基于GPS技術(shù)的大連某界線測量研究

摘 要：本文基于筆者多年從事界線測量的相關(guān)工作經(jīng)驗，以GPS技術(shù)在大連某縣級界線測量中的應(yīng)用為研究對象，探討了GPS在界線測量中的優(yōu)勢和具體測量方案，并對測量精度進(jìn)行了分析，認(rèn)為GPS完全滿足界線測量的精度要求，全文是筆者工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：GPS 界線測量 精度評定

中圖分類號：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0046-02

行政區(qū)域界線測量包括國界、省界、市界、縣界等在確權(quán)后而進(jìn)行的較大范圍的界線測量工作，精確測定行政區(qū)域界線對于國家土地管理、利用、規(guī)劃以及解決權(quán)屬糾紛具有重要意義。我院有幸參加完成了大連市部分縣域行政界線的測量工作。本文選擇某縣界為例，對GPS技術(shù)進(jìn)行界樁等測量進(jìn)行了認(rèn)真總結(jié)，對大連市全面開展縣級域界線測量具有重要意義。

1 縣級行政區(qū)域界線測量的基本狀況及實施的基本原則

1.1 基本狀況

行政區(qū)域界線點位分布一般呈線狀或閉合環(huán)狀，且范圍較大，主要測量工作包括：界樁的測量、邊界線轉(zhuǎn)點測量及必要的邊界地形圖修測。界樁的埋設(shè)：界樁位置一般選擇在實地地貌不易辨別的邊界線轉(zhuǎn)折點和起止點處、過境鐵路、主要公路、主要河流與邊界線相交處。其埋設(shè)地點應(yīng)選在地基穩(wěn)定并有利于界樁保護(hù)的地方，不要選擇在敏感區(qū)和難埋設(shè)的地方，要盡量閉開高山。

邊界線轉(zhuǎn)點的分布：行政區(qū)域界線的所有轉(zhuǎn)點，分布極不均勻，有的邊長達(dá)500～600 m或更長，有的僅僅幾米。原有圖紙表達(dá)不完善區(qū)域的地形圖的修測：改革開放以來，各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快變化也很大，而我們勘界所使用的圖件都比較老，這樣需要我們對邊界沿線兩測有關(guān)地物地貌及地理名稱、注記進(jìn)行補(bǔ)測、修測，其范圍不宜過大，以能準(zhǔn)確敘述邊界線基本走向與主要地貌、地物的關(guān)系位置為宜。

1.2 主要技術(shù)要求

界線測量成果坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇：縣界測量成果采用國家統(tǒng)一的坐標(biāo)系，如：大連市平面采用1954年北京坐標(biāo)系，高程采用1956年黃海高程系；界樁測量的精度要求：平面精度優(yōu)于±1.0 m，高程精度優(yōu)于±1.0 m；邊界線轉(zhuǎn)點測量的精度要求：平面精度不低于4 m。

1.3 GPS進(jìn)行行政區(qū)域界線測量的優(yōu)越性

考慮到勘界范圍較大，點位分布不均勻，完全采用常規(guī)測量其工作量及花費將會相當(dāng)大，測量周期很長，GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了革命性變化。它具有全天侯、精度高，不需要通視、省時、省力、省錢等特點，無需常規(guī)方法那樣逐級布網(wǎng)，可直接和已知點連測，所以應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行行政區(qū)域界線測量，尤其是進(jìn)行界樁測定，比常規(guī)測量具有無比的優(yōu)越性。

2 GPS觀測

2.1 使用儀器

使用6臺Ashtech型靜態(tài)單頻GPS接收機(jī)（標(biāo)稱精度為5 mm+1 ppm）進(jìn)行GPS網(wǎng)野外數(shù)據(jù)采集。

2.2 作業(yè)時基本技術(shù)要求

衛(wèi)星截止高度角≥15°；同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4；平均重復(fù)設(shè)站數(shù)≥1.6；同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4；時段長度≥60 min；數(shù)lINw5y96QH4WnqIGIkEXqA==據(jù)采樣率（S）≤30 s。

2.3 觀測方式

每時段觀測均量取天線高兩次，其互差不超過3 mm，取平均值作為最后天線高。（圖1）

2.4 外業(yè)數(shù)據(jù)檢核

（1）同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率不易大于10%。

（2）重復(fù)基線的測量差值ds≤。

（3）各級GPS網(wǎng)同步環(huán)閉合差需符合下式規(guī)定：

≤ ≤

≤ ≤

（4）各級GPS網(wǎng)異步環(huán)或符合路線坐標(biāo)閉合差需符合下式規(guī)定：

≤ ≤

≤ ≤

（5）無約束平差中，基線分量的改正數(shù)的絕對值需符合下式規(guī)定：

≤ ≤ ≤

式中：n為閉合環(huán)邊數(shù)，σ為儀器的標(biāo)稱精度。

3 GPS內(nèi)業(yè)解算

3.1 數(shù)據(jù)后處理

（1）GPS觀測數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)編輯輸入相關(guān)點位信息后，采用接收機(jī)配備的商用軟件Ashtech solutions 2.5進(jìn)行基線解算，保證每一條基線都求出整周模糊度。

（2）重復(fù)基線較差和非同步環(huán)閉合差的檢核仍按外業(yè)基線檢核時的要求進(jìn)行。

3.2 網(wǎng)平差

（1）對整網(wǎng)進(jìn)行無約束平差并檢核GPS網(wǎng)的觀測質(zhì)量。以所有獨立基線組成閉合圖形，以三維基線向量及相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測信息，以網(wǎng)點的WGS-84系三維坐標(biāo)作為起算依據(jù)，進(jìn)行全網(wǎng)無約束平差。

（2）對整網(wǎng)進(jìn)行二維約束平差。以深圳市平面控制網(wǎng)GPS點“G2015、2035”作為起算數(shù)據(jù)，對控制網(wǎng)進(jìn)行二維約束平差計算。

4 GPS精度評定

4.1 環(huán)閉合差統(tǒng)計（表1）

4.2 基線殘差統(tǒng)計（表2）

4.3 平面平差基線相對精度統(tǒng)計（表3）

4.4 gps點位中誤差統(tǒng)計

100%的點位精度在1.0 cm以內(nèi)，其中46%精度小于0.5 cm。以上充分說明觀測數(shù)據(jù)合格，基線解算質(zhì)量良好，GPS網(wǎng)的測量精度滿足界線測量要求。

5 結(jié)論與建議

（1）行政區(qū)域界線點位分布一般呈線狀或閉合環(huán)狀，且范圍較大，點位分布不均勻，完全采用常規(guī)測量其工作量花費將會相當(dāng)大，測量周期很長，應(yīng)用GPS技術(shù)，采用相對定位的方法，可快速地、高精度地進(jìn)行行政區(qū)域界線測量，尤其是進(jìn)行界樁測定，比常規(guī)測量具有無比的優(yōu)越性。

（2）對于界線轉(zhuǎn)點和個別隱蔽地區(qū)的測點（包括轉(zhuǎn)點和界樁）也可先用GPS布置控制點，再用常規(guī)測量方法進(jìn)行測定。

（3）由于GPS衛(wèi)星定位坐標(biāo)屬于美國WHS-4坐標(biāo)系，而界線測量成果要求為國家坐標(biāo)系坐標(biāo)時，為保證進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，在進(jìn)行GPS觀測時，應(yīng)聯(lián)測三個以上己知的國家大地點。

（4）對于應(yīng)用GPS進(jìn)行行政區(qū)域界線測量，應(yīng)事先作好比較周密的實施計劃，包括：觀測網(wǎng)及觀測路線的設(shè)計、國家大地點的選用、觀測時間的選定、人員的調(diào)配等。

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