GPS在房产平面控制测量中的应用

包瑞德，杨小红

（葫芦岛市房产测量中心，辽宁 葫芦岛 125000)

1 引言

目前，全球定位系统（GPS）被广泛的使用于交通运输、休闲旅游、国防建设、水利工程、科学试验、资源勘测等领域；GPS测绘技术在国家土地资源调查，工程施工测量、土壤侵蚀调查、生态环境评估与监测等多方面都在大量的使用。房地产测绘工作主要指的是通过实际测量以及现场调研工作来明确城镇房屋的权属、位置、质量、界线、现状和数量等。GPS成功运用于房产平面控制测量中，是落实科学发展观的重要举措。

2 GPS在房产平面控制测量中的应用

2.1 GPS简介

2.1.1 GPS构成

一般来说，GPS系统是由地面监控站、空间卫星星座和用户设备三部构成。

（1）GPS的地面监控站是由分布在世界各地的三个注入站、一个主控站和五个监测站组成的。其中，主控站会依据分布在世界各地监测站对GPS系统的卫星观测数据进行收集，计算每个GPS卫星的运行轨道参数和时钟差参数等数据，并且将数据编制成导航信号，输送到世界各地的注入站，然后由注入站将主控站发送来的导航信号注入到卫星存储器里。

（2）GPS的空间卫星星座组成主要有工作卫星以及在轨运行的备用卫星，其中有21颗工作卫星，3颗备用卫星。卫星运行在距地20200公里的高度，均匀的分布在6个轨道上，并且以55度的平面倾角运行，每11小时58分种运行一周。利用无线电载波L波段的两个波段向用户持续发送导航信号，导航信号也包括空间卫星的部署信息，让空间卫星变成一个已知点。在地表面15度以上高度角范围内，任何地点和时刻，都可同时接收到至少6颗空间卫星的信息。

（3）GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS信号接收设备能接受到按卫星高度截止角所挑选出的待测卫星信号，跟踪待测卫星运行轨迹，对待测信号进行交换、处理和放大，然后通过计算机软件进行解算以及网平差，求出GPS接收设备的三维坐标。

2.1.2 GPS定位原理

GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的。在待测点Q设置GPS接收机，在某一时刻同时接收到3颗（或3颗以上）卫星Sl、S2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心（测站点）至卫星的距离Pl，P2，P3。根据卫星星历可查到该时刻3颗星的三维坐标（Xj，Yj，Zj），j=1，2，3，从而由下式解算出Q的三维坐标（X，Y，Z）：

2.1.3 GPS技术在地籍控制测量应用中的特点

21世纪3S（RS、GPS、GIS)技术，即遥感、全球定位系统和地理信息系统在土地测量的应用已成为最有吸引力的高新技术领域，经过近10年各部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大使用者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、资源勘查等多种学科。GPS测量能够在同一时间测定控制点的高程和平面位置，操作简便、功能齐全。使用实时动态测绘能够实现施工放样工作；GPS测绘的自动化程度高，人员在使用时只负责安置和控制仪器，查看仪器的状态和收集环气象数据，而例如搜寻跟踪卫星以及记录测绘数据等工作都是由仪器完成；伴随着GPS接收设备不断发展，其自动化能力将越来越高，甚至可以达到“傻瓜化”，接收设备的体积逐渐变小，重量逐渐轻巧，很大程度地减轻了测绘人员的劳动强度，使的测绘工作变得十分容易完成。

全球性。全天候作业。由于GPS卫星分布合理，能为用哉提供连续、实时的三维位置，三维速度和时间，在地球任何地点、任何时间均可连续同步观测到4颗以上的卫星，且测站之间不需点间透视，点位位置可根据需要可稀可密，使选点工作灵活，节约大量的造标费用，并不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响，可随时进行GPS测量。

2.2 GPS房产平面控制网点的数据要求

2.2.1 房产平面控制测量的首要任务

房地产测绘测量的主要任务就是对房地产项目平面面积进行测量控制和产权量算面积，其中首要工作是对全部测区进行测量控制，这项工作是绘制房地产图表和采集房产数据的根本，房产测量控制平面内的控制点密度和精度，是用来满足测量房屋权属范围的，这些特征点被称为界址点服务。对于控制网点的密度来说，GPS房地产平面控制点网阵可以依照次序与测绘范围分加密网和基本网两种。因为城市区域的界址点密度很大，因此在确保网点的点位准确情况下，测绘控制点的密度应该尽可能增大到方便测定界址点，甚至可以在GPS网点下再加密一层的图根导线，方便能直接从图根测绘点测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大并且长短边结合灵活方便，因此，各级网可视需要分期布设，也可一次性混合布设到需要的密度。

2.2.2 位置基准点的偏差对GPS网的影响

当应用GPS定位技术代替常规测量建立房产控制网时，由于GPS定位得到的是WGS-84坐标系的三维坐标差，故GPS在参考椭球面上的网形与其在参考椭球面上的位置基准有关。在经度方向上位置基准的偏差能使GPS网产生整体旋转，但对于一定范围、高差较小的GPS网而言，其位置基准在经纬度方向.上的偏差（一般100m以内）对投影在椭球上网形的影响可忽略不计，对于高差大的GPS网则要求有较精确的起算数据。由于位置基准在高程方向的偏差使投影在椭球面上的GPS网的尺度发生变化，所以，可用常规方法测定高程。

2.2.3 GPS房产控制网的优化设计

在经典三角测量的控制网中，兼顾精度、可靠性及成本费用等准则的优化设计已有许多研究和成果。与经典观测相比，GPS观测具有更为复杂的函数和随机模型。尽管GPS具有灵活多变的布网方式，速度快、精度高等优点，但GPS房产控制网的设计也存在优化问题。优化设计后的GPS测量，更能显示出GPS卫星定位技术的高精度与高效益，并在房产位置及权属调查中发挥重大作用。

3 GPS RTK技术的应用

3.1 RTK技术在成片住宅区房产平面控制测量中的应用

房产平面控制测量是整个房产测量的前期基础性工作，其目的是为房产平面测量提供一个准确的控制框架（参考系）和定位基准，并控制误差的累积。RTK技术（实时动态测量技术），是指载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，它是GPS定位发展到现在的最新技术.RTK实时处理能达到厘米级精度，完全满足建设用地界址点坐标对邻近图根点中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差小超过10厘米的精度要求。通过同时接受卫星信息与基准站发送的改正信息，经过解码，自动给出厘米级精度的定位数据，避免了常规的解析法的复杂性，简化了房产平面控制测量的工作程序。

3.2 GPS-RTK应用于房产碎部测量

房产碎部测量的主要作用在于对房产要素进行测量，完成房产测量分幅图、分丘图、分户图的测制，为房屋面积量算做好基础工作。目的是测定每栋房屋的权属界址点、线、位置、形状、数量等。使用GPS-RTK测绘技术就可以满足上述对于精度的要求，因此提示应该在适合设置GPS控制点的测区使用GPS-RTK技术。对遮蔽地带有无法接受GPS定位信号的区域使用测距仪、全站仪以及经纬仪等工具进行局部测量，这样十分有利于我国城镇房产碎部测量。

3.3 GPS-RTK技术在城镇房屋动态监测中的应用前景

应用在我国城镇房地产动态监测工作中，也可以使用RTK。传统的野外动态监测适用很原始的补测或者是平板仪补测法。例如，利用直角坐标法和钢尺的距离交会等进行实际测量，平板仪补测法应用于变化范围很大的地区使用，这种测绘方法效率低速度慢。但是如果利用RTK技术进行动态监测，就可以提高控制点位的监测精度及数度，真正实现了动态实时的监测，从而保证了我国城镇房产利用状况调查。

4 结束语

目前，GPS定位技术随着科技的进步而逐步发展，这种发展给房产测绘工作产生了巨大的变化，也对房地产平面控制测绘测量的工作产生了很大的影响。使用GPS进行房地产平面控制点测绘测量，控制点与点中间不需要通视，这样就减少了常规房地产测绘测量时，控制点的选取限制条件。因为GPS测绘技术拥有全天候观测、布点灵活、精度高以及观测及计算速度快等多项优点，使得GPS测绘技术广泛应用在我国城镇房地产控制测绘测量工作。利用GPS技术进行房产测量的控制，没有常规三角网（锁）布设对要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁琐要求，只要使用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配，控制点位的选取符合GPS点位选取要求，那么所布设的GPS网精度就完全能够满足房产测量规程要求。

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