基于无定向导线的城市房产控制测量技术研究

肖捷

摘 要：房地产平面控制测量的方法，随着测绘仪器设备及测绘技术的越来越现代化，已由三角测量、量距导线测量逐步过渡到三边测量，测距导线测量和GPS相对定位测量，计算工具也由过去的对数表、计算尺、手摇计算机逐步过渡到使用计算器、微型计算机。大大地节省了建网费用，减轻了劳动强度，提高了测量精度和生产效率。该文以无定向导线测量在城市房产基础测量中的应用为研究对象，该文首先探讨了房产平面控制测量的特点，进而探讨了当前城市房产控制测量中存在的问题，在此基础上，笔者提出了无定向导线测量的思路和方法，全文是笔者长期工作实践基础上行的理论升华，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：无定向导线测量 房产平面控制测量 GPS 城市

中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0240-02

1 房产控制测量特点

房产测绘是常规的测绘技术与房产管理业务相结合的专业测绘。而房产测量所获得与永久性标志相联系的房产权属界址、房屋面积、房屋产别等等都具有法律效力，从而载入房屋权属证书，所以房产测量所得的基础图是发放房屋权属证书和财政税收的重要依据，拥有权属（法律上）、财政（税收上）和城镇规划三大基本功能。房产测量一般只测定房产要素的平面位置，对高程要求不高；由于房产的法律性和经济性，房产图必须保证其准确性和现实性。GPS作为一种高精度的定位工具，随着我国房产测量工作的全面展开，已普遍应用于房产平面控制测量。

GPS在房产测量方面的应用与一般GPS大地控制网测量在主要技术上没有什么不同，都是采用载波相位测量相对定位，但二者又各有其特点。GPS大地控制网的主要特点是控制面积较大、边长较长、定位精度要求高。因此，GPS大地控制网必须采用闭合图形构成连续网，在每一个观测站要观测几个时段，每个时段要观测较长时间（1～2 h），以便获取较多的多余观测，改善观测卫星的几何结构，提高解算整周模糊和定位结果的精度。通常房产控制网的控制面积较小、边长较短、定位精度较大地控制测量低，作业方式可以灵活选择。考虑更多的是效率问题。此外，房产测量上的控制点一般在高等级控制网下布测，其补测图形较灵活，定位方法广泛采用快速定位法。

房地产平面控制测量主要为测绘大比例尺的房产平面图、地籍平面图提供起始数据，为房地产变更测量、面积测算、拨地划界和各种建设工程放线验线等日常工作提供测绘基础。

房地产平面控制测量的方法，随着测绘仪器设备及测绘技术的越来越现代化，已由三角测量、量距导线测量逐步过渡到三边测量，测距导线测量和GPS相对定位测量，计算工具也由过去的对数表、计算尺、手摇计算机逐步过渡到使用计算器、微型计算机。大大地节省了建网费用，减轻了劳动强度，提高了测量精度和生产效率。

2 当前城市GPS测量应用中存在的问题

虽然卫星定位具有速度快、精度高、成本低、不受天气影响等众多优点，使其得以广泛应用，但也存在一些弱点带来实用上的不便，如差分GPS相对定位测量要求在2个测站上最少同步观测4颗卫星，才能进行基线解算；观测到的有效卫星数越多，卫星的空间分布越好，解算的精度相对就越高；接收机观测到的卫星数很大程度决定于测站对空视场角的大小。城市房产图平面控制测量中，由于各种建、构筑物数量多、分布复杂，对GPS卫星信号的遮挡非常严重，使这种测量方式和外界观测环境之间的矛盾更加突出。

以前主要是在建筑物的顶面布设部分GPS观测点，来解决这一矛盾。但是，随着城市现代化进程的加快，绿化的树木，楼顶上越来越多的霓虹灯、广告牌，各种用途的无线信号天线，都成为GPS接收机成功锁定有效卫星信号的主要障碍。

另外，为保证给常规测量提供已知方向，在各种测量规范中，均要求GPS控制网布设成可通视的点对，即要有1个GPS主点位，还要有1个辅助点，这些要求进一步增加了选点难度，尤其在拥挤、繁华的城区，给城市GPS测量的广泛应用提出了新的问题。

城市建设速度的加快，使各种测量数据的更新周期越来越短，同时对房产平面控制网点位的破坏也更严重，进一步增加了房产平面测绘的工作量。将现代GPS测量技术和经典的常规测量有机结合起来，充分发挥各自的优势，可以缩短测量周期、提高工作效率，适应经济建设快速发展的需求。

3 应用无定向导线联测孤立GPS控制点方法

在测区内适宜位置布设GPS控制点，特别是孤立的控制点，可以增加点位的密度。对控制点密度较低的地区，在没有定向点对的各孤立GPS点之间，可以用无定向导线完成控制点的进一步加密工作，以保证各等级控制点分布均匀、合理，且密度适宜，提高后期碎部测量工作的效率。

如图1中所示，和为GPS控制点，A、B两点相距较远，并不通视，且2点又没有各自的后视点；1～4点为需进一步加密的待定控制点，由于楼群、树木等障碍物的影响，无法用GPS技术测定其坐标。这里介绍用无定向导线完成1～4点的测量加密工作。

先测量各导线边的边长和转折角，内业计算由于没有已知方位，这里假设A1边的假定坐标方位角为，按计算支导线的方法，根据A点的坐标和外业测得的角度、边长，依次推求出1～4点直至B点的坐标。显然，由于观测误差及假设误差的共同影响，使，。为检验外业观测数据的可靠性，可以先计算比例系数K

（1）

式中：——为A、B2点间的测量计算距离，

；

——为AB2点间的已知实际距离，。

若且相差较大，说明观测角值或边长中有粗差存在，需进行检查或重新观测；

若或，说明观测数据中没有错误，此时B点计算坐标与已知坐标不符的主要原因是的近似误差造成的，假设其误差为δ，相当于使整条导线以A点为中心旋转了1个角度δ。endprint

则 （2）

式中：

按改正，得到A1导线边的实际坐标方位角，用αA1重新计算各导线点的坐标，直到B点。由于角度和边长的观测值中不可避免地存在误差，因此，。

令

（3）

f称为导线全长闭合差，f/∑d应满足相应等级的导线全长相对容许闭合差的精度要求（∑d为无定向导线边全长）。在满足《房产平面测绘规范》要求精度的前提下，再对1～4导线点坐标进行相应的平差处理，就可得到各点的最可靠坐标值。这里介绍1种简便的近似平差方法，以减弱边长和角度测量误差对结果的影响：

将、反号按与边长成比例分配到各边的坐标增量中去，以Vx、Vy分别表示各边纵、横坐标增量的改正数，并按（4）式计算，改正后的各边坐标增量如（5）式所示。

（4）

（5）

最后，由A点的已知坐标，根据平差后的各边坐标增量，可依次推求得1～4点的坐标。

4 结语

无定向导线的使用，可以进一步增加GPS测量在实际工作中的应用比重，提高工作效率，但其最大的缺点是可靠性差，这也是不被经常采用的主要原因。该文中将无定向导线构成闭合环，既符合实际工作的需要，又增加了检核条件，提高抗粗差的能力，很好地解决了可靠性问题。比例系数K可以在一定程度上反映常规测量与GPS测量2种方法的精度对比情况。总之，加强对各观测量的检查，如适当增加测回数、认真复核各测站点编号与其相应位置是否对应、用全站仪内存自动记录观测数据等措施，注重计算检核，就可以避免内、外业中各种错误的产生，保证观测值、计算值的正确性，使无定向导线环能够达到甚至超过普通常规导线的精度。无定向导线与GPS测量的综合应用，必将增强城市房产平面测量的灵活性、准确性、快捷性，更好地适应城市建设快速发展的需要。

参考文献

[1] 宗正堂.加测辅助方向的房产平面控制网无定向导线[J].勘察科学技术， 1997（3）.

[2] 刘万增.无定向导线向量解算方法[J]. 科技资讯，1996（2）.

[3] 谭震.无定向导线的测量与辅助线解算法[J].矿山测量，1995（2）.

[4] 符蔚.无定向导线计算问题浅析[J].科技创新导报，1992（2）.

[5] 王继刚，周立，魏茂军.苏304省道线路勘测平面控制测量[J].科技资讯，2001 （2）.

[6] 杭玉付.井下无定向导线的精度分析及可靠性研究[J].矿山测量，1997（1）.

[7] 李晓桓.对无定向导线和附合导线的精度分析[J].昆明冶金高等专科学校学报， 1997（3）.

[8] 刘金安.无定向导线在永城矿区地面控制中的应用[J].科技创新导报，1989（3）.

[9] 徐岩.无定向导线的平差和坐标计算的应用[J].甘肃冶金，2004（2）.

[10] 冯仲科，陈于恒.两井几何定向系统的可靠性分析[J].矿山测量，1993（1）.endprint

则 （2）

式中：

按改正，得到A1导线边的实际坐标方位角，用αA1重新计算各导线点的坐标，直到B点。由于角度和边长的观测值中不可避免地存在误差，因此，。

令

（3）

f称为导线全长闭合差，f/∑d应满足相应等级的导线全长相对容许闭合差的精度要求（∑d为无定向导线边全长）。在满足《房产平面测绘规范》要求精度的前提下，再对1～4导线点坐标进行相应的平差处理，就可得到各点的最可靠坐标值。这里介绍1种简便的近似平差方法，以减弱边长和角度测量误差对结果的影响：

将、反号按与边长成比例分配到各边的坐标增量中去，以Vx、Vy分别表示各边纵、横坐标增量的改正数，并按（4）式计算，改正后的各边坐标增量如（5）式所示。

（4）

（5）

最后，由A点的已知坐标，根据平差后的各边坐标增量，可依次推求得1～4点的坐标。

4 结语

无定向导线的使用，可以进一步增加GPS测量在实际工作中的应用比重，提高工作效率，但其最大的缺点是可靠性差，这也是不被经常采用的主要原因。该文中将无定向导线构成闭合环，既符合实际工作的需要，又增加了检核条件，提高抗粗差的能力，很好地解决了可靠性问题。比例系数K可以在一定程度上反映常规测量与GPS测量2种方法的精度对比情况。总之，加强对各观测量的检查，如适当增加测回数、认真复核各测站点编号与其相应位置是否对应、用全站仪内存自动记录观测数据等措施，注重计算检核，就可以避免内、外业中各种错误的产生，保证观测值、计算值的正确性，使无定向导线环能够达到甚至超过普通常规导线的精度。无定向导线与GPS测量的综合应用，必将增强城市房产平面测量的灵活性、准确性、快捷性，更好地适应城市建设快速发展的需要。

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[9] 徐岩.无定向导线的平差和坐标计算的应用[J].甘肃冶金，2004（2）.

[10] 冯仲科，陈于恒.两井几何定向系统的可靠性分析[J].矿山测量，1993（1）.endprint

则 （2）

式中：

按改正，得到A1导线边的实际坐标方位角，用αA1重新计算各导线点的坐标，直到B点。由于角度和边长的观测值中不可避免地存在误差，因此，。

令

（3）

f称为导线全长闭合差，f/∑d应满足相应等级的导线全长相对容许闭合差的精度要求（∑d为无定向导线边全长）。在满足《房产平面测绘规范》要求精度的前提下，再对1～4导线点坐标进行相应的平差处理，就可得到各点的最可靠坐标值。这里介绍1种简便的近似平差方法，以减弱边长和角度测量误差对结果的影响：

将、反号按与边长成比例分配到各边的坐标增量中去，以Vx、Vy分别表示各边纵、横坐标增量的改正数，并按（4）式计算，改正后的各边坐标增量如（5）式所示。

（4）

（5）

最后，由A点的已知坐标，根据平差后的各边坐标增量，可依次推求得1～4点的坐标。

4 结语

无定向导线的使用，可以进一步增加GPS测量在实际工作中的应用比重，提高工作效率，但其最大的缺点是可靠性差，这也是不被经常采用的主要原因。该文中将无定向导线构成闭合环，既符合实际工作的需要，又增加了检核条件，提高抗粗差的能力，很好地解决了可靠性问题。比例系数K可以在一定程度上反映常规测量与GPS测量2种方法的精度对比情况。总之，加强对各观测量的检查，如适当增加测回数、认真复核各测站点编号与其相应位置是否对应、用全站仪内存自动记录观测数据等措施，注重计算检核，就可以避免内、外业中各种错误的产生，保证观测值、计算值的正确性，使无定向导线环能够达到甚至超过普通常规导线的精度。无定向导线与GPS测量的综合应用，必将增强城市房产平面测量的灵活性、准确性、快捷性，更好地适应城市建设快速发展的需要。

参考文献

[1] 宗正堂.加测辅助方向的房产平面控制网无定向导线[J].勘察科学技术， 1997（3）.

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[7] 李晓桓.对无定向导线和附合导线的精度分析[J].昆明冶金高等专科学校学报， 1997（3）.

[8] 刘金安.无定向导线在永城矿区地面控制中的应用[J].科技创新导报，1989（3）.

[9] 徐岩.无定向导线的平差和坐标计算的应用[J].甘肃冶金，2004（2）.

[10] 冯仲科，陈于恒.两井几何定向系统的可靠性分析[J].矿山测量，1993（1）.endprint