城镇地籍控制测量中GPS技术应用
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作者: 黄德建 叶敦勇
【摘要】文章首先介绍了地籍控制测量和GPS技术的相关知识，并结合工作经验对GPS技术在城镇地籍控制测量中的应用做了探讨研究，以期为同行提供帮助。
【关键词】GPS技术；地籍控制测量；GPS控制网；数据处理
近年来，GPS技术的迅速发展给土地管理工作带来了重大变革，地基控制测量作为土地管理工作的基础，是获得地籍信息的主要途径之一，采用GPS技术进行地基控制测量，对点与点之间的相互通视条件没有限制，能够有效解决传统地籍控制测量中控制点位选取的局限性，对于增强地籍控制测量的灵活性、精确性以及快捷性具有重要作用，下面主要谈谈GPS技术在城镇地籍控制测量中的应用。
一、地籍控制测量与GPS技术
地籍控制测量主要是对地籍基本控制点、地籍图根控制点按照精度要求、测区范围大小、测区内存在的控制点数量以及控制点的等级情况进行技术设计、选点、观测、数据处理等一系列控制测量工作，这项工作为开展初始土地等级、建立基础地籍资料以及进行地籍动态管理工作提供了重要依据。地籍控制测量必须坚持由整体到局部、由高级到低级的原则进行分级控制。
GPS主要是利用卫星导航进行测时、测距，该技术具有布网方式灵活、观测即时、观测速度快、计算效率高、精度高等优点。对于GPS技术来说，精度指标是GPS控制网设计的重要指标，其精度高低对GPS控制网布设方案的设计、观测计划的制定以及观测数据的处理起着决定性作用。常用的GPS定位方式精度比较如表：
二、GPS技术在城镇地籍控制测量中的应用
在地籍控制测量中，通常将地籍平面控制网布设为二、三、四等三角网、三边网以及边角网，一、二级小三角网，一、二级导线网以及相应等级的GPS网，根据GPS系统测量规范
由此可以看出，中小城市地籍控制测量工作控制网可以布设为D或E级网，然后结合城镇的大小布设加密网点。对于城镇而言，完全可以布设成E级GPS控制网，可根据城镇具体情况进行加密控制或图根控制点。
1.布网选点
GPS控制网的基准设计主要是确定控制网位置的基准，可直接选取网中某一点的坐标值加以固定并进行合理处理。然后选择控制点，根据GPS测量相关规范要求，对于D、E级的GPS控制网，其短边为可0.2-5km，长边可为5-10km，控制点之间的距离可长可短，不需要考虑图形结构；但是由于控制点选择是否合理将直接影响到测量结果的准确性，所以在进行选点前必须对测区的相关地理情况、原有测盘标志点的分布和保持情况进行调查和收集，确保观测方案和观测点位置的合理，选点最好能够应对变化多端的自然条件，远离功率较大的电视塔、输电线路以及频率较高功率较大的雷达区、发射天线区，并与大面积水域、玻璃幕墙保持一定距离，此外，选点区域范围内最好有便利的交通条件、便于观测和加密发展的条件，以确保地籍控制测量工作的顺利开展，为测量仪器和人身安全提供保障。由于GPS测量观测站之间不要求相互通视，加上图形连接方式和网形结构比较灵活，所以选点工作相较于传统的地籍控制测量的选点工作较为简单，但是为了使测量工作得到进一步拓展，每个点最好有两个方向以上的通视。
2.观测网的布设
进行观测网布设前应进行网形设计。通常，GPS控制网的网形设计与控制点的分布位置有着密切关系，为了保证整个网形点位误差值的均匀，观测网网形设计应依照控制点的分布情况进行。对于测区平面控制点分布来说，观测网测区内最好有至少3个已知控制点分布在测区外围的4个象限，当已知控制点分布在测区外围时，该测区外缘与已知控制点的距离应控制在20km内；对于测区高程控制点分布来说，观测网的网状测区在每100km2范围内需要有至少4个已知水平点作为控制点，且分布于测区周围；而对于线状测区来说，测区范围内应有至少4个已知控制点分布在测区两端以及测区中央。
在网点密度方面，根据测区范围、测区测量的先后次序可将其分为基本网和加密网。城镇地区界址点密度较大，所以控制点密度应在保证控制点点位精度的条件下最大限度增大，以为界址点的测定提供方便，在必要情况下，还可在GPS控制网下再加密一级图根导线，直接从图根点进行界址点的测定。
虽然GPS控制网的布设具有灵活多样、观测速度快、工作效率高、精度高的优点，但在设计方面仍然存在一些优化问题，因此，需要不断在实际测量控制中优化设计，使GPS测量更能显示出GPS技术的高精度和高效益，使其在城镇地籍测量中发挥更加积极的作用。
3.数据处理
应用GPS技术进行城镇地籍控制测量，首先应对原始观测数据进行预处理，进行基线解算时，保留合格基线，剔除粗差、病态卫星数据，将各基线向量解算出来，然后检核同步观测边数据，重复检核观测边和闭环合差，三种检核都必须满足GPS测量规范的精度要求。GPS数据预处理是对原始观测数据进行编辑、加工、整合和分流，为进一步的平差计算做准备。预处理完毕后要对观测数据进行后期处理，根据预处理得到的标准化数据文件进行观测数据的平差计算。
按照误差来源，可将影响GPS定位精度的因素分为与外业测量有关的误差以及与数据处理有关的误差，而在建立GPS控制网时，影响控制网精度最重要因素是与数据处理有关的误差，主要误差来源包括与GPS卫星有关的误差（卫星种差、轨道偏差）、与传播路径有关的误差（电离层折射影响、对流层的影响、多路径效应的影响）、与接收机设备有关的误差（观测误差、接收机的钟差、载波相位观测的整周转待定值、天线的相位中心位置偏差）、与地球自转和相对论效应有关的误差。
由上述可得出结论，为了进一步提高GPS地籍控制网的精度，应尽量将已知控制点坐标的精度提高；根据GPS控制网等级选择最为合适的GPS接收机，减小接收机内部的噪声误差；测区内观测点的位置应合理，防止多路径误差以及其他干扰对控制网精度带来影响；观测时间必须恰当，以降低信号传播误差；对于数据处理，应选择高精度的数据处理软件，提高数据处理的质量和效率。
三、结语
总之，GPS技术的发展和应用给测绘工作带来了革命性变化，促进了测绘技术的发展，对土地管理工作特别是地籍控制测量工作带来了深远影响。应用GPS进行地籍控制测量，原有等级控制点之间不要求相互同时，有效避免了常规地籍测量控制时控制点点位选取必须通视的局限条件，而且布设成GPS网状结构对GPS网精度的影响也非常小。只要采用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配且控制点点位的选取符合测量要求，地籍控制测量精度就能够达到相关要求。
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