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【摘 要】 对于地籍管理工作而言,确保地籍测绘信息真实精准至关重要,毕竟其与土地资源的清查和科学合理的利用密切相关。然而传统的地籍测绘技术和方法无论是在测量速度还是精准度方面均存在一定的缺陷,故优势显著的GPS技术的广泛应用,无疑解决了土地测绘中的难题。对此,本文从GPS技术的形式特点出发,就其在地籍测绘中的应用进行了探讨。
【关键词】 地籍测绘;GPS技术;控制测量;细部
引言:
地籍测绘在我国地籍管理和经济建设中发挥了重要作用,而且随着地籍测绘工作的深入开展,测绘技术也取得了较大进展,其中较之常规方法更为灵活可靠、高效率、高精度的GPS技术更是获得了良好的发展空间,从而显著改善了地籍测绘的效率和水平。
一、GPS技术应用原理及现状
GPS的接收装置测量距离是通过测量无线电信号的运输时间来进行的,判断出在太空中卫星所处的位置,對基本三角定位的原则进行了巧妙的运用。GPS卫星定位系统有两大类,一类是包括工网等的区域性GPS网、GPS城市网,主要用于服务国民经济建设;另一类是全球性或全国的高精度型GPS网,服务于地球运动,用于作为高精度坐标框架等的科学研究。由于GPS的卫星信号的调制码和载波可以用于测量,所以观测量常为伪距离或是载波相位。在土地测绘中,GPS的测量方式主要有静态和快速静态定位、RTK及差分GPS定位。
自20世纪80年代以来,我国已出现了许多具有先进水平的地面测量仪器,如数字水准仪、激光扫平仪、电子经纬仪、精密测距仪等,这些先进技术工具的出现,为我国工程测量走向现代化、数字化提高了必要的基础和有利的条件。自1994年GPS在美国全面建成后,这项发明给测绘带来了本质性的改变,由于GPS定位技术具有费用省、速度快、精度好、效率高、操作易控制等特性,所以在土地的测量中被广泛应用。
二、常见的GPS技术测量形式以及误差来源
(一)基本原理
GPS技术是在已知瞬时坐标的基础上,以卫星为控制点,通过对接收机天线与GPS卫星之间的距离进行观测和空间距离的后方交会,完成接收机绝对位置和相对位置的准确定位[1]。同时因其测站之间无需通视即可实现快速、精准定位,而且布点灵活、自动化水平高、可全天候作业等,为地籍测绘效率的提高、细部测量误差的减小以及测绘成本的降低等创造了良好的机会。
(二)测量形式
若加以细分,当下的GPS技术包括下述几种作业模式:静态相对定位,即根据测量精度和基线长度,将两套及其以上的接收设备分别设在某一或多条基线的端点上,其适用于精密控制测量和精密控制网;快速静态相对定位,即在测区内设置一个基准站,其中一台接收机用于对通讯卫星进行连续追踪,另一台则根据各点加以流动设站,并在一定时间内进行静止观测,其多见于地籍测量、碎步测量以及控制网加密等;准动态相对定位,即基于测区内的一个基准站和一台接收机,以便连续追踪可见卫星,结合另一流动性强的接收机与起始观测点进行数分钟的观测,其在工程测量、地籍测量、碎部测量等方面应用广泛。
三、GPS技术在地籍测量中的应用利用
(一)GPS卫星定位技术的研发
GPS卫星定位技术的迅速发展给测绘工作带来了巨大的变化。对诸多测量工作包括地籍测量工作在内带来了革命性的改变,尤其是非常深刻的影响着地籍控制测量。因为GPS技术对于地籍控制的测量不要求通视并且GPS网状结构对网精度的影响很小,对以前地籍控制工作中减少了关于点位选择的麻烦。由于精度高、全天候、自动化、速度快等诸多优点,GPS技术在我国各省市的地籍控制测量中已得到广泛的开展和应用。
(二)地籍基本平面控制网的建立
城镇地籍测绘控制网的建设需要与城市控制网同时考虑。多用途的地籍以产权地籍为基础,广泛地应用于城市规划设计。在城镇中,建筑物相对密集、道路繁多,在小城镇可使用导线网作为测区的平面控制。城镇平面控制网的建立需要遵循“从高级到低级、从整体到局部”的原则,首级网首先布设完成后,不断增加新的加密网,同时要注意尽可能地利用已经存在的等级控制网,对于这些成果要进行可靠地分析与检测,选择合理的价值体系。在每张地籍图中需要有不低于两个可互视的埋点控制点,在建筑密集区,控制点间距需要不断缩小。地籍控制点的密度一般要大于地形测绘控制点的密度。
(三)位置基准点对GPS网的影响
GPS网的基准点有位置基准、尺寸基准和方向基准。在用常规手段建设地籍控制网时,附近作为位置基准点如果没有国家控制点时,作为起算点常用假定坐标值,以此建立独立的坐标系。在用GPS定位技术时,由于定位得到的是WGS-84坐标系的三位坐标差,所以GPS网在参考椭球面上的位置基准和其网形密切相关。位置基准的偏差在经度方位上,会使得GPS网产生整体性的旋转,就一定高差较小、范围内的GPS网来说,在经纬方向上位置基准的偏差可不计。只有高差较大的GPS网才需要有精确的起算数据。在椭球面上建立位置基准对于投影的GPS网会产生变化,精确测定高程可通过常规方法来进行。
(四)地籍细部测量中的GPS技术
细部测量是地籍测绘工作的另一重点,其依据的主要是地籍平面控制测量数据,即与土地位置、界址点等相关的数据,并要求城镇和街坊内部明显界址点的测量误差小于5cm,城镇街坊和村庄内部隐蔽界址点的测量误差小于10cm。而实时性强、作业效率快、测量精度高的GPS RTK技术无需频繁换站便可满足地籍细部测量的精度要求,因而备受青睐,目前已在武汉市、宜都市经济开发区等征地测量工作中彰显了可靠的测量速度和精度。其应用要点如下:
首先是基准点的合理搭建,考虑到数据传输是GPS RTK技术的关键所在,所以应尽量在地理位置高且交通便捷的地方设置基准站,以此降低干扰因素,顺利传播差分信号;同时为避免受限于多路径和数据丢失,最好在GPS接收机北面位置架设天线,当然也不要太远,且在UHF发射频段下尽量将发射距离控制10km以内; 其次是采集地籍数据,此时采用的是1+2测量模式,即利用2套GPS RTK接收机测量流动站,并尽量对准中杆绘制草图,以供内部参考,但值得一提的是,必须确定GPS稳定后设置合理的坐标系和投影参数(尺度比为1),随后根据已知点进行RTK测量,得到相应的转化参数后采集和测量地籍碎部点数据。
四、GPS未来发展趋势
(一)GPS与GIS的有机结合对地籍信息系统的影响
地籍信息系统是对数据采集、处理以及成果输出依托网络、计算机等先进技术,实现自动化管理的信息系统,主要包括数据输入、管理以及输出三大部分。进行实测通过GPS技术对包括行政界线、宗地属性和宗地界线及地表覆盖物的形状情况以及几何位置均可以有效的取得,将这些信息记录下来,并输入到地籍信息数据库中,通过进行数据的加工、处理由地籍信息系统,得到最后绘制输出的成果图件。同时,保证信息的时效性,随时进行动态的数据更新地籍信息系统。借鉴成熟的GIS系统,实现GPS与GIS的完美结合,实现地籍信息系统的网络化、现代化以及自动化功能,使地籍信息系统模块的功能得到更好的改进和发挥。
(二)在建设用地勘测定界中RTK技术的开发前景
作为GPS定位发展的最新成果,GPS-RTK载波相位实时动态差分定位,它的实时处理的精度都可以实现的更加精确。通过基准站发送的改正信息与GPS的卫星系统接收实时信息,进行信息和解码,自动给出厘米级精度的定位数据。通过系统的软件,传送到TDCI电子手簿供实地勘测定界放样。为了避免关系距离放样、解析法放样等方法的复杂性,RTK技术可以简化工作程序,对铁路、输电线路等道路工程的放样更为有效有实用。
五、结束语
GPS技术的研发与应用,为各类测绘带来了新技术和方法,改变了人们的思维方式,拓宽了人们的视野,是测绘界的一次巨大改革。GPS系统独具特色、高速度、高效率、多功能等的技术让工程测量有了更多的发展空间和开拓范围,为工程的施工质量提供了扎实的基础保证。要将GPS技术作为一种全面的测量技术,作为未来广泛应用的测量手段,在城市建设、土地利用等方面发挥更强更大的作用。
参考文献:
[1]王金山,周圆.测量学基础[M].北京:教育科学出版社,2004.
[2]张小诺.GPS RTK在地籍测绘中的应用[J].煤炭技术,2012,12:112-114.
[3]陈睿.GPS-RTK技術在地质勘查工作中的应用[J].北京测绘,2010(9):25.
【关键词】 地籍测绘;GPS技术;控制测量;细部
引言:
地籍测绘在我国地籍管理和经济建设中发挥了重要作用,而且随着地籍测绘工作的深入开展,测绘技术也取得了较大进展,其中较之常规方法更为灵活可靠、高效率、高精度的GPS技术更是获得了良好的发展空间,从而显著改善了地籍测绘的效率和水平。
一、GPS技术应用原理及现状
GPS的接收装置测量距离是通过测量无线电信号的运输时间来进行的,判断出在太空中卫星所处的位置,對基本三角定位的原则进行了巧妙的运用。GPS卫星定位系统有两大类,一类是包括工网等的区域性GPS网、GPS城市网,主要用于服务国民经济建设;另一类是全球性或全国的高精度型GPS网,服务于地球运动,用于作为高精度坐标框架等的科学研究。由于GPS的卫星信号的调制码和载波可以用于测量,所以观测量常为伪距离或是载波相位。在土地测绘中,GPS的测量方式主要有静态和快速静态定位、RTK及差分GPS定位。
自20世纪80年代以来,我国已出现了许多具有先进水平的地面测量仪器,如数字水准仪、激光扫平仪、电子经纬仪、精密测距仪等,这些先进技术工具的出现,为我国工程测量走向现代化、数字化提高了必要的基础和有利的条件。自1994年GPS在美国全面建成后,这项发明给测绘带来了本质性的改变,由于GPS定位技术具有费用省、速度快、精度好、效率高、操作易控制等特性,所以在土地的测量中被广泛应用。
二、常见的GPS技术测量形式以及误差来源
(一)基本原理
GPS技术是在已知瞬时坐标的基础上,以卫星为控制点,通过对接收机天线与GPS卫星之间的距离进行观测和空间距离的后方交会,完成接收机绝对位置和相对位置的准确定位[1]。同时因其测站之间无需通视即可实现快速、精准定位,而且布点灵活、自动化水平高、可全天候作业等,为地籍测绘效率的提高、细部测量误差的减小以及测绘成本的降低等创造了良好的机会。
(二)测量形式
若加以细分,当下的GPS技术包括下述几种作业模式:静态相对定位,即根据测量精度和基线长度,将两套及其以上的接收设备分别设在某一或多条基线的端点上,其适用于精密控制测量和精密控制网;快速静态相对定位,即在测区内设置一个基准站,其中一台接收机用于对通讯卫星进行连续追踪,另一台则根据各点加以流动设站,并在一定时间内进行静止观测,其多见于地籍测量、碎步测量以及控制网加密等;准动态相对定位,即基于测区内的一个基准站和一台接收机,以便连续追踪可见卫星,结合另一流动性强的接收机与起始观测点进行数分钟的观测,其在工程测量、地籍测量、碎部测量等方面应用广泛。
三、GPS技术在地籍测量中的应用利用
(一)GPS卫星定位技术的研发
GPS卫星定位技术的迅速发展给测绘工作带来了巨大的变化。对诸多测量工作包括地籍测量工作在内带来了革命性的改变,尤其是非常深刻的影响着地籍控制测量。因为GPS技术对于地籍控制的测量不要求通视并且GPS网状结构对网精度的影响很小,对以前地籍控制工作中减少了关于点位选择的麻烦。由于精度高、全天候、自动化、速度快等诸多优点,GPS技术在我国各省市的地籍控制测量中已得到广泛的开展和应用。
(二)地籍基本平面控制网的建立
城镇地籍测绘控制网的建设需要与城市控制网同时考虑。多用途的地籍以产权地籍为基础,广泛地应用于城市规划设计。在城镇中,建筑物相对密集、道路繁多,在小城镇可使用导线网作为测区的平面控制。城镇平面控制网的建立需要遵循“从高级到低级、从整体到局部”的原则,首级网首先布设完成后,不断增加新的加密网,同时要注意尽可能地利用已经存在的等级控制网,对于这些成果要进行可靠地分析与检测,选择合理的价值体系。在每张地籍图中需要有不低于两个可互视的埋点控制点,在建筑密集区,控制点间距需要不断缩小。地籍控制点的密度一般要大于地形测绘控制点的密度。
(三)位置基准点对GPS网的影响
GPS网的基准点有位置基准、尺寸基准和方向基准。在用常规手段建设地籍控制网时,附近作为位置基准点如果没有国家控制点时,作为起算点常用假定坐标值,以此建立独立的坐标系。在用GPS定位技术时,由于定位得到的是WGS-84坐标系的三位坐标差,所以GPS网在参考椭球面上的位置基准和其网形密切相关。位置基准的偏差在经度方位上,会使得GPS网产生整体性的旋转,就一定高差较小、范围内的GPS网来说,在经纬方向上位置基准的偏差可不计。只有高差较大的GPS网才需要有精确的起算数据。在椭球面上建立位置基准对于投影的GPS网会产生变化,精确测定高程可通过常规方法来进行。
(四)地籍细部测量中的GPS技术
细部测量是地籍测绘工作的另一重点,其依据的主要是地籍平面控制测量数据,即与土地位置、界址点等相关的数据,并要求城镇和街坊内部明显界址点的测量误差小于5cm,城镇街坊和村庄内部隐蔽界址点的测量误差小于10cm。而实时性强、作业效率快、测量精度高的GPS RTK技术无需频繁换站便可满足地籍细部测量的精度要求,因而备受青睐,目前已在武汉市、宜都市经济开发区等征地测量工作中彰显了可靠的测量速度和精度。其应用要点如下:
首先是基准点的合理搭建,考虑到数据传输是GPS RTK技术的关键所在,所以应尽量在地理位置高且交通便捷的地方设置基准站,以此降低干扰因素,顺利传播差分信号;同时为避免受限于多路径和数据丢失,最好在GPS接收机北面位置架设天线,当然也不要太远,且在UHF发射频段下尽量将发射距离控制10km以内; 其次是采集地籍数据,此时采用的是1+2测量模式,即利用2套GPS RTK接收机测量流动站,并尽量对准中杆绘制草图,以供内部参考,但值得一提的是,必须确定GPS稳定后设置合理的坐标系和投影参数(尺度比为1),随后根据已知点进行RTK测量,得到相应的转化参数后采集和测量地籍碎部点数据。
四、GPS未来发展趋势
(一)GPS与GIS的有机结合对地籍信息系统的影响
地籍信息系统是对数据采集、处理以及成果输出依托网络、计算机等先进技术,实现自动化管理的信息系统,主要包括数据输入、管理以及输出三大部分。进行实测通过GPS技术对包括行政界线、宗地属性和宗地界线及地表覆盖物的形状情况以及几何位置均可以有效的取得,将这些信息记录下来,并输入到地籍信息数据库中,通过进行数据的加工、处理由地籍信息系统,得到最后绘制输出的成果图件。同时,保证信息的时效性,随时进行动态的数据更新地籍信息系统。借鉴成熟的GIS系统,实现GPS与GIS的完美结合,实现地籍信息系统的网络化、现代化以及自动化功能,使地籍信息系统模块的功能得到更好的改进和发挥。
(二)在建设用地勘测定界中RTK技术的开发前景
作为GPS定位发展的最新成果,GPS-RTK载波相位实时动态差分定位,它的实时处理的精度都可以实现的更加精确。通过基准站发送的改正信息与GPS的卫星系统接收实时信息,进行信息和解码,自动给出厘米级精度的定位数据。通过系统的软件,传送到TDCI电子手簿供实地勘测定界放样。为了避免关系距离放样、解析法放样等方法的复杂性,RTK技术可以简化工作程序,对铁路、输电线路等道路工程的放样更为有效有实用。
五、结束语
GPS技术的研发与应用,为各类测绘带来了新技术和方法,改变了人们的思维方式,拓宽了人们的视野,是测绘界的一次巨大改革。GPS系统独具特色、高速度、高效率、多功能等的技术让工程测量有了更多的发展空间和开拓范围,为工程的施工质量提供了扎实的基础保证。要将GPS技术作为一种全面的测量技术,作为未来广泛应用的测量手段,在城市建设、土地利用等方面发挥更强更大的作用。
参考文献:
[1]王金山,周圆.测量学基础[M].北京:教育科学出版社,2004.
[2]张小诺.GPS RTK在地籍测绘中的应用[J].煤炭技术,2012,12:112-114.
[3]陈睿.GPS-RTK技術在地质勘查工作中的应用[J].北京测绘,2010(9):25.