如何把GPS定位技術應用到國土測繪之中

王榮芳 楊帆

【摘 要】國土測繪中采用GPS測繪技術，能夠為國內(nèi)各種國土工作的開展提供準確的參考數(shù)據(jù)，而各種國土測繪工作在開展過程中必須用到測繪技術及其相關儀器設備。GPS 以其測量精度高和自動化程序高的優(yōu)勢成為地籍測繪中的重要技術手段之一。

【關鍵詞】 GPS 技術；地籍測繪；應用方法

GPS 在國土資源管理中的應用范圍十分廣泛，他能夠幫助我們收集國家土地的相關信息。我國現(xiàn)階段對于土地利用不斷強化，對于地基測量的管理也面臨著新的挑戰(zhàn)。由于我國地員遼闊的原因，在進行地籍測量的時候不可能全部依靠人力而完成。為了能夠在較短時間內(nèi)得到精準的國土測繪管理信息，我們必須運用 GPS 設備進行相關信息的收集和檢索。所以 GPS 技術在我國國土測繪管理中的應用是十分的廣泛的。

1.GPS 在地籍控制測量中的應用

全球定位系統(tǒng) GPS 衛(wèi)星技術的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了翻天覆地的變化，同時也對地籍測量工作，特別是地籍控制測量工作帶來了巨大的影響。地籍測量管理是國土測繪管理的核心工作，主要是從事規(guī)定區(qū)域內(nèi)土地及其附著物的界限、位置、面積、權屬和利用現(xiàn)狀等基本情況的調(diào)查和測定，并測繪出具體的幾何形狀、GPS 管理技術的應用為國土測繪管理、地籍測量、地籍控制測量等工作帶來巨大的便利。根據(jù)國家土地局頒布的《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》要求，地籍平面控制網(wǎng)方式主要有一級、二級小三角網(wǎng)；二、三、四等三角網(wǎng)一、二級 GPS 網(wǎng)；邊角網(wǎng)、三邊網(wǎng)等。應用 GPS進行地籍控制測量，點與點之間不要求互相通視，這樣就可以避免了常規(guī)地藉測量控制時，點位選取的局限性，并且 GPS 網(wǎng)狀結構對 GPS 網(wǎng)精度的影響也非常小。由于 GPS 技術具有布點靈活、全天候觀測、觀測方便及計算速度快、精度高等優(yōu)點，使 GPS 技術在國內(nèi)各省市的城鎮(zhèn)地籍控制測量中得以廣泛應用。

1.1 GPS 地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設計

在經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)中，兼顧精度、可靠性及成本費用等準則的優(yōu)化設計已有許多研究和應用成果。與經(jīng)典觀測相比， GPS 觀測具有更為復雜的函數(shù)和隨機模型。盡管 GPS 具有靈活多變的布網(wǎng)方式，速度快、精度高等優(yōu)點，但 GPS 地籍控制網(wǎng)的設計也存在優(yōu)化問題。優(yōu)化設計后的 GPS測量，更能顯示出 GPS 衛(wèi)星定位技術的高精度與高效益，并在地籍調(diào)查中發(fā)揮重大作用。在建立 GPS 地籍控制網(wǎng)時，影響控制網(wǎng)精度的主要因素是觀測數(shù)據(jù)的精度， 而影響觀測數(shù)據(jù)精度的主要誤差來源可分為：①與信號傳播有關的誤差；②與接收設備有關的誤差；③地球自轉(zhuǎn)、相對論效應等影響所造成的誤差；④與接收設備有關的誤差等影響所造成的其他誤差。

1.2 GPS 地籍控制網(wǎng)管理中的改進和完善

過去我們都是采用傳統(tǒng)的經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)，他的準確性、可靠性、全面性都有待于提高，同時它的成本費用也比較高，所以制約了國土測繪工作的開展。地籍測量的首要任務就是進行全測區(qū)的控制測量，他是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)采集的基礎。控制網(wǎng)點點位密度，GPS 地籍網(wǎng)可以按測區(qū)范圍和先后次序分基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類。由于國土地區(qū)界址點密度較大，所以在保證網(wǎng)點的點位精度條件下，控制點密度力求增大到便于測定界址點，必要時在 GPS 網(wǎng)下再加密一級圖根導線，便于能直接從圖根點測定界址點。GPS各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長變化幅度大并且長短邊結合靈活方便，因此，各級網(wǎng)可視需要分期布設，也可一次性混合布設到需要的密度。這樣對于 GPS 技術觀測網(wǎng)的建立使用，大大提高了觀測工作的精準度和效率。對 GPS 地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化布網(wǎng)方式的運用，可以充分發(fā)揮出 GPS 衛(wèi)星定位技術高效率、高精準度的優(yōu)勢。與此同時，在建立 GPS 地籍控制網(wǎng)時，也應采取有效措施來克服影響 GPS地籍控制網(wǎng)精準度的因素，如地球自轉(zhuǎn)、相對論效應、磁場變化等自然因素，這些容易造成信號傳播過程中產(chǎn)生誤差，從而容易造成數(shù)據(jù)信號接收系統(tǒng)與設備的誤差，這將直接影響觀測數(shù)據(jù)的準確性，影響控制網(wǎng)的精準度。因此，我們在應用 GPS 地籍控制網(wǎng)進行測繪時，既要注重細節(jié)，又要善于發(fā)現(xiàn)，爭取早日找到克服誤差因素的有效方法，提高國土測繪數(shù)據(jù)的準確性。

1.3 GPS 技術引入地籍細部測量

地籍細部測量是地籍調(diào)查不可分割的組成部分，他的目的就是測定每宗土地的權屬界址點、線、位置、形狀、數(shù)量等。根據(jù)地籍調(diào)查規(guī)程可知，在地籍平面控制測量基礎上的地籍細部測量，對于國土外圍界址點及街坊內(nèi)明顯的界址點之間的間距允許有10cm的誤差，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點及村莊內(nèi)部界址點之間的間距允許有15 cm的誤差。利用 GPS RTK 技術完全能夠滿足上述精度的要求。對于影響 GPS 衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶應使用全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等測量工具，并采用解析交會法、極坐標法、圖解交會法等進行地籍勘丈，這樣更有利于加快地籍細部測量進度。

2. 位置基準點的偏差對 GPS 網(wǎng)的影響

GPS 網(wǎng)的基準包括網(wǎng)的位置基準、方向基準和尺度基準。而網(wǎng)的基準的確定是通過網(wǎng)的整體平差計算的。GPS 網(wǎng)的基準設計主要是指確定網(wǎng)的位置基準。確定網(wǎng)的位置基準， 可以選網(wǎng)中一點的坐標值加以固定，通過自由網(wǎng)偽逆平差或穩(wěn)擬平差來確定網(wǎng)的位置基準。這種以最小的約束法進行 GPS 網(wǎng)的平差是對網(wǎng)的定向與尺度沒有影響， 平差后網(wǎng)的方向和尺度以及網(wǎng)的相對精度都是一樣的， 但網(wǎng)的位置以及點位精度卻不一樣。當應用 GPS定位技術代替常規(guī)測量建立地籍控制網(wǎng)時，由于 GPS 定位得到的是 WGS-84 坐標系的三維坐標，所以GPS 在參考橢球面上的網(wǎng)形與其在參考橢球面上的位置基準有關。在經(jīng)度方向上位置基準的偏差能使 GPS 網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，但對于一定范圍、高差較小的 GPS 網(wǎng)而言，其位置基準在經(jīng)緯度方向上的偏差（一般 100m 以內(nèi)）對投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計，對于高差大的 GPS 網(wǎng)則要求有較精確的起算數(shù)據(jù)。由于位置基準在高程方向的偏差使投影在橢球面上的 GPS 網(wǎng)的尺度發(fā)生變化，所以，可用常規(guī)方法測定高程。

在國土測繪過程中，通過對現(xiàn)代測繪技術的有效應用，可以大大的提高國土測繪工作的效率，提高測繪信息的精確度。地籍測量往往具有范圍大、界址點測量瑣碎、數(shù)據(jù)更新快等特點，同時GPS 作為地籍測量中的一種測繪技術，他具有很多的優(yōu)點，如：操作簡便、減少人力費用、定位精度高、全天候作業(yè)等，但同時有時候也存在衛(wèi)星可見度、信號屏蔽等問題。針對 GPS 的這種缺陷性，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。目前，我們正處于社會經(jīng)濟與科學技術迅猛發(fā)展的時代，只有讓現(xiàn)代測繪技術不斷適應時代的發(fā)展需求，才能不斷改良國土測繪的新技術，并有效的應用這些技術，才能夠更好的促進我國現(xiàn)代測繪技術的較快發(fā)展。

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