周京勇（湖南省第二測(cè)繪院，湖南長(zhǎng)沙410119）

城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪中GPS技術(shù)的運(yùn)用探討

周京勇（湖南省第二測(cè)繪院，湖南長(zhǎng)沙410119）

近年來，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事、科技、手機(jī)定位等諸多方面，GPS技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)受到氣候、作業(yè)時(shí)間等因素的影響，有利于減少工作時(shí)間，提高工作效率。本文主要從GPS技術(shù)的基本原理、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)入手，并對(duì)城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪中GPS技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行分析，僅供參考。

城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪；GPS技術(shù)；運(yùn)用

1　引言

地籍信息主要是指對(duì)土地積極附著物的具體位置、面積和實(shí)際利用情況等基本屬性進(jìn)行描述，其主要作用是能夠有效管理和利用土地資源，地籍測(cè)繪主要是通過圖形或數(shù)字的形式對(duì)土地及其附著物的自然情況進(jìn)行有效表達(dá)，是及時(shí)獲取地籍信息的重要途徑。GPS技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用不僅有利于推動(dòng)地籍測(cè)繪工作的發(fā)展，還有利于提高地籍測(cè)繪工作的效率，大大拓寬了地籍測(cè)繪的服務(wù)規(guī)模。

2　GPS技術(shù)的概述

2.1基本原理

GPS接收器能夠同時(shí)接收測(cè)距碼和載波相位這兩種觀測(cè)值，但測(cè)距碼的波長(zhǎng)要長(zhǎng)于載波的波長(zhǎng)，通過載波相位能夠獲取更為準(zhǔn)確的定位精度，并在衛(wèi)星鐘差和軌道誤差的影響下，可利用載波相位和測(cè)距碼進(jìn)行絕對(duì)定位，且定位精度約10m，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過觀測(cè)精度的影響。在實(shí)際操作過程中，可用測(cè)距碼作為絕對(duì)定位來提供原始的位置信息，將兩臺(tái)GPS接收器分別安裝在不同位置，保證其同時(shí)觀測(cè)到載波相位的信號(hào)，并通過載波相位所產(chǎn)生的差進(jìn)行測(cè)值，有利于減少或消除二者之間共同的誤差，從而獲得更為精確的GPS基線測(cè)量值。

2.2運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

2.2.1應(yīng)用廣泛

GPS在測(cè)量過程中，對(duì)選取控制點(diǎn)的要求不高，因此，兩點(diǎn)之間無需通視，且PPS的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和GPS的網(wǎng)精度之間的關(guān)系不大，因此，GPS具有布點(diǎn)靈活、速度快、全天候工作的優(yōu)勢(shì)，在生活中得以廣泛應(yīng)用。

2.2.2誤差小

地籍調(diào)查也包括地籍細(xì)部調(diào)查，有利于減少或消除被調(diào)查土地的數(shù)據(jù)誤差，地籍調(diào)查規(guī)程中，明確規(guī)定了界址點(diǎn)的誤差，由于GPS技術(shù)具有精度較高的優(yōu)勢(shì)能夠更好的滿足規(guī)程中的相關(guān)要求。

2.2.3經(jīng)濟(jì)性高

和傳統(tǒng)測(cè)繪方式相比而言，GPS技術(shù)能夠有效減少測(cè)繪人員的數(shù)量，對(duì)測(cè)繪設(shè)備的要求也不高，有利于降低測(cè)繪成本，另外，GPS測(cè)繪的精確性較高，誤差小，不會(huì)提高測(cè)繪的成本，可見測(cè)繪的經(jīng)濟(jì)性較高。

3　GPS技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪中的運(yùn)用

3.1地籍控制測(cè)繪

3.1.1地籍控制網(wǎng)的測(cè)量

在開展地籍測(cè)繪工作之前，先對(duì)全測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)量，從而為數(shù)據(jù)采集做好充足的準(zhǔn)備工作。地籍控制精度測(cè)量的依據(jù)主要是地籍圖件和界址點(diǎn)的精度，地籍測(cè)繪控制測(cè)量的內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：①地籍控制測(cè)量，分為一、二等；②基本控制測(cè)量，可分為一、二、三、四等。每種方式的測(cè)量都可以設(shè)置等級(jí)相應(yīng)的測(cè)邊和GPS網(wǎng)。

3.1.2地籍控制網(wǎng)的建立

地籍測(cè)繪的控制測(cè)量過程就是設(shè)定基地地籍圖根控制點(diǎn)和基本控制點(diǎn)的過程，GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)所要考慮的要素為方向、尺度、位置，為了避免電磁波傳遞不受到任何影響，GPS網(wǎng)的選點(diǎn)應(yīng)要對(duì)空通視，僅要求一個(gè)點(diǎn)至少有兩個(gè)方向可以通視，但在設(shè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)注意遠(yuǎn)離電視塔、雷達(dá)等有信號(hào)干擾的地點(diǎn)。

3.1.3處理觀測(cè)數(shù)據(jù)

對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，在對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的平差進(jìn)行計(jì)算的過程中，可將所獲取的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)作為計(jì)算的必要基礎(chǔ)。

3.2地籍細(xì)部測(cè)量

地籍細(xì)部調(diào)查是地籍調(diào)查的主要內(nèi)容之一，能夠?qū)ν恋氐木唧w位置及其所屬的界址點(diǎn)急性測(cè)定，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，地籍細(xì)部測(cè)量主要將地籍平面控制測(cè)量作為依據(jù)，在街坊內(nèi)部或城鎮(zhèn)較為突出的界址點(diǎn)應(yīng)將誤差控制在5cm內(nèi)，而鄉(xiāng)村內(nèi)部或城鎮(zhèn)街坊較為隱蔽的界址點(diǎn)應(yīng)將誤差控制在10cm內(nèi)。通過GPS技術(shù)進(jìn)行地籍細(xì)部測(cè)量，能夠有效保證測(cè)量精度，在不適合GPS測(cè)量的區(qū)域，可利用測(cè)距儀或全站儀進(jìn)行測(cè)量。

3.3土地勘測(cè)定界

在勘測(cè)定界時(shí)，規(guī)程對(duì)土地整理和征用精度等有關(guān)內(nèi)容做出了明確規(guī)定，比如界址線和鄰界限或鄰近地物等距離的誤差應(yīng)控制在10cm內(nèi)。在定界勘測(cè)的初級(jí)階段，用常規(guī)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量，其觀測(cè)范圍較小，極易受到外界因素的制約，無自動(dòng)化，因此，其勞作強(qiáng)度較高，但GPS技術(shù)科有效解決這一問題，有利于提高勘測(cè)界定的精準(zhǔn)度和測(cè)量效率，從而保障勘測(cè)成果的準(zhǔn)確性。

4　實(shí)例分析

4.1實(shí)例概述

4.1.1實(shí)例概況

芷江侗族自治縣整個(gè)地貌以丘陵為主，地勢(shì)由北向東南方向傾斜，四周高，中部低，形成盆地。縣境山地分南、北干支，北干支為米公山、西晃山，平均海撥1000m，南干支為天南山。最低點(diǎn)海撥208m，最高處海撥1045m。舞水是境內(nèi)最大河流。

4.1.2任務(wù)內(nèi)容

計(jì)劃芷江鎮(zhèn)作為測(cè)區(qū)，總面積約為24km2，測(cè)區(qū)地形條件較為復(fù)雜、建筑物較為集中，電力線、發(fā)射臺(tái)、通信中轉(zhuǎn)站等干擾源較多，對(duì)天條件較差。

4.1.3測(cè)量目的

對(duì)該地區(qū)進(jìn)行地籍測(cè)量的目的主要是對(duì)該地土地的利用情況進(jìn)行全面了解，掌握真實(shí)的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)調(diào)查成果進(jìn)行信息化管理，建立并完善土地調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和登記制度，實(shí)現(xiàn)土地資源信息的社會(huì)化服務(wù)。

4.1.4控制測(cè)量已有的資料

該測(cè)區(qū)已知平面控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)如表1所示。

表1　測(cè)區(qū)已知平面控制點(diǎn)平面坐標(biāo)

4.2平面控制測(cè)量

4.2.1GPS平面控制網(wǎng)的精度

GPS測(cè)量可根據(jù)其精度劃分為AA、A、B、C、D、E級(jí)，并對(duì)GPS各種測(cè)量控制網(wǎng)的用途進(jìn)行分析，其中D級(jí)和E級(jí)主要用于中小城市、城鎮(zhèn)等控制測(cè)量，根據(jù)該城鎮(zhèn)已有控制點(diǎn)的相關(guān)資料，對(duì)該地區(qū)地籍測(cè)量平面控制網(wǎng)布設(shè)為E級(jí)GPS控制網(wǎng)，固定誤差和比例誤差分別為a≤1cm、b≤20ppm，相鄰點(diǎn)之間的平均距離應(yīng)在1～10km范圍內(nèi)。

4.2.2GPS平面控制網(wǎng)的密度

按照地籍測(cè)量規(guī)范的相關(guān)要求，保證每平方千米控制點(diǎn)的數(shù)量超過10個(gè)，根據(jù)被測(cè)區(qū)面積的大小，在該城鎮(zhèn)城區(qū)中選取260個(gè)GPS點(diǎn)作為平面控制點(diǎn)。為了保證GPS網(wǎng)的結(jié)合強(qiáng)度，可在該城鎮(zhèn)布設(shè)為邊點(diǎn)混合連接式有機(jī)結(jié)合起來，從而減少外業(yè)工作量。

4.2.3GPS點(diǎn)的選埋

①在視野較為開闊、地面基礎(chǔ)穩(wěn)定、距大功率無線電發(fā)射源、高壓輸電線和大面積水域位置較遠(yuǎn)的點(diǎn)位，保證視場(chǎng)15°以上不會(huì)存在障礙物，從而保證GPS信號(hào)不受干擾；②保證點(diǎn)位所在位置交通的便捷性，從而為采用其它觀測(cè)手段或聯(lián)測(cè)手段提供方便；③在選準(zhǔn)點(diǎn)位后，均應(yīng)做好標(biāo)記，繪制每個(gè)點(diǎn)位的點(diǎn)位略圖及選點(diǎn)情況。為了保證GPS控制測(cè)量成果能夠長(zhǎng)期使用，在本次測(cè)區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)埋設(shè)具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確的標(biāo)志點(diǎn)位，點(diǎn)位除了已有的控制點(diǎn)外，其它的布設(shè)點(diǎn)可命名為Gxxx，比如第一個(gè)點(diǎn)即命名為G001，點(diǎn)位標(biāo)石和標(biāo)志的穩(wěn)定性、清晰性，便于長(zhǎng)久保存和使用。

4.2.4優(yōu)化GPS地籍控制網(wǎng)

在對(duì)測(cè)區(qū)地籍測(cè)量精度、人員配置等各方面進(jìn)行綜合考慮后，決定采用機(jī)助模擬法對(duì)GPS網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)、觀測(cè)量的增減進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有利于提高GPS技術(shù)的精度和測(cè)量效益，對(duì)保證地籍調(diào)查工作的順利進(jìn)行具有重要意義。

4.2.5觀測(cè)工作

對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集主要利用南方靈銳S82-2008，其標(biāo)稱精度為±3mm+1ppm。在進(jìn)行GPS觀測(cè)前，可將最近的GPS衛(wèi)星星歷參數(shù)作為衛(wèi)星可見性預(yù)報(bào)，巧妙避開PDOP值較大的時(shí)間段，有利于獲得最佳的觀測(cè)時(shí)間，另外，按照觀測(cè)計(jì)劃做好儀器的安置、整平和開機(jī)工作，在儀器開機(jī)后，認(rèn)真量取天線高，并將量取結(jié)果記錄在測(cè)量手薄上。

4.2.6數(shù)據(jù)處理

通過測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸、預(yù)處理、基線向量解算、GPS基線向量網(wǎng)平差、GPS網(wǎng)平差等階段，從原始測(cè)量觀測(cè)值中有效獲取最終的平面控制點(diǎn)三維坐標(biāo)。

5　結(jié)語(yǔ)

近年來，GPS技術(shù)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展，對(duì)促進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義，GPS技術(shù)無需通視的優(yōu)點(diǎn)直接打破了常規(guī)測(cè)量中外界條件的限制，采用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍測(cè)繪可不受時(shí)間、氣候等外界條件的影響，不僅有利于提高測(cè)繪工作的效率，縮短工作時(shí)間，還有利于保證工作的高效完成，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，因此，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪中。

［1］劉國(guó)琦.城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪中GPS技術(shù)的運(yùn)用探討［J］.房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（10）：89.

［2］王天宇.GPS技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪中的運(yùn)用研究［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2015（4）：34.

［3］陳建東.GPS技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中精度控制［J］.城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（18）：98.

P228.4

A

2095-2066（2016）26-0124-02

2016-7-22

周京勇（1968-），男，工程師，本科，主要從事測(cè)繪方面工作。