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[摘要]实时高精度一直是GPS定位技术的发展方向，在地籍测绘中运用GPS技术已经成为发展的主流，其作用明显，本文探讨了GPS新技术在地籍测绘中的应用方法和作用。
[关键词]土地管理；地籍测绘；GPS技术
[中图分类号]S29 [文献标识码]B [文章编号]1005-1074(2008)09-0213-01
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，也对地籍测量工作带来了巨大的影响。GPS技术的发展日新月异，定位的精度不断提高，定位的方法不断简化。由于GPS具有布点灵活、全天候、速度快、精度高等优点，使GPS技术在各地的地籍测绘中得以广泛应用。GPS模式在地理测绘中主要应用于地籍控制测量、地籍碎部测量和在地籍调查中的应用。
1 GPS新技术的定位原理
“实时高精度”一直是GPS定位技术的发展方向。国际GPS组织早就提出要对IGS实行时时预报，目前IGS提供的卫星星历已经每3小时更新一次，部分IGS分析预报中心已经有能力每1小时更新一次。近几年，在高精度GPS定位技术方面出现了两种新的定位方法，它们是网络TRK技术和精密单点定位技术。随着这两项新技术的不断完善和人们对它们的逐步了解，这两种新技术的应用范围将逐渐扩大，其大规模的应用将改变原有的许多GPS作业模式，大大提高GPS测量的工作效率和定位精度。
网络RTK技术也称虚拟参考站技术，该技术开始于20世纪90年代末期。网络RTK是RTK的发展，它是基于多个GPS参考站的观测数据，形成一个组合观测值，如同在流动站附近有一个虚拟的观测站，容易确定整周模糊度参数，快速计算出流动站的位置和精度信息。这项技术大大拓宽了RTK的服务范围。目前，我国相当一部分国土部门和地震部门建立了这样的系统，已经在地籍测绘中得到应用。精密单点定位技术是1997年之后出现的新的定位技术，定位原理如同单点定位，采用双频载波相位观测值，需要外部提供精密的轨道和卫星钟差。该技术的定30位精度可以达到厘米级。这项技术应用于生产实践，彻底改变现有GPS的作业方式，大大提高GPS的作业效率，对地籍测绘工作的影响不可限量。在TRK定位系统中，受到数据通讯链的限制，作用距离一般为10公里左右。但是，如果数据发射设备的功率足够大，作用的距离大于30公里，RTK定位系统仍然不能正常工作，究其原因，主要是整周模糊度参数不能快速确定，因为随着参考站和流动站之间的距离增加，轨道误差和电离层延时误差等空间相关性降低，模糊度参数的整周特性也降低，增加了固定整周模糊度的难度，有时甚至不能固定。20世纪90年代后期，GPS长距离快速精密定位方法出现突破，根据大区域多个GPS观测站的数据，卫星轨道误差和大气折射误差可以得到消去或消弱，模糊度的整周特性得到加强，导致了网络RTK系统的产生和发展。
2 GPS新技术在地籍控制测绘中的应用
利用GPS技术进行地籍控制测绘，不要求通视，这样避免了常规地籍控制测量点位选取的局限条件，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锁要求，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。
由于GPS定位技术的不断改进和完善，其测绘精度、测绘速度和经济效益，都大大地优于目前的常规控制测量技术，目前，常规静态测量、快速静态测量、TRK技术已经逐步取代常规的测量方式，成为地籍控制测量的主要手段。边长大于巧kin的长距离GPS基线向量，只能采取常规静态测量方式：边长在10～15km的GPS基线向量，如果观测时刻的卫星很多，外部观测条件好，可以采用快速静态GPS测量模式，否则，建议使用常规静态测量，如果是平原开阔地区，可以尝试TRK模式；边长小于skin的一、二级地籍控制网的基线，优先考虑采用RTK方法，如果设备条件不能满足要求，可以采用快速静态定位方法；边长5～10knl的二、三、四等基本控制网的GPS基线向量，优先采用GPS快速静态定位的方法，设备条件许可和外部观测环境合适，可以使用TRK测量模式。
近几年，地籍控制测量基本采用了以上三种GPS测量模式。例如：在大庆83万亩油田用地的地籍调查中，采用常规静态的作业方式建立了首级地籍控制网，然后采用TRK测量方式，加密了低级(5“)地籍控制点。随着精密单点定位技术的不断完善和网络RTK系统的建立，未来这两项新的技术可望成为地籍控制测量的主要方法之一。
3 GPS新技术在地籍碎部测绘中的应用
地籍细部测量和土地勘测定界(含界址点放样)工作中，主要是测定地块(宗地)的位置、形状、数量等重要数据。
由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，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。在进行土地征用、土地整理、土地复垦等土地勘测定界工作中，相关规程规定测定或放样界址点坐标的精度为：相对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过±10cm。因此，利用TRK测量模式能满足上述精度要求。RTK技术使精度、作业效率、实时性达到了最佳的融合，为地籍碎部测量提供了一种崭新的测量方式。现在许多的土地勘测部门都购置了具有TRK功能的GPS接收系统和相应的数据处理软件，并且取得十分显著的经济效益和社会效益。例如，自2003年以来，山东省土地勘测部门利用TRK技术进行了京沪高速公路和日东高速公路、临沂经济开发区和刘家道口水利枢纽等大型征用地测绘的工作。据初步的应用分析，测绘时间节省一半以上，测量精度和可靠性都得到了实质性的改善。该省的临沂、泰安、威海等十多个地市、县级土地勘测部门为适应新技术的进步，也都购置了不同型号的GPSFJX接收机及相应的数据处理软件，使地籍测量和土地勘测定界的技术水平上了一个新的台阶。
采用RTK方式进行碎部测量，与全站仪相比，速度快，作业效率高。与全站仪一样，RTK测量单点的时间需要几十秒，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通时工作。比较显示，在相同的时间内，一台流动站大约是一台全站仪工作效率的1.5倍。
4 GPS新技术在土地资源调查测绘中的应用
近30年和今后数十年内，是我国经济快速发展时期，土地利用的形式将发生一系列的变化，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。根据近年来的研究结果，这些GPS测量方式，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。
在土地调查中，如果定位精度要求不高(如低于50m)，优先采用单点定位模式；如果定位精度要求达到米级，建议采用广域差分GPS模式，如果附近已经建立常规差分GPS参考站并能够接收到差分信号，也可以采用常规差分GPS；如果没有广域差分GPS信号接收设备，可以在调查地区附近的已知点上，建立常规差分GPS参考站，采用常规差分GPS或PPK模式。如果是局部地区的精密土地划界，可以采用RTK测量系统。如临沂地处鲁中南低山丘陵区，东南部和鲁东丘陵南部，地势西北高东南低，境内山脉自北而南有鲁山、沂山、蒙山、尼山四条主要山脉，较大山头800余座，一般海拔200米至500米。海拔500米以上的山峰有500余座，海拔千米以上的山峰有10余座，山区面积占全市面积的三分之一。由于山区地形复杂，其它测量手段无法工作，GPS成为唯一调查手段，GPS几何精度完全可以满足土地利用变更调查和动态监测的要求，可以做到方便、快速、实时。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，山东省的青岛、威海等沿海地区已经建立了常规差分GPS信标站，市场上有很多商用的常规差分改正信号接收机，它们在海洋测绘部门已经得到广泛应用。如果沿海地方能够利用这些免费的信号资源，应用于土地调查活动，必然带来极大的经济效益。
[关键词]土地管理；地籍测绘；GPS技术
[中图分类号]S29 [文献标识码]B [文章编号]1005-1074(2008)09-0213-01
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，也对地籍测量工作带来了巨大的影响。GPS技术的发展日新月异，定位的精度不断提高，定位的方法不断简化。由于GPS具有布点灵活、全天候、速度快、精度高等优点，使GPS技术在各地的地籍测绘中得以广泛应用。GPS模式在地理测绘中主要应用于地籍控制测量、地籍碎部测量和在地籍调查中的应用。
1 GPS新技术的定位原理
“实时高精度”一直是GPS定位技术的发展方向。国际GPS组织早就提出要对IGS实行时时预报，目前IGS提供的卫星星历已经每3小时更新一次，部分IGS分析预报中心已经有能力每1小时更新一次。近几年，在高精度GPS定位技术方面出现了两种新的定位方法，它们是网络TRK技术和精密单点定位技术。随着这两项新技术的不断完善和人们对它们的逐步了解，这两种新技术的应用范围将逐渐扩大，其大规模的应用将改变原有的许多GPS作业模式，大大提高GPS测量的工作效率和定位精度。
网络RTK技术也称虚拟参考站技术，该技术开始于20世纪90年代末期。网络RTK是RTK的发展，它是基于多个GPS参考站的观测数据，形成一个组合观测值，如同在流动站附近有一个虚拟的观测站，容易确定整周模糊度参数，快速计算出流动站的位置和精度信息。这项技术大大拓宽了RTK的服务范围。目前，我国相当一部分国土部门和地震部门建立了这样的系统，已经在地籍测绘中得到应用。精密单点定位技术是1997年之后出现的新的定位技术，定位原理如同单点定位，采用双频载波相位观测值，需要外部提供精密的轨道和卫星钟差。该技术的定30位精度可以达到厘米级。这项技术应用于生产实践，彻底改变现有GPS的作业方式，大大提高GPS的作业效率，对地籍测绘工作的影响不可限量。在TRK定位系统中，受到数据通讯链的限制，作用距离一般为10公里左右。但是，如果数据发射设备的功率足够大，作用的距离大于30公里，RTK定位系统仍然不能正常工作，究其原因，主要是整周模糊度参数不能快速确定，因为随着参考站和流动站之间的距离增加，轨道误差和电离层延时误差等空间相关性降低，模糊度参数的整周特性也降低，增加了固定整周模糊度的难度，有时甚至不能固定。20世纪90年代后期，GPS长距离快速精密定位方法出现突破，根据大区域多个GPS观测站的数据，卫星轨道误差和大气折射误差可以得到消去或消弱，模糊度的整周特性得到加强，导致了网络RTK系统的产生和发展。
2 GPS新技术在地籍控制测绘中的应用
利用GPS技术进行地籍控制测绘，不要求通视，这样避免了常规地籍控制测量点位选取的局限条件，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锁要求，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。
由于GPS定位技术的不断改进和完善，其测绘精度、测绘速度和经济效益，都大大地优于目前的常规控制测量技术，目前，常规静态测量、快速静态测量、TRK技术已经逐步取代常规的测量方式，成为地籍控制测量的主要手段。边长大于巧kin的长距离GPS基线向量，只能采取常规静态测量方式：边长在10～15km的GPS基线向量，如果观测时刻的卫星很多，外部观测条件好，可以采用快速静态GPS测量模式，否则，建议使用常规静态测量，如果是平原开阔地区，可以尝试TRK模式；边长小于skin的一、二级地籍控制网的基线，优先考虑采用RTK方法，如果设备条件不能满足要求，可以采用快速静态定位方法；边长5～10knl的二、三、四等基本控制网的GPS基线向量，优先采用GPS快速静态定位的方法，设备条件许可和外部观测环境合适，可以使用TRK测量模式。
近几年，地籍控制测量基本采用了以上三种GPS测量模式。例如：在大庆83万亩油田用地的地籍调查中，采用常规静态的作业方式建立了首级地籍控制网，然后采用TRK测量方式，加密了低级(5“)地籍控制点。随着精密单点定位技术的不断完善和网络RTK系统的建立，未来这两项新的技术可望成为地籍控制测量的主要方法之一。
3 GPS新技术在地籍碎部测绘中的应用
地籍细部测量和土地勘测定界(含界址点放样)工作中，主要是测定地块(宗地)的位置、形状、数量等重要数据。
由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，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。在进行土地征用、土地整理、土地复垦等土地勘测定界工作中，相关规程规定测定或放样界址点坐标的精度为：相对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过±10cm。因此，利用TRK测量模式能满足上述精度要求。RTK技术使精度、作业效率、实时性达到了最佳的融合，为地籍碎部测量提供了一种崭新的测量方式。现在许多的土地勘测部门都购置了具有TRK功能的GPS接收系统和相应的数据处理软件，并且取得十分显著的经济效益和社会效益。例如，自2003年以来，山东省土地勘测部门利用TRK技术进行了京沪高速公路和日东高速公路、临沂经济开发区和刘家道口水利枢纽等大型征用地测绘的工作。据初步的应用分析，测绘时间节省一半以上，测量精度和可靠性都得到了实质性的改善。该省的临沂、泰安、威海等十多个地市、县级土地勘测部门为适应新技术的进步，也都购置了不同型号的GPSFJX接收机及相应的数据处理软件，使地籍测量和土地勘测定界的技术水平上了一个新的台阶。
采用RTK方式进行碎部测量，与全站仪相比，速度快，作业效率高。与全站仪一样，RTK测量单点的时间需要几十秒，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通时工作。比较显示，在相同的时间内，一台流动站大约是一台全站仪工作效率的1.5倍。
4 GPS新技术在土地资源调查测绘中的应用
近30年和今后数十年内，是我国经济快速发展时期，土地利用的形式将发生一系列的变化，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。根据近年来的研究结果，这些GPS测量方式，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。
在土地调查中，如果定位精度要求不高(如低于50m)，优先采用单点定位模式；如果定位精度要求达到米级，建议采用广域差分GPS模式，如果附近已经建立常规差分GPS参考站并能够接收到差分信号，也可以采用常规差分GPS；如果没有广域差分GPS信号接收设备，可以在调查地区附近的已知点上，建立常规差分GPS参考站，采用常规差分GPS或PPK模式。如果是局部地区的精密土地划界，可以采用RTK测量系统。如临沂地处鲁中南低山丘陵区，东南部和鲁东丘陵南部，地势西北高东南低，境内山脉自北而南有鲁山、沂山、蒙山、尼山四条主要山脉，较大山头800余座，一般海拔200米至500米。海拔500米以上的山峰有500余座，海拔千米以上的山峰有10余座，山区面积占全市面积的三分之一。由于山区地形复杂，其它测量手段无法工作，GPS成为唯一调查手段，GPS几何精度完全可以满足土地利用变更调查和动态监测的要求，可以做到方便、快速、实时。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，山东省的青岛、威海等沿海地区已经建立了常规差分GPS信标站，市场上有很多商用的常规差分改正信号接收机，它们在海洋测绘部门已经得到广泛应用。如果沿海地方能够利用这些免费的信号资源，应用于土地调查活动，必然带来极大的经济效益。