GPS-RTK結合全站儀在地籍測繪中的應用研究

鄭遠楊，丁 濤

（1.安徽理工大學空間信息與測繪工程學院，安徽 淮南 232001；2.礦山采動災害空天地協同監測與預警安徽省教育廳重點實驗室，安徽 淮南 232001）

目前，有多種地籍測量新方法，例如GPSRTK[1]、遙感[2]、GIS[3]等技術。其中GPS-RTK 技術更加簡便、實時高效，且能降低地籍測繪難度。合理運用GPS 進行控制網布設，并結合GPS-RTK 進行碎部點測量時，要確保布設的控制網在精度范圍內，才能使獲取的構筑物數據具有更高的精確性[4]。在城鎮地籍測量中，運用GPS 技術布網并在數據采集進行目標編碼，對地籍測繪效率和質量都有一定的保證[5]。但在面對某些復雜的構筑物時，GPSRTK 無法獲取點數據，因此需要借助全站儀等儀器進行觀測，本文詳細介紹GPS-RTK 結合全站儀技術在地籍測量方面的應用，以獲取理想結果。

1 GPS-RTK 結合全站儀技術的優勢

傳統的地籍圖測量方法費時費力，精度達不到理想要求，且對點的要求必為通視點。現代化的地籍測量在傳統測量的基礎上進行了顯著提升。在進行構筑物測量時，對于加密圖根點可隨時進行測量且點位精度高，節省時間；為了使界址點的選取和測定在方法上得到改善，可不單單基于傳統的極坐標法，且在測定界址點時，可與圖根點一起進行；在地籍圖成圖方法上，可進行外業內業的同時處理，數據形成地籍圖時，可通過軟件自行分幅，控制成本。

2 工程實例

2.1 GPS 平面控制網的建立

2.1.1 布網及選點原則

進行地籍控制測量的前提是要對測區進行實地考察，視測區的面積大小、地理位置以及測區現存控制點數量進行控制網布設，按測量的基本原則（即先控制后碎部、由高級到低級） 步步檢核。控制點的選擇應遵循以下原則：控制點要遠離大功率無線電，遠離水域，所選地域應為堅實的地面，交通便利等。

2.1.2 外業測量

本次實驗的地面控制點為E01，E02，E03，E05，E06，E07，此6 個E 級點覆蓋了整個測區，控制網布設好之后，便進行網的觀測。在進行網的觀測時，利用10 臺GPS 雙頻接收機，先將兩臺GPS 接收機架設在附近已知點上，其余八臺放置在待測點上，此次實驗使用邊連式的布設形式，保證了圖形條件和作業效率的強度；采樣間隔為30 s，分測兩個時段，每個時段為60 min，采用WGS84坐標系，本實驗的GPS 網布設方案見圖1[6]。

圖1 GPS 控制網布設圖

2.1.3 內業處理

控制網觀測結束后，內業進行網的基線解算，測區內已知起算點為E02，E07。在基線結算過程中，會出現基線的不合格，這時可以剔除一些衛星的觀測序列和一些觀測序列不好的片段[7]。本次實驗剔除了R90 衛星的觀測序列，經軟件平差后的基線和WGS84 坐標下的E 級點坐標見表1 和表2。

表1 平差后的基線和相對誤差

表2 平差后的站點WGS84 坐標及中誤差

2.2 地籍碎部測量

碎部測量就是測定碎部點的平面位置和高程。碎部點通常選取構筑物的特征部位，例如墻面與墻面的轉點，凸起的房角點等；道路的碎部點則選取路口的轉折點，若遇到復雜的曲線道路，則在道路彎曲處進行3 次獨立的觀測；對于獨立的地物，直接觀測其中心。

對于野外數據點的采集，一般采用GPS-RTK結合全站儀的方法進行觀測，若遇到GPS-RTK 無法測量的點，則采用全站儀進行觀測。全站儀架站時，儀器對中誤差控制在5 mm 內，照準一圖根點為起始位置，另一圖根點作為檢核，檢核點平面誤差不應大于圖上0.2 mm，且高程不高于0.1 m。

由于測量外業的地物較多，無法進行編碼，所以在進行數據采集時一般采用無碼作業，工作人員現場繪制草圖。在進行計算機繪圖時，用測點點號定位編輯成圖。本次實驗由于建筑物高度及形狀等問題，很難將棱鏡放置于建筑物表面，往往采用無合作目標性全站儀進行觀測，這種全站儀在進行地籍觀測時，無需反射棱鏡，可直接對目標物進行測距觀測。因此，在地籍測量、房產測量方面得到廣泛應用，如徠卡的TCR 系列全站儀，在無合作目標的情況下測距達1 000 m。

2.2.1 圖根點的測量

圖根點的精度直接影響地籍測量結果。本次實驗采用GPS-RTK 的方法獲取圖根點的坐標，主要針對地勢空曠、通視條件不好的地形。采用這種方法布設圖根點要確保基準站至少聯測3 個高級控制點，并對基準站進行坐標系統的檢核，此次實驗的3 個高級控制點分別為E02，E05，EO7。每個圖根點要進行兩次觀測，觀測點位互差范圍為0.1 mm，高程中誤差互差不大于1/10 等高距，并取兩次觀測值的平均值作為最終的圖根點平面坐標。若采用導線測量獲取圖根點，平面坐標不應超過二次附合，遇到復雜地勢，可進行三次附合；獲取圖根高程時，采用圖根三角高程測量，其中起閉點均為高級控制點。圖根點坐標見表3。

表3 圖根點的坐標

2.2.2 界址點的測量

界址點對地籍測量有著重要作用，是區別于地籍測量與其他測量的分界點。界址點的選取決定了地籍圖的面積大小、地理位置。在通視條件一般、地理位置不好的情況下，利用RTK 可進行界址點的測定；當RTK 接受信號不好時，可采用全站儀進行界址點的選定。圖書館四周地形特殊，背面靠山，且周圍樹木較多，共采集31 個界址點，部分界址點坐標見表4。可知，總面積為16 530.3 m2。

表4 界址點坐標

分析界址點的誤差，最后利用界址點之間的邊長來分析此次實驗的精度，最小邊長誤差為5 mm,最大邊長誤差為30 mm。

2.3 宗地圖測制

數據導入CASS 5.0 后，結合外業記錄的點號進行連接，進行必要的修飾便可得到所要繪制的地籍圖草圖，其中標志出圖書館基本屬性，樓層為5 層，建筑材質為混凝土，建筑面積為16 530.0 m2。

本次實驗繪制的宗地圖屬于地籍圖的一種附圖，由于在校園內只測量一棟樓的地籍，因此無需繪制出鄰宗地的宗地號及界址分割示意線。所繪制的地籍圖包含本宗地界址點位置、界址線、權利人名稱等，為了保證所繪制宗地圖的正確性，要求宗地圖的制圖者及審核者在圖上簽名。

3 結論

運用GPS-RTK 結合全站儀技術進行地籍圖的繪制，解決了構筑物點無法單純用GPS-RTK 測量的問題；在進行地籍圖繪制時，運用GPS-RTK 進行圖根點和界址點的選定時，可以節省時間，且獲得的數據實時高效，精度符合測量要求。該技術可在山區或者構筑物復雜的地方大范圍推廣，為地籍測繪減少很多難題。