GPS测绘技术在地籍测量中的应用

摘要：GPS测量以其定位精度高、观测速度快、小巧灵活、价格低廉等优点深受广大测量工作者的青睐。随着GPS定位技术的不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为测绘工作提供了崭新的技术手段和方法。

关键词：GPS定位系统；RTK；地籍测量

中图分类号：P228 文献标识码： A

GPS定位系统的优势

GPS定位系统，全称为“授时与测距导航系统/全球定位系统”（Navigation Timing and Ranging /Global Positioning System），简称为“全球定位系统（GPS）”。

与传统的测量技术相比，GPS定位技术有以下特点：

（1） 观测站之间无需通视。传统测量要求测站点之间既要保持良好的通视条件，又要保障三角网的良好结构。GPS测量不要求观测站之间相互之间通视，这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间，同时也使点位的选择变得甚为灵活，这样避免了常规地籍控制测量点位选取的局限条件，同时也没有常规三角网（锁）布设时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仪器精度与地籍控制测量精度相匹配，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地籍规程要求

（3） 观测时间短。目前，利用经典静态定位方法，完成一条基线的相对定位所需要的观测时间，根据要求的精度不同，一般约为1～3h。快速相对定位法，其观测时间仅需数分钟至十几分钟。

（4） 操作简便。GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其他观测工作，如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。另外，GPS用户接收机一般重量较轻、体积较小，因此携带和搬运都很方便。

（5） 全天候作业。GPS观测工作可以在任何地点、任何时间连续地进行，一般也不受天气状况的影响。

基于以上优点，GPS卫星定位新技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对地籍测量工作产生了巨大的影响。由于GPS具有布点灵活、全天候、速度快、精度高等优点，使GPS技术在国内各省市的地籍测绘中得以广泛应用。

表1是几种常用GPS定位方式的精度比较。从表中可以看出，应用GPS快速静态能够满足地籍控制测量的精度要求，RTK、网络RTK能满足地籍图测绘、界址点测量的精度要求，常规差分GPS和事后差分GPS 、广域差分GPS能满足土地动态监测的要求。下面将具体介绍几种GPS测量模式在地籍控制测量、地籍碎部测量和地籍调查中的应用。[1]

表1 几种常用GPS定位方式精度比较

GPS定位技术在地籍测量中的应用

地籍控制测量：

首先在测区内布设首级控制网，边长大于15km的长距离GPS基线向量，采用常规静态测量方式；边长在10～15km的GPS基线向量，采用快速静态GPS测量模式；边长小于5km的

一、二级地籍控制网的基线，采用RTK方法，对于观测条件复杂等不利于GPS观测的地方采用传统测量方式-导线测量，首级控制网布设完毕后，计算测区范围内准换参数。

地籍图测量：

地籍图测量是测定地块（宗地）范围内的细部信息，测量工作量大、精度要求高、工作环境复杂、人为因素影响大。对于地形开阔、上层无遮挡的地物，应用RTK 技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图，同测绘地形图一样，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。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。对于地形复杂，无法直接到达的地物，采用RTK测量方式布设图根控制点，使用全站仪测量其坐标点。

界址点测量：

土地勘测定界（含界址点测量）工作中，主要是测定地块（宗地）的位置、形状、面积、数量以及地块（宗地）内的细部信息如房屋、围墙的位置、面积等数据。由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍碎部测量，对于城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为±10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为±15cm。因此，利用RTK测量模式能满足上述精度要求，同时相对于传统测量方式，采用RTK方式进行碎部测量速度快，作业效率高。同全站仪一样，RTK测量单点的时间需要几秒到几十秒，但是，它不要求通视，不需要频繁换站，减少了全站仪频繁换站所花的时间，而且可以多个流动站同时工作，且其测量误差为随机产生，不会随着距离的增加产生误差积累。工作开展时测量员可跟着地籍调查员，在不同宗地指界完成后随时进行界址点测量，避免因界址点丢失、损坏给后续工作带来麻烦。同时，可以随时对地籍图内未进行的标注的新增地物进行更新，使其最大限度的满足现势性的要求。

土地变更调查：

近20年和今后数十年内，是我国经济快速发展时期，土地利用的形式也发生一系列的变化。因此，随时摸清土地利用形式的变化，进行土地利用变更登记，将是我国各级土地管理部门的一项重要的和经常性的工作。

土地变更调查中，通常对应不同的位置精度要求，在采用GPS测量模式上，可以使用单点定位、常规差分GPS、PPK、广域差分GPS等方式。这些GPS测量方式，可成倍地提高土地利用变更调查和动态监测速度，其精度和可靠性得到极大的改善，克服了传统方法的种种弊端，省时省工，适用于各种各样复杂的变更情况，真正地实现了动态监测的实时性和数值化，保证了土地利用数据的现势性。

关于常规差分GPS和广域差分GPS定位方式在土地调查中的应用实例不多。实际上，我国在沿海地区已经建立了20个常规差分GPS信标站，市场上有很多商用的常规差分改正信号接收机，沿海省市可以利用这些免费的信号资源，应用于土地调查活动，将会带来极大的经济效益。另外，美国已经提供了商用的广域差分GPS服务，我国和欧盟也将提供类似服务，如果土地部门购买相关设备，完全可以实现大区域的土地实时调查工作。当然，使用这两种定位技术，需要购买差分接收设备，增加了设备费用。

总结

GPS测量技术在测量中起到了非常积极的作用，正因为是它在动态相对定位中的高精度、高效益、无需测站相互通视、方便快捷、省时省力等优点，其也正在逐步取代代替常规的三角、三边、边角等测量方法，并在理论与实践中取得了可喜的成果。这比GPS 静态、快速静态定位需要事后进行处理来说，其定位效率会大大提高。故GPS 技术一出现，其在测量中的应用立刻受到人们的重视和青睐。