障礙物存在，但要保證能接收到至少4顆衛星的信號。

5.2 測站附近沒有造成多路徑效應的反射物。

5.3 測站附近200米內，沒有強工作狀態的無線電發射系統和高壓輸電線。

5.4 每一測站至少要與另一個測站通視，并兼顧網形的構造和同步圖形連接。在建筑物密集地區，相鄰點之間都不能通視時，可以選擇一些制高點（如山頭上的點或高層建筑物上的點）與之通視，以作為圖根控制和碎部測量的參考方向。

6 GPS控制網的工作方法

GPS測量采用快速靜態作業模式，每15秒一個記錄，觀測衛星數均在4顆以上，利用三臺Wild200型GPS接收機，同時置于3個控制點上，同步觀測，一次完成一個同步圖形的觀測，觀測時段數4個，總基線數為16個。通過對GPS觀測數據的平差計算，其精度為：最弱點點位中誤差為±0.46cm，方向中誤差為±0.52″，最弱邊邊長相對中誤差為1／48.2萬，全都高于《城市測量規范》的要求，（即最弱點點位中誤差為士5cm，方向中誤差為士2.5″，最弱邊邊長相對中誤差為1／45000）。

7 結語

7.1 由于GPS測量技術具有傳統測量方法無法與之相比的優越性，故在城區內進行地籍測量時，用GPS測量定位技術建立地籍測量控制網，能夠從根本上解決城區測量中的最大難題一通視困難。由此，不但能節省大量的造標費用，經濟效益顯著，而旦還大大的減輕了野外作業的強度，本工程的首級控制網只用了一天左右時間就完成了全部外業觀測，工效極高。

7.2 GPS技術建立的控制網平面精度高，點位精度比較均勻。

7.3 從經濟角度上考慮，此次采用GPS定位技術與常規作業布網相比，其開支約為后者的1/5，節省了大量經費。

可以肯定，隨著GPS定位技術應用研究不斷深入，硬件和軟件設備的進一步完善，GPS定位技術在地籍測量中的應用前景會更加廣闊。

[1]彭琳.全球定位系統在地籍測繪中的應用[J].武漢大學，2004-04-20.