GPS技术在地籍测绘中的应用探讨
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科技前沿 Ke JiQianYan 建筑与发展 Jian ZhuYu Fo Zhan ・393・
GPS技术在地籍测绘中的应用探讨
谢继香郑国华李振萍
青海省水文地质工程地质环境地质调查院青海西宁810008
t摘要】土地管理的基础是地籍管理,而建立一套科学合理的地籍管理系统需要对地形、地藉数据的收集和管理。而以当前的测量技术中,GPS
定位技术是最重要的测量方式。GPs具备得天独厚的优势,且较强的抗干扰性、高速度、高精度等。正是由于GPs卫星定位技术的这些优点,使得
其对地藉测绘工作产生了巨大的影响。 【关键词】GPS地籍测绘应用
引言 GPS技术具有全天候、精度均匀等优点,且选点埋石比常规方法
更具灵活性,它不象常规三角网那样要求网型和点位通视的条件十分
苛刻,并能大大提高地籍测量首级控制网布设的精度和效率,因此在
地籍控制测量中已经广泛采用GPS技术。
1.GPS定位原理及技术优势
1.1GPS定位原理
全球定位系统(GP S)的定位基本原理,是空间距离交会定点原
理。假设在地面上有3个无线电信号发射台,其位置坐标已知,用
(X i.Y i。Z i)(其中i=1,2,3)表示。用户接收机在某一时刻 采用无线电测距的原理测得接收机到3个无线电发射台的距离只Ri(i
=1,2,3),则只需以3个发射台为球心,以所测距离为半径,
即可用距离交会原理计算出用户接收机的空间位置(X P,Y P,
z P,)。如果只有两个无线电发射台,则可根据用户接收机的概略位 置交会出接收机的平面位置。这种通过无线电测距交会定点的方法是
目前仍在使用的飞机、轮船的导航定位方法。现在将无线电信号发射
台从地面搬到位于空间中的卫星之上,组成一个卫星导航定位系统,
应用无线电测距交会的原理,便可由3个以上地面己知点交会出卫星
的空间位置;反之,利用3个以上卫星的已知空间位置,又可以交
会出地面上未知点的空间位置。这就是GP S卫星定位的基本原理。
1.2GPS的技术优势
(1)定位精度高。用载波相位做相对定位,观测时间少于
20.min,可以达到±5mm的距离精度。若采用快速定位方法,观测时
问仅需lmi11-左右,即能达到±0.1m的距离精度。(2)提供三维坐 标。GPS测量,在精确测定观测站平面位置的同时,还可以精确测定
观测站的大地高程。(3)观测站之间无须通视。既要保持良好的通
视条件,又要保障测量控制网的良好结构,一直是常规测量在实践方
面的难题之一。GPS测量可以节省常规测量所需的造标费用,减少测
量时间,经济效益十分显著。(4)全天候作业。GP S测量工程,通
常可在任何地点、任何时间连续地进行。
2.地籍测绘测量中GPS的应用
2.1 GPS地籍控制网点的精度和密度
在地籍测量中的首要任务 对全测区进行控制测量,它是作为地 籍图件测绘和数据采集的基础。然而,地籍控制网点的精度和密度是
为界址点服务的,即为满足测量土地权属范围的特征点。地籍测绘控
制测量可分为基本控制测量和地籍控制测量两种,基本控制测量分为
一、二、三、四等,而地籍控制测量是基本控制测量的基础上进行
的,也可分为一、二等。这两种控制测量都可布设相应等级的三角
网、测边网、导线网和G P S网等。
2.2布网选点
2.2.1布网原则和观测方案的拟定
地籍测绘控制测量是为开展土地登记、建立基础地籍资料和地籍 日常管理而布设的测量控制,即是测设地籍基本控制点和地籍图根控
制点。根据《城镇地籍调查规程》相关规定,除了上述将地籍平面
控制网布设为二、三、四等三角网、三边网及边角网和一、二级导 线网、GP s网等等,还规定了根据城镇规模可将各等级地籍平面控制
网点作为首级控制。但是,在利用GP S技术进行地籍控制时,可用
近似等边代替常规三角网(锁)。
2.2.2基准设计
GPS网的基准由网的位置基准、方向基准和尺度基准三部分构成,
而网的基准确定是通过网的整体平差计算而得出的。在GPS网的基准 设计中,主要指的是网的位置基准问题。而在确定GPS网的位置基准
时,可用选择网中任意一点的坐标值加以固定,或者虽该点不固定,
但可通过稳拟平差或自由网违逆平差的方式确定网的位置基准。通过
这种方式进行GPS网的平差,使得平差后网的方向和尺度以及网的精 度都大致一样,对网的定向和尺度都没有大的影响,但网的点位精度
却不相同。若在GPS网中选择若干点的坐标值予以固定,这样在确定
网的位置基准时,会对网的方向和尺度产生较大影响,这种影响的程
度与所取观测值的精度有很大关系,也与所取值的约束条件的多少有
关。
2.2.3 GPS选点与观测方案的拟定 GPS卫星定位技术进行地籍控制测量时,不要求点与点之间互相通
视,并且网的图形结构也比较灵活,因此,相比经典控制测量的选
点工作,GPs选点更为简便。考虑到定位的选择对于测量结果的重要
意义,因而在选点之前应充分收集和了解所测区的地理位置和环境以
及原测点的分布情况。以便于确定适宜的观测站位置。当然,所选 之点要对空通视,远离发射天线、电视塔、雷达等设置地,另外点
位的选取也不应在斜坡上,这样不利于观测。在用GPS进行地籍测量
建立测量控制点时,点与点之间不必都通视,只要每个点有两个方向
通视,或是少数点一个方向即可。
2.3数据处理
2.3.1观测数据的预处理 应用GPS技术进行城镇地籍控制测量,首先就要对原始观测数据
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环闭合差的检核,并且要求三种检核均应满足设
计书和现行GPS测量规范的精度指标要求。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
一步的平差计算作准备。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。
2.3.2观测数据的后期处理 预处理完毕,根据预处理所获得的标准化数据文件,便可进行观
测数据的平差计算。首先进行GP S网的三维无约束平差。然后,利
用三维无约束平差后可靠的观测量,根据实际要求选择在国家坐标系
或城市坐标系下进行二维约束平差。
2.3.3误差分析
在建立GPS地籍控制网时,影响控制网精度的主要因素是观测数
据精度,而影响观测数据精度的主要误差来源比较多。
3.GPS—RTK技术在地籍测量中的应用
GPS—RTK技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图,能实 时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。
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Ke Ji QionYQn
将GPS获得的数据处理后直接录入GPS系统,可及时地精确地获得地籍
图。在建设用地勘测定界测量中。GPS—RTK技术可实时地测定界桩位 置,确定土地使用界限范围、计算用地面积。利用GPS-RTK技术进行
勘测定界放样是坐标的直接放样。建设用地勘测定界中的面积量算,
实际上由Ps软件中的面积计算功能直接计算并进性检核。避免了常规
的解析法放样的复杂性。简化了建设用地勘测定界的工作程序。在土
地利用动态检测中,也可利用GPS—RTK技术。
结束语
GPS在地籍控制测量中有着广泛的运用,比传统的测量仪器。有 着省时省工且精度高等特点,但其在碎部测量中的应用还是有一定的
限制。在进行测量时,主要注意事项是基准站选择要在比较中心、位
置空旷开阔的至高点上,且周围无磁场的影响,这样流动站接收的信
号好。宜用双频接收机连接支架观测。 参考文献:
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