GPS控制测量在地籍调查中的应用
来源:用户上传
作者: 张远锋
摘 要： GPS测绘技术通过卫星发射信号进行处理，扩大了有效的控制测量范围，并且具有全能性、全球性、全天候连续性和实时精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰能力和保密性。我单位根据第二次土地调查的要求，GPS控制测量规范，对四平市土地调查工作进行控制测量，现将测量的方法阐述如下，希望对从事相关工作人员有参考价值和借鉴意义。
关键词： GPS； 土地调查； 控制测量
中图分类号： P27 文献标识码： A 文章编号：1009-8631（2010）07-0075-02
市城郊土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，实现土地资源信息的社会化服务，满足经济社会发展及国土资源管理的需要。地籍调查是测量和调查土地及其附着物的权属、位置、质量、数量及利用现状等专业性测绘工作。GPS测量技术已得到广泛的应用，其优点在于测量精度高、测量范围广泛、操作简单、不受天气影响，大大提高了工作效率和工作收益。
以下是我对此次土地调查GPS控制测量工作流程的总结：
一、外业测量
（一）准备工作
首先收集资料：在施测前应收集相关的测量调查规范、测区基础图件及大地点资料。然后进行测区踏勘：在已有测区资料的基础上，对整个测区进行踏勘，着重了解设计点的交通、分布和标志保存情况。
（二）布网设计
为了满足地籍测量的精度要求，应采取边连式布网形式，按照GPS规程D级网要求，在地形图上进行初步设计，以保证全网有较高的几何强度。尤其对有关点、观测时段、重复边、异步环、同步环、总基线、独立基线的数量，以及各相邻点平均距离、相邻点最大距离、最小距离等指标要进行精心合理设计。
（三）选点和埋石
1. 选点
在已有资料和踏勘的基础上，根据以下原则进行选点：
(1)点位应设在易安装仪器，视野开阔的较高点上。
(2)点位目标显著，视场周围15米以上尽量无障碍物，以减少GPS信号被遮挡。远离大功率无线电发射源不小于200米，远离高压线距离不小于50米，以避免电磁场对GPS信号的干扰。
(3)点位附近不应有大面积水域及其它强烈干扰信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。
(4)点位应选在交通方便、有利于其它观测手段扩展与联测的地方，且地面基础稳定、便于保存。
2. 埋石
埋石采用普通标石。标石采用混凝土统一预制成一般标石后现场埋设，在部分建筑物上制建筑物标石。各标石均设有铁制中心标志，并有清晰、精细的十字线，中心点直径小于0．5arm，各标石上均制有统一编号。标石埋设后，现场绘制了点之记。
（四）观测
1. 拟定观测计划在完成选点埋石工作之后，应编制观测计划，包括以下内容：(1)星历预报主要预报测时可见卫星数量编号，卫星高度角和方位角。确保实测时在点位几何图形强度因子(PDOP)小于等于6时期间进行。(2)作业调度在实测前，应精心编制了GPS作业调度表和GPS测量外业观测通知单。对作业期间，每天每一观测组、仪器、车辆、观测时间、观测时段、测站点号及各点转移观测路线，都逐一进行了说明，以保证整个施测过程能同步有序地进行。
2. 统一观测操作要求在实测前应对仪器操作人员统一强调操作要求，具体如下：
（1）基本技术要求
GPS测量作业基本技术要求按D级网执行，具体为卫星调度角(1。)>15有效观测卫星总数>4时段中任一卫星有效观测时In'q(Min)>15观测时段数2时段长度(Min)60数据采样间隔(s)20lPDOP<6。
（2）仪器的架设
①先架设在三脚架上，在标石上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平。②天线的定向标志指向正北，定向误差小于50，以减弱相位中心偏差影响。天线架设距地面1米以上。天线架好后，在圆盘天线间隔120度的三个方向分别量取天线高，三次测量结果之差不应超过3mm，取其三次结果平均值作为最后天线高，并记入测量手簿中，天线高记录取值为0.001米。
（3）观测时应注意以下几点：①观测组应严格遵守调度命令，在规定作业前十分钟架好机器，按规定时间作业，同步观测。②当确认外接电源电缆及天线等各项连接完全无误后，方可接通电源，启动接收机。③开机后接收机显示正常并通过自检后，输入测站和时段控制信息并设制采样率。④接收机在开始记录数据后，应随时注意查看观测卫星数量、PDOP值、存储介质记录情况、电源供电情况。⑤天线高要在观测始末各量测一次，并及时输入仪器和记人测量手簿。⑥当观测过程中，有雷雨过境时，应及时联系，同时关机停测，卸下天线。⑦在一个时段观测中，不允许进行以下操作：关闭仪器又重新启动；改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；其它关闭或删除观测时段的操作。
3. 做好观测记录
（1）观测记录由GPS接收机自动进行，记录在PC卡上，其主要内容有：①相位观测值，②对应载波相位观测值的GPS时间，③GPS卫星星历参数，④测站控制信息及接收机工作状态信息。
（2）测量手簿要求测量手簿必须现场填写，不允许事后追记或补记。外业完成后，手簿统一编号装订成册。
二、内业解算
（一）原始数据传输
经检查采集数据符合要求后，将数据传入计算机中，同时与各点观测手簿校验天线高、测站号，然后进行数据编辑与分流，剔除无效观测信息，形成星历文件、观测文件、测站信息文件，按仪器号分别进行存贮管理。
（二）数据预处理
数据预处理主要是对原始数据文件进行基线向量的平差计算即基线解算。选择数据预处理软件应包含以下主要功能是：
1. 统一数据文件格式，设置天线半径。
2. 卫星轨道标准化，采用多项式拟合法，平滑GPS卫星每小时发送的轨道参数，使观测时段的卫星轨道标准化。
3. 探测周跳，修复载波相位观测值。
4. 在观测值中加入对流层改正。对基线多次处理与优化，使其得到了双差固定解，Ratio为95％以上，基线残差均小于2cm。
（三）网平差
在每天数据预处理的基础上，应在整个施测完成后，将所有基线文件，按布网设计挑选出来，进行整体网平差。首先以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网自由平差。然后在自由平差确定的有效观测量的基础上，在北京1954坐标系下进行三维约束平差。以联测的三个国家一等大地点坐标，作为强制的约束的固定值。平差结果通过坐标变换最终输出各点1945北京平面坐标及黄海海拨高。
通过这次土地调查，使用GPS作控制测量使我更深入的了解了GPS在控制测量中的重要位置，解决了以前控制测量操作困难，容易出错的问题。采用GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度网形优化比较方便；GPS RTK控制测量比常规方法适应性更强，网型构造简单，选点灵活，控制范围广，解决了点与点之间无法通视的困难，外业施测不受天气影响；GPS RTK 控制网精度高，误差分布均匀；GPS RTK能够实时提供监测结果，不需要分级布网，可以大大减少成本，减轻工作人员劳动强度，提高工作效率和工作收益。
提高GPS控制测量质量及精度还应对GPS网中已知点的坐标的精度要进行认真的分析和检验，避免那些存在较大误差的“已知点”作为平差计算或坐标转换的约束条件，其结果会影响GPS测量原有的精度，给GPS网的最后结果带来影响。检验方法，一是认真查阅这些已知点的等级、精度等资料，二是通过高精度的测距仪进行测距和已知点计算的边长进行比对，三是对已知点进行分组约束平差试算，找出匹配的平差精度高的已知点。
对精度要求高，重点工程的GPS控制网的成果的检验，可在其GPS网内布设一级光电测距导线，从其测距导线的坐标闭合的相对精度，检验GPS测量最后的平面控制成果的精度，同时也检验了已知点的相对精度。
采用GPS技术进行城市控制测量还要求工作人员有高度的责任心，这对确保观测数据质量和平差计算成果的精度是至关重要的。因为每一失误都有可能造成观测成果和内业计算成果的错误，造成返工或不可弥补的损失。具体要求是在静态测量中，要保证测名、点号、仪器高、天线高输入的正确。在内业平差计算时，要对约束点、校核点、平面坐标和高程的输入进行反复校对，保证其正确无误。
参考文献：
[1] 于立国.GPS技术在平面控制网中的应用与研究[J].山东科技大学学报，2005.
[2] 赵军.RTK实时动态技术在运用中几点体会[J].科技资讯，2008.
[3] 李镇良.GPS RTK控制测量优势分析研究[J].科技资讯，2009.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-516192.htm
