！ Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工程技术 应用Ｇ Ｐ Ｓ技术的地籍测量方法研究 童祥 （宜昌市夷陵区土地勘测规划所 湖北宜昌４４３１ ０Ｏ） 摘要：本文基于笔者多年从事地籍测量的相关工作经验，以ＧＰｓ技术在地籍测量中的应用为研究对象，探讨了具体的测量思路和流程，全 文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。 关键词：地籍测绘 ＧＰＳ ＲＴＫ 控制网 中图分类号：Ｐ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７４—０９８Ｘ（２０１ ｏ）ｏ１（ｃ）一ｏ１ ０ｌ一０２ １地籍测绘的精度要求 １．１地籍控制测量精度要求 地籍控制测量必须遵循从整体到局 部，由高级到低级分级控制（分级布网，但 也可越级布网）的原则。 地籍控制测量分为基本控制测量和地 籍控制测量两种。基本控制测量分一、ｊ、 三、四等，可布设相应等级的三角网（锁）、测 边网、导线网；￣ＧＰＳ网等。在基本控制测量 的基础上进行地籍控制测量工作，分为一、 二级，可布设为相应级别的三角网、测边 网、导线网和ＧＰＳ网。 登记、建立基础地籍资料、以及日常地籍的 的地方。 动态管理而布设的平面测量控制。根据国 家土地局颁布的 城镇地籍调查规程 要 求，地籍平面控制网可布设为二、三、四等 三角网、三边网及边角网，一、二级小三角 网（锁），一、二级导线网及相应等级的ＧＰＳ 网，并且各等级地籍平面控制网点，根据城 镇规模均可作为首级控制。利用ＧＰＳ技术进 行地籍控制，没有常规三角网（锁）布设时要 求近似等边。 ２．１．１基准设计 ＧＰＳ网的基准包括网的位置基准、方向 基准和尺度基准。而网的基准的确定是通 过网的整体平差计算来实现。ＧＰＳ网的基准 设计，一般主要是指确定网的位置基准问 题。确定网的位置基准，可选网中一点的坐 标值并加以固定或给以适当的权，或者网 中的点均不固定，通过自由网伪逆平差或 稳拟平差，来确定网的位置基准。这种以最 小约束法进行ＧＰＳ网的平差，对网的定向与 用ＧＰＳ建立地籍测量控制网，点间不必 都通视，每个点有两个方向通视就可，少数 点一个方向通视也可以。点间距离可长可 短，不必顾及图形结构，一个ＧＰＳ网，其最 短边可为６００一ｌ０００ｍ，长边可达２０—３０ｋｍ。点 位应从实际出发，以使用方便为原则。 观测卫星的几何分布对ＧＰＳ定位的精 度具有重要影响，所以，为了选择最佳的观 测时段，在拟定观测计划时，应首先编制 ＧＰＳ卫星可见性图。ＧＰＳ定位中，观测卫星 与地面测站所组成的几何图形，其强度因 子可取空间位置精度因子（ＰＤＯＰ＞为代表， 无论是绝对定位，还是相对定位，其值均不 应超过一定的要求。最佳观测时间确定后， 观测工作的进程计划，涉及到网的规模、精 度要求、作业的接收机数量和后勤保障条 件等，在实际工作中应根据最优化的原则 合理拟定。 ２．２观测数据的处理方法 ＧＰＳ数据预处理是对原始观测数据进 行编辑、加工与整理，分流出各种专用的信 息文件，为进一步的平差计算做准备。从原 始记录中，通过解码将各项数据分类整理， 剔除无效观测值和信息，形成各种数据文 件，如星历文件、观测文件和测站信息文件 等，然后进行观测数据的平滑、滤波、周跳 探测、载波相位观测值的修复以及对观测 值进行各项必要的改正。观测成果的外业 检核是确保外业观测质量，实现预期定位 精度的重要环节，所以当观测任务结束后， 必须在测区及时对外业的观测数据质量进 行检核和评价，以便及时发现不合格的成 果，并根据情况采取淘汰或重测、补测措 施。同步边观测数据的检核，主要指观测数 据的剔除和观值的残差之差。主要是由观 测值的偶然误差和系统误差残余部分的影 响与数据处理中所采用的模型密切相关。 残差分析，主要是试图将观测值中的偶然 差分离出来。 应用ＧＰＳ技术进行地籍控制测量，首先 对原始观测数据进行预处理，解算出各基 线向量，然后对同步边观测数据检核、重复 观测边的检核以及坏 合差的检核，并且 三种检核均应满足设计书和现｛ＴＧＰＳ测量 规范的精度指标要求。 地籍平面控制测量坐标系统尽量采用 国家统一坐标系统，条件不具备的地区，可 采用地方坐标系或任意坐标系。精度指标 是ＧＰＳ网技术设计的一个重要的量化指标， 它的大小将直接影响ＧＰｓ网的布设方案、观 测计划以及观测数据的处理方法。地籍控 制测量的精度是以界址点的精度和地籍图 的精度为依据而指定的。根据 地籍测量规 范》规定，地籍控制点相对起算点中误差不 超过±０．０５ｍ。 １．２地籍碎部测量精度要求 地籍碎部测量即界址点和地物点坐 标、地类要素的获取，包括定境界线，土地 权属界址线和界址点，房屋及其他构筑物 的实地轮廓，铁路、公路、街道等交通线路， 海岸、滩涂等主要水工设施的测绘。界址点 是界址线或边界线的空间或属性的转折 点，而界址点坐标是在某 一特定的坐标系 中利用测量手段获取的一组数据，即界址 点地理位置的数学表达。 界址点坐标的精度，可根据测区土地 经济价值和界址点的重要程度来加以选 择。在我国。考虑到地域之广大和经济发展 不平衡，对界址点精度的要求也应有不同 的等级。具体规定见表１。 ２ ＧＰＳ地籍控制网的建立 ２．１布网原则与观测方案的拟定 地籍控制测量就是测设地籍基本控制 点和地籍图根控制点，是为开展初始土地 尺度没有影响，平差后网的方向和尺度以 及网的相对精度都是相同的，但网的位置 及点位精度却不相同。在网中选若干点的 坐标值并加以固定，或者选网中若干点的 坐标值并加以固定，或者选网中若干点的 坐标值并给以适当的权，在确定网的位置 基准的同时，将对ＧＰＳ网的方向和尺度产生 影响，其影响程度与约束条件的多少及所 取观测值的精度有关。 ２．１．２选点与观测方案的拟定 由于ＧＰＳ测量观测站之间不要求相互 通视，而且网的图形结构也比较灵活，所 以，选点工作远较经典控制测量的选点工 作简便。但由于点位的选择对于保证测量 结果具有重要意义，所以，在选点工作开始 之前，应充分收集和了解有关测区的地理 情况以及原有侧ｔ标志点的分布及保持情 况，以便确定适宜的观测站的位置。所选之 点应对空通视，远离大功率电视塔、微波 站、高频大功率雷达和发射天线等，远离大 面积水域，玻璃幕墙，点位尽量不选在斜坡 上，并且要便于观测和加密发展，交通方便 表１ 界址点精度的要求 档 次 界址点相对邻近控制点的 适用范围 电俺中误差 ｆＩ］ Ａ１ ±０．Ｏ５ ±Ｏ．１０ 大、中城市的繁华地区街道外（街坊）内的明显的界址点 Ａ２ Ａ３ Ａ４ ［ｆＪ、小城市（城镇）…般地区或大型工矿区、新型住宅区， 街道（街坊）内部的隐蔽界址点 其他地区 农村地区 ３ ＧＰＳ地籍部测量 目前，我国已经制定出 全球定位系统 （ＧＰＳＡＡ规范》，由于将 分ＧＰＳ运用于大地 测量尚处于研究阶段，没有相关的规程出 台。通过工作实践，总结出运用差分ＧＰＳ进 ±０． ５ ±０．５Ｏ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ １ ０ｌ ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工程技术 行地籍碎部测量实施方法与步骤。 ３．１测量前的准备工作 准备工作包括熟悉接收机的操作，差分 处理软件的熟练使用，制定 ｆ外测量操作规 程及组建作业队伍等。在分析地籍测量的各 种复杂情况基础上，制定出适合ＧＰＳＮ量特 点的操作觇程。此外，测量队伍的组建也很 荚键，一个作业队应该至少由２人组成，仪器 操作员，记录员。记录员由了解ｔ地权属情 况的人员充当，仪器操作员的任务是操作 ＧＰＳ接收仉，监视工作状态是否正常。 ３．２现有测绘控制网的评价与加密 测区内必须有一定数量的己知控制 点。如果测区内没有控制点，或密度不够， 可以用ＧＰＳ静态差分定位技术进行引点或 加密。 ３．３数据组织与编码 般说来，用一一台ＧＰＳ接收机作为基准 站，测站ＧＰＳ接收机则有数台，同时进行测 量。为了避免差分处珲时数据管理混乱，我 仃Ｊ对每台流动站ＧＰＳ接收机进行编码，如Ｉ 号，２号，３号，……，Ｎ号，住每一台动接收机 进行测量时，其数据文件名需包含日期、机 号、文件序号等信息，这样便于数据的内业 处理和存档管理。此外， 野外测量中除采 集权属界线的空间坐标外，还要采集权属， 上地利用类型等属性信息。因此在测量前 应该对各属性进行统一编码。编码原则应 该与地籍ｆ！Ｊ！ｌＪ量巾的编码原则一致。 ３．４利用流动站ＧＰＳ接收机采集数据 根据地籍测量的要求，需要采集两类 一数据：一是地块的地理坐标数据；二是属性 数据如权属、利用类型等。测量前打开ＧＰＳ 接收机，锁定４颗以上卫星，进入Ｓｅｔｕｐ菜单 进行初始化，设置采样率和天线视角。移动 站和天线视角最好大于基准站的天线视 角，一般来说，移动站离基准站的距离每增 加１００ｋｍ，移动站的天线视角就增加１。，这 样保证移动站的所有可见ＧＰＳ卫星都包含 在基准站的可见卫星中。当初始化完成后 即可开始移动测量。ＧＰＳ接收机可由人手持 步行，或放在自行车、摩托车、汽车等载体 上。根据实验，当ＧＰＳ接收机放在时速为 ６０ｋｍ的汽车上进行测量时，对精度没有影 具有移动差分功能，例如Ｍａｇｅｌｌａｎ公司的 ＭａｒｋＸ系列，Ｔｒｉｍｂｌｅ公司的４０００ＧＥＯ等 Ｍａｇｅｌｌａｎ公司的ＰｒｏｍａｒｋＸ—ＣＭ接收机作为 侧ｆ工具。该机具有ｌ Ｏ个接收通道，可接收 Ｌ１载波和ｃ／Ａ码观测量，并具有接收 ＲＴＣＭ差分信息的功能，可进行位置差分， 伪距静态差分，移动差分，载波相位差分和 灾时动态差分。机器自带４Ｍｂ内存，能连续 观测记录３０ｈ伪距码或８ｈ载波相位数据，对 野外连续作业十分方便，此外随机配备的 差分处理软件功能强大，提供多种数据接 口和坐标系统。 响。在测量中，天线要架在一个支撑杆上， 参考文献 举过人的头顶垂直移动天线，避免严重的 ［１】李国伟，ＧＰＳ在土地测绘中的应用及前 地物遮挡。如果发生这种情况，可能导致跟 景，中国土地科学，Ｖｏ１．９，Ｎｏ．４，ｌ ９９５． 踪的卫星数臼小于４个，不能进行３维定位。 ７． 考虑到卫星在空间的几何分布等因素，要 【２】徐绍栓，ＧＰＳ定位技术在地籍测量中的 求测站必须观测４颗以上的卫星。否则应该 应用及发展前景．中国１：地科学，Ｖｏｌ ９． 将不能进行３维定位的数据从序列中剔除， Ｎ０．２．１９９５．３． 以免影响差分结果。每测一个地物，同时填 写野外记录表。 ３．５内业差分处理 内业等分处理的任务是根据基准站和 流动站得到的观测量，按某种差分算法解 算出移动测站在ＷＧＳ８４坐标系下的坐标 值。一般ＧＰＳ接收机都配备有差分后处理软 件，可以提供差分方法，如：位置差分、伪距 静态差分、移动差分和厘米级的载波相位 差分等。 目前市场上的ＧＰＳ接收机中大部分都 （上接１ Ｄ０页） 的无线电网络、高人的建筑物、繁忙的交通 等，在大量的实践应用中，我仃Ｊ发现ｒ测量 过稃中的许多问题。经过认真的分析，主要 有以下几方面原因： （１）由于实时动态ＲＴＫ的测量与卫星分 布以及数据链的性能有关，而且各观测值 都是观测的，所以应在开始观测前联 测其他已知点进行对比，以确定基准站和 流动站各参数设置是否正确，以及数据链 通讯是否正常。在观测一段时间或仪器失 锁以及观测结束前都进行这一检测，这样 可以有效地判断仪器是否处于正常状态。 从而确保观测成果的可靠性。（２）为提高观 测成果的精度，流动站宜采用带支架的对 中杆，这样流动站天线稳定性好、对Ｉ｝Ｊ整平 误差小，同时存采集数据时应等待数据跳 动变化任设计要求寅时采集。（３）ＲＴＫ作业 时，有时会出现数据链不稳定的现象，可能 是山丁流动站附近存在与电台频率相同的 外界无线电，干扰＿ｒ数据的传输。这时应通 知基准站测量人员重新选择电台发射频 率，流动站也重新选择接收频率。也可能是 电台的电量不足，应及时充电。 建设的重点地区。该测区地势相对平缓，高 大建筑物较少，对视空影响不大，除个别地 方外对ＲＴＫ作业无大的影响。 ３．２确定转换参数 为保证转换参数的精度，共加进５个高 等级ＧＰＳ控制点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ），通过多种点 的匹配方案，选择残差较少、精度较高的一 组参数为最终启用参数。 建设的需要。 ４总结 ＲＴＫ实时动态测量技术是继ＧＰＳ全球 定位技术之后，测量领域又一次技术。 它改变ｒ传统的测量模式，能够实时提供 厘米级定位精度，在不通视的条什下远距 离传输三维坐标，应用于公路工程测量中。 ＲＴＫ能够快速准确的布设导线网，弥补由 于城市日星月异的发展造成的低等级导线 点的毁坏，减轻由于城市高速发展 给测 绘人员造成的时间压力。ＲＴＫ测量需要的 测量人员少，作业时间短，工作效率高，并 且ＲＴＫ测帚成果都是观测值，不会像 常规测量造成误差积累。当然，ＲＴＫ技术快 速、灵活的作业方式宵赖于足够的卫星数、 稳健的数据链、较小的多路径效应等外界 条件，在城市环境下更显得突出，有时会出 现无法正常作业的情况，这就需要不断完 善ＲＴＫ技术．探讨先进作、 方式。随着ＲＴＫ 技术的日趋成熟，必将更好地服务于公路 工程测量。 ３．３工程应用及定位精度比较分析 （１）工程控制测量和放样测量均采用 ＲＴＫ作业，对同一观测点在不同时间段进 行重复ＲＴＫ测量，坐标较差比较见表２；相 邻观测点间全站仪实测距离和ＲＴＫ实测距 离进行抽样检查，结果见表３。由于采用了 残差较小的参数控制文件，正式工作之前 检测已知点，观测时利用带对中杆的三角 支架作业。提高了观测精度。 （２）测区位于某市东南方向，测区地势 平坦，多路径效应小，大车路纵横交错。交 通极为便利，适合ＲＴＫ作业。重复测量同观 测点的坐标较差统计表，见表４。相邻观测 点１Ｈ】全站仪实测和ＲＴＫ实测距离抽样检 查，见表５。 根据工作应用来看，ＲＴＫ作业既可以 参考文献 实时提供点位坐标和高程，又可实时知道 【１】沈学标．工程测帚专业发展的探讨…． 测量点位精度，能够极大地提高工作效率。 现代测绘，ｌ９９６（４）：３７ ３８． ３公路工程测量应用实例 只要在作业过程中加强检核、采用对中误 【２］ ２１世纪我国工程测量技术发展研讨 ３．１测区概况 会 会议纪要［Ｊ】．北京测绘，２００１（４）：４５． 某工业园是福州市某县规划建设的新 差较小的支架、远离无线电发射电台、避免 区之一，是今后几年福州市某县城市基础 多路经效应，ＲＴＫ测量完全能够满足城市 １ ０２ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
