浅析GPS在土地测绘中的技术应用

关键字：GPS   土地测绘   应用 

一、 GPS技术应用原理及现状

GPS的接收装置通过测量无线电信号的运输时间来测量距离，判断出卫星在太空中所处的位置。巧妙的运用了基本三角定位的原则。GPS卫星定位系统有两大类，一类是全国或全球性的高精度型GPS网，用于作为高精度坐标框架，服务于地球运动等的科学研究。另一类是包括GPS城市网、工网等的区域性GPS网，主要用于服务国民经济建设。由于GPS的卫星信号的载波和调制码可以用于测量，所以观测量常为伪距离或是载波相位。在地籍测绘中，GPS的测量方式主要有RTK定位及差分GPS定位。RTK定位基于载波相位观测值的实时动态定位技术，可实现厘米级的精度效果。差分GPS定位由基准站发出改正数，通过移动站接受和修正结果来活动精确定位。

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，如电子经纬仪、数字水准仪、激光扫平仪、精密测距仪等等，这些先进技术工具的出现为我国工程测量走向数字化、现代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地定位技术速度快、费用省、效率高、精度好、操作易控制等特性，被广泛用于土地的测量中。我国的GPS定位技术现在已广泛用于国家大地网、工程控制网、城市控制网等各领域。并且伴随着GPS差分定位和RTK实时差分定位系统的发展，单点定位精度的逐年提升，GPS技术在地质勘察剖面测量、石油物探点定位等领域将会有更为广泛的运用前景。

二、 GPS技术在地籍测量中的应用

1， GPS技术在地籍控制测量中的应用

GPS卫星定位技术的研发和迅速发展给测绘工作带来了巨大的变化。对地籍测量工作在内的诸多测量工作带来了革命性的改变，尤其是对地籍控制测量的影响甚深。因为GPS网状结构对网精度的影响很小，并且GPS技术对于地籍控制的测量不要求通视，减少了以前地籍控制工作中关于点位选择的麻烦。由于全天候、精度高、速度快、自动化等诸多远点，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。

根据国家土地局所颁布的《城镇地籍调查规则》里要求到：地籍平面控制网设有二、三、四等三角网、三边网和边角网，一、二级导线网及相应等级的GPS网，和一、二级小三角网。在各个地籍平面的控制点，均可根据城镇规模作为首级控制。

2、GPS地籍控制网点的密度和精度

地籍控制网点的密度和精度，是为了满足土地权属范围内的特征点，也是俗成的界址点服务。作为地籍测量的主要任务，全区的控制测量是制作宗地图、测绘地籍图的首要数据基础条件。网点的密度根据测区范围和先后次序分为首级控制网以及加密控制网两大类。局限于城镇地区界址点密度加大的特点，在保证网点点位精度条件下，控制点密度需要增大至便于测定界址点，有时还需在GPS网下增加一级图根导线。方便直接在图根点测量界址点。由于GPS网各边要比常规网编长兵器长短边结合灵活方便，因此，各级网根据需要可分期布设，抑或是一次性混合布设到需要的密度下。

3、位置基准点对GPS网的影响

GPS网的基准点有尺寸基准、位置基准和方向基准。在用常规手段建设城镇的地籍控制网时，附近如果没有国家控制点作为位置基准点时，常用假定坐标值作为起算点，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网的网形和其在参考椭球面上的位置基准密切相关。在经度方位上，位置基准的偏差会使得GPS网产生整体性的旋转，就一定范围内、高差较小的GPS网来说，位置基准在经纬方向上的偏差可不计。只有高差较大的GPS网才需要有精确的起算数据。建于位置基准对于投影在椭球面上的GPS网会产生变化，可通过常规方法来精确测定高程。

4、GPS技术在地籍细部测量的应用

地籍细部测量的目的是测定每块土地的权属界址点、位置、形状、线等等，是地籍调查不可缺少的重要组成部分。地籍调查规则中谈到，在地籍平面所控制测量基础上的地籍细部测量中，对城镇外围界址点和解放内较明显的界址点的距离允许有10cm的误差。而隐蔽界址点和村庄内部界址点允许有15cm的误差。在GPS RTK的技术的利用下，完全能满足所涉及的精度要求。

三、 GPS测量技术的特点及优越性

GPS测量系统目前是在导航定位领域应用最为广泛的系统，相比于其他测量技术具有多功能、全天候、高效率、操作简便、精度高、应用广泛等诸多优点，有较强的发展优势。

GPS的测量自动化程度高，在观察中的测量员主要只需按照和开关仪器、采集环境的气象数据、量取天线高、监视仪器工作状态等简单操作。其余的如卫星的跟踪观察、记录、捕获等都可由仪器自动完成。GPS用户接收机通常质量轻、体积小、自动化程度高，野外测量时，甚至只需一键开关，方便使用和携带。

GPS卫星很多，在均匀的分布下保证了全球地面覆盖率，任何时候在地球上的任何地点都可进行观测工作，通常只在雷雨天气下不适宜观测，多数情况不受天气的影响。可以说，GPS定位技术的发展是经典测量技术的一次打突破。它不仅是经典的测量理论及方法发生了深刻的改变，还使得测量学和其他学科之间有了渗透性的交流，促进了测绘科学的发展。

GPS接收机与红外仪器的标称分辨率可谓旗鼓相当，并且随着间隙距离的进一步增加，GPS的测量更具有优越性和可操作性。同时GPS能够提供全球统一的三维地心坐标。测量中，不仅可以精确测出观测站平面位置，还可以准确测量观测站的大地高程，这一特点，为研究大地准面的性质和确立地面点高程开辟了新途径，也为航空摄影等提供了重要的高程数据。

四、小结

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]许少全、张华海.GPS测量原理及应用[M]北京:地质出版社.1993

[2]金君.GPS在地籍测量中的应用[M].测绘同胞.1999

[3]王金山、周圆.测量学基础[M]北京:教育科学出版社.2004