GPS技术在国土测绘工作中的应用

蔡林海

摘要：国土资源的保护重中之重在于国土测绘，而传统的测绘技术已经无法达到国土测绘所需要的精度和准确度，在这种情况下，全球定位系统GPS卫星技术的迅速发展，给测绘工作带来了质的变化，因其操作简便、节省劳动力、消耗时间少、定位精度高和全天候作业等优点，这项技术已被广泛应用于国土测绘工作中。

关键词：GPS技术；地籍测绘；勘测定界；GPS-RTK术

1概述

国土测绘工作对国土资源的管理而言，其重要性不言而喻，但是常规的测绘方法受环境、误差等因素的影响很大，其精度和效率已不能满足当前国土资源管理的要求，而GPS技术的应用为国土测绘工作带来了巨大的便利。因此国土资源部门相应的加大了对国土测绘资金投入，大力推广GPS技术，使国土资源管理中高效率、高精度的测绘工作发生了质的飞跃。

2GPS技术简介

GPS是一种无线电导航系统，它的应用以卫星技术为基础，具有全能性、全球性、连续性、全天候、实时性的导航等多种功能，图1为原理。因为其拥有这些无与伦比的优势，目前国土测绘工作已广泛运用该技术，并取得了前所未有的突破。

3GPS技术在地籍测绘中的应用

地籍测绘工作包括地籍测量和权属调查，是为了调查和测定土地（宗地和图斑）的界线、面积、权属和利用现状等基本情况。全球定位系统GPS卫星技术的迅速发展，给测绘工作带来了翻天覆地的变化。

3.1GPS地籍测绘控制

地籍测绘首先要进行全测区的控制测量，在城镇地区界址点密度较大，因而在保证网点的点位精度条件下，控制点密度最好增大到便于测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大，长短边结合灵活方便。因此可以分期布设分级网，需要时也可直接混合布设到所需的密度。

3.2GPS技术引入地籍细部测绘

地籍细部测绘是地籍调查的重要部分，主要是为了测定每宗土地的界址点、线、数量、位置、形状等。在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测绘，对于城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为15cm。GPS技术可以满足此精度要求，因此可以在适合布设GPS点的部分测区使用此技术。

3.3GPS技术在地籍测绘中的误差

GPS技术虽然具有灵活多变的布网方式，效率高、精度大，但GPS地籍控制网的设计仍亟待改进。在设计GPS地籍控制网时，主要误差来源有：接收设备导致的误差、与信号传播相关的误差和地球自转以及其他效应所造成的误差共三种。这些都要求GPS技术自身的改进与发展，以不断的消除误差，更好的服务于地籍测绘。

4GPS技术在土地勘测定界的应用

GPS技术在国土测绘中一个重要的应用就是通过实时动态定位（GPS-RTK）技术快速测定界址点进行土地勘测定界。GPS-RTK是一项实时GPS测绘技术，它以载波相位观测值为基础。GPS-RTK技术的推广应用，使得我国的国土测绘向着信息化的方向有了巨大的飞越。但在该技术的应用过程中也存在一定的缺陷，还需要相应补救措施来解决这些缺陷。

4.1GPS-RTK技术简介

进行GPS-RTK作业时，基准站和流动站要保证跟踪到至少5颗以上的卫星，基准站不间断地观测可见卫星，根据基准站已经确定的精密坐标，计算出基准站到卫星之间的距离，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。流动站接收机在进行GPS观测时，不断接收到基准站的改正数，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，不断提高定位精度，求得所需要界址点的三维坐标（x，Y，z），从而确定界址点。

4.2 GPS-RTK技术的控制

（1）在应用GPS-RTK技术开展国土测绘工作时，需要收集测绘区域的齐全数据，再安置好高程控制点和平面控制点的位置，根据精度将其分为不同的级别，确保控制点间能够保持不同等级点之间的通视。测绘的方法通常采用单基准站RTK、网络RTK以及后动态测绘等措施，从而避免通信情况不佳的情况。

（2）测绘工作前确保测量仪器的正常运转，基准站的位置要符合规定以确保数据传输的效率。

（3）坐标系统的转换及定位。GPS-RTK技术应用的是WGS-84坐标系统，勘测定界中的坐标系统则应用独立坐标系或54坐标系，所以要进行坐标系统的转换。一般使用平面转换和高程拟合的方法，将所得的数据进行转换，并进行数据的分析，从而进行定位。

4.3GPS-RTK技术在土地勘测定界的应用

国土资源管理工作中农转用报批、划拔、出让、利用规划调整、复垦及开发整理的需要进行土地勘测定界时，随着GPS-RTK技术的广泛应用，土地勘测定界的工作逐步用现代测绘技术代替常规测绘方法。使用GPS-RTK技术进行定位将基准站所测得的数据传输给给流动站，流动站再采集GPS观测数据，形成差分观测值，计算出流动站的三维坐标及其精度并进行土地定界。GPS-RTK技术在土地勘测定界中的工作模式有两种：

（1）快速静态测量。确定一个基准站，并放置一台GPS接收机追踪所要观测的卫星：再在各点流动设站安放接收机，图2为位置示意：观测一段时间后，记录所测得的数据。

（2）准动态测量。确定基准站后，安置GPS接收机追踪观察卫星；在1号站放置1台接机进行观测；观测结束后，在不失锁的情况下，在各站点分别安置接收机，并进行观测，图3为位置示意：记录收集数据。

通过这两种模式实时计算出的定位结果，根据监测基准站于用户站的观测结果的质量及计算结果，对定位结果进行实时判断，用这种方法可减少观测次数，提高效率。

4.4GPS-RTK技术的缺陷

（1）GPS-RTK技术的定位消耗时间很长，其定位的精度很难把握，因此要经常修侧和补测RTK，再结合补测结果和先前所得的数据值，这时相关人员要及时更新数据库，以保证数据库内容的实效性、准确性。

（2）应用GPS-RTK技术进行国土测绘时，需要配置5颗以上的观测卫星一起工作，但是受外界条件的制约却不能达到此数量要求，数据在初始化过程中经常会发生错误，导致测绘工作无法完成。

（3）工作人员发现即便在对地形较为宽阔的地区应用GPS-ETK技术进行国土测绘时，测绘的结果也总会出现偏差。结束语：国土测绘往往具有界址点测绘琐碎、数据更新快、范围大等特点。GPS作为国土测绘中的一种同信息化相结合的测绘技术，操作简便、减少人力费用、定位精度高、可全天候作业，因此已被广泛推广使用，但也存在信号屏蔽、卫星可见度等问题，这便要求不断改善自身的技术，目前也可采用GPS与全站仪、GPS与CCD相机、GPS与手持式激光测距仪集成等测绘技术措施来弥补其缺陷性，相信随着GPS-RTK等技术的飞速发展与成熟，其在国土测绘中的应用会更加完善。