GPS技術在土地測繪中的使用研究

許莉　馬良平　徐小強

摘 要：GPS作為一項新興技術被廣泛地應用在土地測繪中，并發揮了良好的效果。不僅實現了土地管理的高效化，還保證了測量工作的精確度。文章詳細介紹了GPS技術的概念及其特點、優勢，并對GPS系統在土地測繪中的應用進行了研究，希望能給同行帶來一些借鑒和參考。

關鍵詞：GPS；土地測繪；使用

引言

GPS（全球定位系統），是1970年代由美國軍方在一個衛星導航項目中開始研發建設的。它達到了98%的全球覆蓋率，可以隨時進行導航定位和測量，并具備良好的抗干擾能力。隨著科學技術的不斷發展，GPS也在不斷地擴大其應用范圍，已經從早期只運用在軍隊和少數科研部門的研究中，慢慢地轉向了受眾更多的民用市場，尤其是土地測繪、地理的空間監測等方面。一直以來，由于技術問題土地工程測量更傾向于傳統的方法，但不可否認，GPS技術的優勢明顯，它的應用是土地測繪工作的一項突破。

1 GPS技術及特點、優勢

1.1 GPS技術

GPS全球衛星定位技術是通過GPS定位衛星在全球范圍內進行實時定位和導航的技術，由空間星座、用戶設備、地面控制三個部分組成。GPS空間部分主要是對目標進行觀測，將觀測的數據轉化為各種碼和載波信號，提供給地面監控系統和用戶設備，從而實現控制和定位。GPS的用戶端，捕捉、跟蹤衛星信號，然后將信號進行處理，計算出GPS信號接收機所處在的經度、緯度和高度。該項技術的原理是將衛星運行的瞬間位置作為定位的起始距離，結合空間交會的方法，確定被測對象的具體位置。GPS技術的應用給測繪技術帶來一場技術革新，可以為測量工作提供高效率、高速度以及高精確度的測量效果和質量。

1.2 土地測繪中應用到的GPS有關技術

1.2.1 GPS靜態測量技術

GPS靜態測量技術，是由GPS接收機來確定測量位置并進行測量的。在GPS靜態測量技術的應用中，通常GPS接收器的位置在整個監測過程中是固定的，所以，在數據的最終處理時，接收器的位置可以被認為是一個定量。

1.2.2 GPS動態測量技術

動態GPS技術在實時動態差分法稱為RTK（Real-timekinematic）。它結合了GPS的測量技術和數據傳輸技術，是GPS測量技術不斷發展的產物。以前的動態和靜態測量技術為了達到一定的精度還需要解算測量結果，然而RTK技術無論在什么條件下進行測量都能立即給出精確的數據，而且它采用了載波相位動態實時差分方法，可謂是GPS技術發展史上的重大變革。RTK主要包括基準站和移動站。基準站用來發射數據信號，移動站用來同時接收衛星和基準站發來的信息。其中，發射裝置分為大功率外置裝置和內置的微型電臺兩種。而且通過內置程序可以得到精確到厘米級別的數據，完全滿足土地測量的相關要求。在土地測繪中，運用RTK這項新的技術手段和方法運用進行測量放樣、地形測圖以及控制測量，大大提高了土地測繪工作的效率和質量。

1.3 GPS技術的特點

高精度、速度快、多功能、易操作是GPS系統的主要特點。GPS定位系統的效率非常高。目前，就僅20公里的位置，GPS技術只需幾秒鐘就能實現實時定位，并在兩分鐘左右的時間內完成動態測量。而且，GPS測量完全省去了站與站之間通視的麻煩，可以節省大量的成本。此外，由于GPS定位系統的不斷更新和發展，系統操作更加地方便，自動化水平也越來越高，大大地減少了工人的工作量，為野外測繪帶來了便利。

1.4 GPS技術的優勢

傳統的測繪方式主要是指簡易補測法和平板儀補測法。其中，簡易補測法是利用鋼尺等簡便工具，通過簡單幾何方法（截距法、直角坐標法等）進行實地測量。傳統的監測方法效率低、數據精度差，而且測量過程中很容易受到各種主觀因素的影響。與傳統測繪方法相比，手持差分型GPS接收機，應用了最新的衛星定位技術，不僅改善了傳統檢測方法存在的一些弊病，還能夠快速、精確地實施監測。其具有高效率、操作方便，并且能夠應用于各種復雜情況之下的特點，使實時監測成為現實，進而有效保證了土地利用現狀調查的現時性。此外，在土地管理中，有很多動態監控系統需要改進，將一些最新的GPS尖端技術應用到土地動態監測中，會大大加快我國在這一領域的進展。

2 GPS系統在土地測繪中的應用

2.1 GPS地籍控制網點的精密度

土地測量主要是對全測區進行測量，它為人們測繪地籍圖件和采集數據提供了前提和基礎。而且地籍控制網點的密度和精度皆是為了更好地服務于土地權屬范圍特征點的測量，即界址點服務。根據測區的范圍和先后順序，GPS的地籍網可以將網點密度分為加密網以及基本網兩大類。因為城鎮地區的界址點密度往往比較大，為了更好地保證網點的點位精度，最好能夠提高網點的密度以方便對界址點進行測定。此外，GPS技術還能夠優化地籍測量網的設計。在傳統的控制測量網設計的基礎上，以精確度、可靠性以及成本費用為主要優化依據，進行更加全面、系統的優化。通過優化GPS測量設計，能夠更明顯的突顯出GPS技術的強大功能，不僅為土地測繪帶來精確的測量效果，而且也能為測量工作帶來巨大的經濟效益。

2.2 GPS網基準點偏差的影響

因為應用GPS進行定位得到的是一個三維坐標差的數據，所以當建立相應的地籍控制網時，以橢球面上的網形作為參考，得到的數據與其在橢球面上的位置基準有很大關系。而且，經度方向上基準點的偏差有可能使得GPS網整體翻轉。因此，對于一些高差較大的GPS網對數據的精度有更高的要求，但是對于像高差較小、范圍較少的GPS網，一般可以忽略經緯度方向上位置基準的偏差對網形的影響。因為高程方向上位置基準的偏差對GPS的網形重要影響，因此常采用常規方法測定高程。

2.3 地籍的細部測量

地籍細部測量包括對土地的權屬界址點、位置和數量等情況進行勘測，是地籍觀測的關鍵環節和重要內容。傳統的地籍細部測量數據不精確，常常存在較大的誤差，影響最終結果，然而結合GPS技術就可以有效地解決這一問題。工作人員可以根據測量任務的實際情況，在露天的區域采用GPS技術，而對于影響GPS測量信號的遮蔽地帶，則采用傳統的解析法或圖解法，通過全站儀、測距儀、經緯儀等進行測量儀器，與GPS技術進行優勢互補。這樣不僅可以提高細部測量的效率，同也滿足了其對精確度的要求。

2.4 土地界線的勘測

在進行土地界線的劃分時，要充分考慮土地的征用、轉讓、規劃及開發等實際要求，并最大程度予以滿足。土地勘測包括土地的使用范圍、土地界線、實際現狀和面積計算等內容，它是相關管理部門審批土地時的重要數據資料。早期，傳統的土地勘測定界一般需要借助相關的測量儀器，但由于這些儀器的測量范圍小、精度低和一些人為因素及環境條件，不僅增加測量工作者的工作量，而且還達不到良好的測量效果。因此，在土地界線的勘測中，GPS技術逐步取代了傳統方法，并取得了很好地效果。

3 結束語

GPS技術具備多方面的優點，在工程測量尤其是土地測繪方面上有其無可比擬的優勢，因此備受青睞。但是，工作人員也要正視這項技術的不足，比如，GPS在地籍控制網上的設計還存在諸多設計問題。一旦GPS地籍控制網得以優化，那么GPS衛星定位技術的精度將會上升一個臺階。進而又能帶來巨大的經濟效益，并在土地測繪中發揮比以往更大的作用。

參考文獻

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