■周洪保 ■江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六七大隊(duì)，江西 九江 332000

近些年來，在我國(guó)的國(guó)防建設(shè)、資源勘測(cè)、休閑旅游、水利工程、科學(xué)試驗(yàn)、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域，都能看到GPS技術(shù)的身影。尤其是在土地資源調(diào)查、土壤侵蝕調(diào)查、工程施工測(cè)量、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，GPS技術(shù)更是發(fā)揮了十分重要的作用。所謂地籍測(cè)量，就是在土地權(quán)屬調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)土地測(cè)繪的基本原理和方法測(cè)量每宗地的權(quán)屬界線、方位、面積等基礎(chǔ)信息，然后繪制較大比例尺的地籍平面圖，以供土地的后續(xù)開發(fā)和管理之用的過程。將GPS技術(shù)應(yīng)用于地籍控制測(cè)量中，能夠大幅度的提高地籍控制測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，同時(shí)也大幅度提高了地籍控制測(cè)量工作的效率。

1 GPS概述

衛(wèi)星系統(tǒng)以及相應(yīng)的地面監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)完整的全球定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星系統(tǒng)由24顆軌道高度在20萬公里左右的衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星平均分布在6個(gè)軌道面上，每個(gè)軌道面間的夾角為60度，軌道和地球赤道的夾角為55度。為了保障在任意時(shí)間、任意地點(diǎn)都能夠接收到至少4顆衛(wèi)星發(fā)送出的信號(hào)，每一顆衛(wèi)星的軌道運(yùn)行周期都被設(shè)置在11小時(shí)48分。GPS的地面控制系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站，主控站的作用是通過向衛(wèi)星發(fā)布指令實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的控制，并調(diào)度備用衛(wèi)星等。此外還可以依據(jù)各個(gè)監(jiān)控站收集的觀測(cè)數(shù)據(jù)推算衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星軌道的改正參數(shù)等并將這些數(shù)據(jù)通過注入站反饋給GPS衛(wèi)星。注入站的作用是將主控站計(jì)算的數(shù)據(jù)反饋給GPS衛(wèi)星。監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)，監(jiān)視衛(wèi)星的工作狀態(tài)等。

2 GPS技術(shù)在地籍控制測(cè)量應(yīng)用中的特點(diǎn)

隨著遙感技術(shù)、GPS技術(shù)和地理信息技術(shù)在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用，地籍控制測(cè)量一改傳統(tǒng)的測(cè)量手段，成為了高新科技的聚集地。過往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，GPS技術(shù)因其全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等優(yōu)點(diǎn)，在大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、資源勘查等多個(gè)領(lǐng)域贏得了廣大的市場(chǎng)空間。

2.1 定位精度高、觀測(cè)速度快

采用載波相位進(jìn)行相對(duì)定位，其精度可以達(dá)到1ppm。而如果使用單機(jī)定位，其精準(zhǔn)度也在10m以內(nèi)。使用差分定位的方法，其數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度最高可以達(dá)到毫米級(jí)別。從觀測(cè)時(shí)間的角度來說，隨著GPS技術(shù)的不斷完善，就目前而言，對(duì)于20km以內(nèi)的相對(duì)靜態(tài)定位僅僅需要10-15min;在快速態(tài)相對(duì)定位觀測(cè)時(shí)，如果每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的距離不超過10km，那么流動(dòng)觀測(cè)時(shí)間僅僅需要1-3min，然后可進(jìn)行隨時(shí)定位，每一站的觀測(cè)時(shí)間僅需要幾分鐘。

2.2 功能齊全、操作簡(jiǎn)便

運(yùn)用GPS技術(shù)可以同時(shí)測(cè)定目標(biāo)位置的平面位置和高程，采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的方法可進(jìn)行施工放樣。同時(shí)，由于GPS技術(shù)具有很高的自動(dòng)化，能夠自主的進(jìn)行鎖定、追蹤、觀測(cè)記錄衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)等一系列測(cè)量工作，對(duì)工作人員的技術(shù)性要求并不高，只需要適時(shí)的開啟和關(guān)閉儀器并對(duì)儀器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控就可以了，極大程度的降低了工作人員的工作量。此外，隨著GPS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，其自動(dòng)化程度越來越高，體積和重量也向著小快靈的方向發(fā)展，更方便了操作人員的使用過程，極大程度的降低了野外作業(yè)的負(fù)擔(dān)。

2.3 全球性、全天候作業(yè)

在全球地位系統(tǒng)中，通過科學(xué)、合理的對(duì)24顆定位衛(wèi)星進(jìn)行布置，能夠使地球上的任意地點(diǎn)在任意時(shí)間都可以接收到到至少4顆衛(wèi)星所發(fā)出的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)結(jié)果覆蓋全球的目標(biāo)。同時(shí)，全球定位系統(tǒng)通過監(jiān)控衛(wèi)星的全天候不間斷作業(yè)，并且不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響，可隨時(shí)進(jìn)行GPS測(cè)量。能夠?yàn)橛脩籼峁┻B續(xù)的、實(shí)時(shí)的位置坐標(biāo)等基礎(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)了全天候監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。此外，地面監(jiān)控系統(tǒng)的測(cè)站之間不需點(diǎn)間透視，根據(jù)實(shí)際需要點(diǎn)位位置可疏可密，使選點(diǎn)工作更加靈活，從而節(jié)約了衛(wèi)星制造費(fèi)用。

3 GPS在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

全球定位系統(tǒng)的建立以及在各行各業(yè)的應(yīng)用，給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。在土地測(cè)繪領(lǐng)域中，尤其是對(duì)于地籍控制測(cè)量工作來講，GPS技術(shù)在該領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用使得地籍控制測(cè)繪工作的測(cè)繪質(zhì)量產(chǎn)生了極大地提高。由于 GPS技術(shù)具有定位精度高、觀測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便、能夠進(jìn)行全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，使其在我國(guó)各個(gè)城鎮(zhèn)的地籍控制測(cè)量工作中得到了普遍的使用。使用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍控制測(cè)量，避免了常規(guī)三角網(wǎng)布局時(shí)要求近似等邊以及精度估算較低時(shí)加測(cè)對(duì)角線或者增設(shè)起始邊等復(fù)雜的要求，只需要所使用的GPS接收儀器精度滿足等級(jí)控制精度的要求，控制點(diǎn)位的選擇與GPS點(diǎn)位的選擇相適應(yīng)，那么所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足地籍測(cè)量規(guī)程要求。

3.1 GPS地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度

進(jìn)行全測(cè)區(qū)的控制測(cè)量是地籍測(cè)量工作的第一目標(biāo)，也是收集數(shù)據(jù)和繪制地籍圖的必要前提。而地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度，一般是為滿足測(cè)量土地權(quán)屬范圍的特征點(diǎn)，即界址點(diǎn)服務(wù)。網(wǎng)點(diǎn)密度，按照測(cè)區(qū)范圍以及測(cè)量的先后順序，可以將GPS地籍網(wǎng)分為基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩種。在城鎮(zhèn)地區(qū)，由于界址點(diǎn)密度相對(duì)較大，因此在保證網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位精度的同時(shí)，需要力爭(zhēng)將控制點(diǎn)密度提高有利于測(cè)定界址點(diǎn)的程度，根據(jù)實(shí)際情況，如果覺得有必要，可以在GPS網(wǎng)下再加密一級(jí)圖根導(dǎo)線，以便從圖根點(diǎn)能夠直接測(cè)定界址點(diǎn)。

3.2 位置基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差對(duì)GPS網(wǎng)的影響

當(dāng)使用 GPS技術(shù)建立地籍控制網(wǎng)時(shí)，由于 GPS定位得到的是WGS-84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差，因此GPS在參考橢球面上的網(wǎng)形和它在參考橢球面上的位置基準(zhǔn)有一定的關(guān)聯(lián)。在經(jīng)度方向上，位置基準(zhǔn)的偏差能夠?qū)е翯PS網(wǎng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，但是對(duì)于一定范圍、高差相對(duì)較小的GPS網(wǎng)來說，可以忽略其在經(jīng)緯度方向上位置基準(zhǔn)的偏差對(duì)于投影在橢球上網(wǎng)形的影響，對(duì)于高差相對(duì)較大的GPS網(wǎng)則有較高的起算數(shù)據(jù)精確度要求。由于位置基準(zhǔn)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，因此，可以使用傳統(tǒng)的方法測(cè)定高程。

3.3 RTK技術(shù)在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

RTK技術(shù)是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是GPS技術(shù)的新突破。在地籍控制測(cè)量中，RTK的應(yīng)用能夠完成對(duì)相關(guān)界址點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)測(cè)定，并且大大提高了坐標(biāo)測(cè)量的精確度，使測(cè)量精度達(dá)到了厘米級(jí)別。RTK測(cè)量技術(shù)是根據(jù)載波相位觀測(cè)量實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，是通過在基準(zhǔn)站上設(shè)置一個(gè)GPS接收器，對(duì)可見的所有GPS微型展開連續(xù)觀測(cè)，所接收的數(shù)據(jù)被錄入GPS系統(tǒng)并進(jìn)行相應(yīng)處理，能夠在第一時(shí)間獲得精確的地籍圖。但是需要注意的是，在GPS信號(hào)接收不良的山區(qū)或者偏遠(yuǎn)地區(qū)，需要運(yùn)用測(cè)距儀、全站儀以及經(jīng)緯儀等工具，通過圖解或者解析的方法實(shí)施準(zhǔn)確測(cè)量。在針對(duì)建設(shè)用地進(jìn)行測(cè)量的過程中，運(yùn)用該技術(shù)能夠在第一時(shí)間獲得定界樁的坐標(biāo)信息，有助于快速、準(zhǔn)確的測(cè)定該宗地的面積大小、并對(duì)其邊界予以測(cè)定等。在實(shí)時(shí)檢測(cè)土地利用情況時(shí)，RTK技術(shù)也能發(fā)揮巨大的作用。傳統(tǒng)的野外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多數(shù)采取簡(jiǎn)易補(bǔ)測(cè)或平板儀補(bǔ)測(cè)等方法，以鋼尺距離交會(huì)等方法實(shí)施實(shí)地測(cè)量工作，這就導(dǎo)致耗費(fèi)了大量的人力物力，而且測(cè)量的效率也不理想。而RTK技術(shù)的出現(xiàn)促使野外檢測(cè)省去了實(shí)地丈量的過程，大幅度的提升了測(cè)量工作的效率，同時(shí)也使測(cè)量結(jié)果的精確度得到了極大的提高。

4 結(jié)語

綜上所述，GPS技術(shù)是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行全天候測(cè)時(shí)和測(cè)距，為用戶提供監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的技術(shù)。GPS技術(shù)以其定位精度高、觀測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，極大的提高了地籍控制測(cè)量的精準(zhǔn)度，也極大的提高了地籍控制測(cè)量工作的效率，因此在土地測(cè)繪地籍控制測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。

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