浅谈GPS在土地测绘中的应用

文/高长庆

浅谈GPS在土地测绘中的应用

文/高长庆

GPS 系统的应用已经非常的广泛，该技术在土地测绘中作用将会显得更加重要，不仅促进了我国的有关土地事业的增长，并且还能使得我国的国民经济还有社会效益获得极大的提高。本文主要对 GPS 在土地测绘中的应用进行有关的阐述。

GPS；土地测绘；控制应用

一、地籍控制测量

由于 GPS 中卫星定位技术的发展，有关的测绘工作也发生了翻天覆地的变化，尤其是对测绘工作中的有关地籍控制测量工作产生了非常大的影响。GPS 在对地籍控制测量过程中，对工作点的选取具有很大的伸缩度，打破了以前的那些局限条件，再加上 GPS的网状结构对于 GPS 的有关精度测量产生的影响也是微乎其微。同时 GPS 的速度快等特点使得 GPS 在有关的城市地籍控制测量中起到了举足轻重的作用。根据地籍的有关章程规定，可以利用地籍平面控制网的布局，以及有关的城镇规模来进行首级控制。在利用GPS 进行地籍的控制的时候，没有一些比较繁琐的要求，该技术只需要 GPS 的仪器与等级控制的精度能够匹配，并且有关控制点的选取能够符合 GPS 点位的有关选取要求，这样就可以完全满足这些章程要求。首先，GPS 对有关地籍控制的精确度以及密度均有着非常严格的要求。在地籍测量中，全区的控制测量成为了首要的任务，它已经成为测量有关地籍图件还有数据的基础。在此基础上，为了满足界址点的服务，必须要对地籍控制网点的精确度还有密度进行严格的要求。GPS 地籍网可以根据有关网点的密度分为基本网还有加密网两大类，基本网是负责比较大的测区。对于城镇的地籍控制中，因为该区域的界址点密度较其他区域的大，因此在首先保证网点的精密度的前提下，工作人员要对控制点的密度要求进行增大，确保能够方便测定界址点。再者，有关的位置基准点如果选取不够精确的话，也会对 GPS 网产生很大的影响。因为在用 GPS 进行定位的时候，由于 GPS 得到的是三维坐标，因此 GPS 网在参考面上的网形与位置基准有关。最后就是对GPS 地籍控制网的有关优化。与一些经典的观测相比，GPS 更具有函数以及随机模型的特点。同样，在 GPS 观测中，有关 GPS的设计也存在许多诸多需要优化的问题。因为在 GPS 观测中，基线的观测是不受有关的通视条件控制的，这也就为 GPS 的优化提供了条件。同时在观测中，粗差还有系统误差等一系列的模型误差是GPS 网进行观测的主要误差来源，再加上精度还有可靠性是影响 GPS 网的重要衡量指标，因此，在进行优化的时候，要着重考虑到仪器的精度还有规程的精度要求、成本费用等一些基本条件。作为地籍调查中不可或缺的地籍细部测量主要就是对土地有关的权属界址点、线、形状等进行测定。GPS 在进行测定过程中能够完全满足对有关界址点间距的精度要求，因此可以把该技术运用到该测区中。在进行测定过程中不免会发生卫星接收信号较差情况，所以，要使用一些测距仪等测量工具利用极坐标法等进行勘测，从而加快了测量的进度。

二、RTK 在测定中的应用

建设用地勘测定界的工作程序为：审查用地文件及有关图件——现场踏勘——图上红线设计——实地放样——复核测量——面积量算——测绘建设地界图——填绘建设用地管理图——资料的管理——归档。在运用RTK 进行测定的时候，不仅能够避免一些放样方法的复杂关系，还能够简化有关地勘工作的程序，尤其是对一些较大工程的放样更为有效。RTK 简单来说就是指载波相位实时动态差分定位，是 GPS 的最新技术。RTK 的基准站主要是由主机还有GPS 天线、电台、放大器、电子手簿等组成。现在的 RTK 能够达到厘米级别的精度测量，对地勘界址点所要求的精度能够完全满足。RTK 是把接收卫星的信息还有基准站发送的信息经过准确的解码，而自动给出的精确度额很高的数据。RTK 放样实际上就是由随机如软件中有关计算面积功能来运用到有关的坐标计算中。GPS RTK技术系统配置包括以下三部分：①基准站接收机；②移动站接收机；③数据链。基准站接收机设在具有已知坐标（也可无已知坐标，地势较高）的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF（On The FLY）算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。

三、GPS 与 GIS 的结合

地基信息系统是利用有关的计算机技术来对收集的数据进行处理。而 GIS 是一个十分巨大的地理信息系统，其中地籍信息系统就包括在内，因此可以借助较为成熟的 GIS 系统来对地籍信息系统进行改善。由前面所叙述的 GPS 的功能，科研人员可以把 GPS 与 GIS 进行有机的结合，从而为地籍信息的现代化还有自动化打下坚定的基础。选点GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。观测根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10s。在3个点上同时安置3台接收机天线（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。

四、结束语

GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到300m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于个别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少（仅联测5个），致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。

［1］ 杜保伦，张明福，史先良.GPS在土地测绘中的应用与开发［J］.价值工程. 2010（04）

［2］ 冯钧森. GPS技术在土地测绘中的应用［J］. 技术与市场. 2009（07）

（作者单位：山东省菏泽市土地勘察测绘队）