浅谈地籍测量中GPS及全站仪的应用

浅谈地籍测量中GPS及全站仪的应用

胡晨晨

安徽省煤田地质局第二勘探队241006

摘要：随着GPS技术的兴起与普及，GPS-RTK技术因其具有的各项优点，逐渐取代了传统全站仪全数字测量技术的地籍测量测量方式，本文就地籍测量中GPS-RTK技术与全站仪全数字测量技术的应用进行了分析，并说明地籍测量的发展方向。

关键词：地籍测量；全站仪；GPS

地籍测量是土地管理工作的重要基础，它是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图，以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。

一、地籍测量的首要任务

地籍测量的首要任务是进行全测区的控制测量，它是测绘地籍图件和数据采集的基础，而地籍控制网点的精度和密度，主要是为满足测量土地权属范围的特征点，即界址点服务。网点密度，GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。由于城镇地区界址点密度较大，故在保证网点的点位精度条件下，控制点密度力求增大到便于测定界址点，必要时在GPS网下再加密一级图根导线，便于能直接从图根点测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大并且长短边结合灵活方便，因此，各级网可视需要分期布设，也可一次性混合布设到需要的密度。

二、全站仪组成及及测试模式

全站仪基本上包括以下部分：一是数据采集设备（电子测距、电子测角、数据处理系统、自动补偿设备等）；二是过程控制机（外用设备、微处理机等）。其工作特点有：1）快速准确地处理数据：仪器自带数据处理系统，能够快速并准确地处理空间数据，计算出放样点的方位角与该点到测站点的距离；2）快速定方位角：根据输入点的坐标值计算出放样点的方位角，并显示当前镜头方向与计算方位角的差值，将差值调为0，就确定了要放样点的方向，然后可以进行测距定位；3）自动测距：将棱镜对准全站仪的镜头，全站仪可以快速读出实测距离，与计算所得理论数据比较，根据二者的差值，判断棱镜应如何移动，移动幅度，至差值为0时，棱镜所在位置即为放样点的实际位置；4）适应性强，在恶劣环境中，如雨天、潮湿、冲撞、尘土和高温等环境中也可以使用。由于全站仪体积小重量轻，操作灵活方便，较少受到地形限制，且不易受外界因素的影响。

①全站仪+电子记录簿（如PC-E500，GRE3，GRE4等）+测图软件。是利用全站仪在野外实地测量各种地籍要素（控制点和目标点）的数据，在数据采集软件的控制下，实时传输给电子记录簿，经过预处理后，按相应的格式存储在数据文件中，同时配绘草图，供测图软件进行编辑成图。全站电子速测仪、电子手簿是目前最新的测量仪器，同传统的测量手段（外业白纸测量、内业数字化）相比，智能化方面有了很大的进步，能够实现角度、距离的自动计算，技术容易掌握，但受硬件设备的限制，操作可视性较差，草图容易出错，功效不高。

②全站仪+便携式计算机+测图软件。是集数据采集和数据处理于一体的数字式地籍测量方式。通过全站仪在实地采集全部地籍要素数据，由通信电缆将数据传输给便携式计算机，数据处理软件实时处理并显示所测地籍要素的符号和图形，原始采样数据和处理后的有关数据均记录于相应的数据文件或数据库中。

③全站仪+掌上电脑（PDA）+测图软件。作业方式与②相同，采用蓝牙传输，这种系统定位于地籍数据的前端采集部分，通过使用体积较小、便于携带的PDA来满足外业测量的智能化、电子化要求。从地籍测量外业的结果来看，该系统具有多种数据格式的融合显示、多种地籍测量方法的可视化实现、自由测站的自动化计算功能，并且掌上电脑价格低廉、操作简便、现场成图、速度和效率都很高。

三、GPSRTK测量技术原理

GPSRTK测量技术，简单来说就是一种实时差分的GPS测量技术，其技术根据是载波相位观测量。GPSRTK测量技术之所以广泛运用于城镇地籍测量工作，主要原因在于其精度高、操作较便捷，通常情况下，GPSRTK测量技术能够达到厘米级别的水平精度。

1.GPS-RTK技术在建设用地勘测定界中的应用

建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围，测定界桩位置，测量使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积等测绘技术工作，它为各级政府的国土资源部门审批土地、地籍管理提供依据和基础资料。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→绘制建设用地界图→填绘建设用地管理图→资料整理→归档，经反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。利用GPSRTK技术进行勘测定界放样，能避免解析法和关系距离法放样等放样方法的复杂性，同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序，特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大型工程的放样更为有效和实用。因其具有布点灵活、全天候观测、观测及计算速度快、精度高等优点，足以满足地勘定界的要求。通过同时接受卫星信息与基准站发送的改正信息，经过解码，自动给出厘米级精度的定位数据，然后利用微机通过Trimmap软件传送到电子手簿供实地勘测定界放样。

2.GPSRTK应用于地籍细部测量

地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分，目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。与采取全站仪相比，采用RTK技术在地籍碎步测量中也具有非常突出的优势：采点速度快，因为解算速度已达到20Hz，一般用1Hz，即每秒钟就可以记录一组观测数据，所以初始化完成后单点采集的时间几乎可以忽略不计。作用范围广，减少做控制和换站的工作量。一般在沿基准站方向阻挡较少的地区，RTK作用半径可达十几公里。多台接收机可以同步工作，而且相互不影响，也无误差的积累。实践证明，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2倍。实现单人操作，节省劳动力。在保证基准站安全的前提下，每台流动站只需要一人。在GPSRTK定位方式在碎步测量上也有其不足之处。它虽然不要求流动站与基准站通视，但是要求GPS接收机的卫星信号接收天线对天通视，在测量建筑物、构筑物、林带时往往无法靠近被测地物而无法测量，这就需要全站仪等光学仪器的配合使用。对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘测，这样有利于加快地籍细部测量进度。

四、结语

籍测绘工作在土地规划利用以及权益归属方面发挥着重要作用，因此要利用先进的测绘技术进行测绘，测绘部门也要引进先进技术和设备，并培训技术人员，提高测绘水平。GPS―RTK技术因高效灵活、误差不积累、厘米级的精度及操作方便而越来越受到测绘人员的青睐。虽然RTK高程精度略低于平面精度，但完全满足地籍测量对高程的精度要求，在新技术地籍测量中RTK是目前理想的方法之一，在未来的地籍测量中RTK新技术将得到更广阔的应用。

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