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探析GPS技术及其在地籍控制测量中的应用

发表时间：2020/10/26 来源：《基层建设》2020年第19期作者：马晓李艳东张芳宁

[导读] 摘要：地籍控制测量中应用GPS技术不需要进行相互通视，这样可以避免地籍控制测量中，控制点的选取具有局限性，从而保证了地籍控制测量的全面性。

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        摘要：地籍控制测量中应用GPS技术不需要进行相互通视，这样可以避免地籍控制测量中，控制点的选取具有局限性，从而保证了地籍控制测量的全面性。并且GPS定位技术的发展为地籍控制测量工作提供了极大的变化，其与常规的地面控制测量相似，也是分为技术设计、外业实施、内业数据处理等过程。基于此，本文概述了GPS技术与地籍控制测量，阐述了地籍控制测量中的主要GPS技术，对GPS技术在地籍控制测量中的应用进行了探讨分析。
        关键词：GPS技术；地籍控制测量；外业；控制网；应用
        地籍控制测量是土地管理工作的基础，为保证地籍控制测量的准确性，需要建立一套完整的地籍数据收集、整理、储存管理系统，GPS技术是目前常用的地籍控制测量技术，其是在传统测量方式的基础上，利用卫星空间定位技术。因此为了保障地籍控制测量质量，以下就GPS技术及其在地籍控制测量中的应用进行了探讨分析。
        一、GPS技术与地籍控制测量的概述
        1.GPS技术
        GPS技术主要是采用高轨测距，其基本观测为观测站至GPS卫星之间的距离，主要采用两种方式来获取距离观测量，即伪距测量和载波相位测量。伪距测量是指测量GPS卫星所发射的测距码信号到达用户接收器所用的传播时间，其测量定位速度非常快；而载波相位测量是测量有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号和接收器所产生的参考载波信号之间的相位差，其测量定位精度很高。GPS定位则是通过4颗或以上的卫星同时进行伪距或相位测量，从而推算出接收机的三维位置。GPS技术具有全方位观测、精确度高、计算速度快、布点灵活等特点。其作为重要的现代测量技术，在地籍控制测量方面应用发挥着重要作用。
        2.地籍控制测量
        地籍控制测量是指在地籍测绘工作前，为满足地籍基础控制和地籍图绘制的需求，以地籍区域为测量范围，采用三角测量、导线测量、全球定位系统（GPS）等方法测定地籍基本控制点的过程。地籍平面控制网分为基本控制网和地籍图根控制网，基本控制网分为一、二级控制网和二、三、四等控制网。在进行地籍控制测量时，要根据测量规模、测绘地籍图、各等级控制网合理的控制测量点，确保地籍测绘的全面性和准确性。
        二、地籍控制测量中的主要GPS技术分析
        当前地籍控制测量中常用的GPS技术主要有：差分GPS定位技术和RTK定位技术是GPS技术应用等，具体表现为：
        1.差分GPS定位技术分析
        差分GPS定位根据基准站发送信息的方式可以分为伪距差分、载波相位差分、位置差分、相位平滑伪距差分等四种方式。这四种方式都是基准站将需改正数据发送到移动站中，由移动站进行数据修正，从而获得精准的定位结果，不同点是需改正的数据内容和差分定位精度不相同。本文以伪距差分进行分析。伪距差分是目前在应用最广泛的一种技术，利用计算机计算出基准站和可见卫星的距离，将计算的距离和含有误差的测量值进行相比较，然后将卫星的测距误差传递给用户，用户根据测距误差修正测量伪距，然后消除公共误差，求出自身的位置，提高定位的精准度。伪距差分GPS定位的特点是精确度很高，伪距改正数可以直接进行修正，不需要改变当地的坐标；基准站能将卫星的改正数全部提取出来，用户可以任意接收4颗卫星的改正数。
        2.RTK定位技术分析
        RTK定位技术是一种载波相位观测值动态定位技术，RTK定位技术能随时提供观测点在指定坐标系中的三维定位结果，其定位的精确度可达cm级。

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采用RTK定位技术，基准站能将测量点的观测值和测站坐标信息传递通过数据连接传递给流动站，流动站具有很强的信息处理能力，能在不到1s的时间内对基准站传递的数据和采集的GPS观测数据进行处理，并且数据定位可达cm级，流动站既能动态监测，也能处于静止的工作状态。在固定整周未知数解后，只要保持4颗以上的卫星相位观测值和相关几何图形，流动站就能进行数据处理。RTK定位技术的关键是数据传输和数据处理，因此，RTK定位技术对基准站接收机的要求很高，要求基准站接收机能对控制点进行实时观测。
        三、GPS技术在地籍控制测量中的应用分析
        GPS技术在地籍控制测量中的应用，可以有效提升地籍控制测量水平。并且在地籍控制测量中，采用GPS技术能有效提高了地籍控制测量的准确性，扩大了地籍测绘控制点的范围，提高了地籍控制测量质量，其应用具体表现为：
        1.GPS技术在地籍控制测量外业实施中的应用分析
        GPS测量外业实施可以分为外业准备、外业观测、成果分析等三个部分。外业准备的主要工作是设计技术和选点埋石，在设计技术时，要综合考虑观测范围、测量任务、测量精度等；选着的测量点要尽量和原来的侧脸点重合，测量点要选择在视野开阔的地区，尽量避免电视台、变电站等设备，测量点的交通要方便。外业观测是利用基准站接收机对测量的数据进行收集整理。成果分析是指利用计算机软件对GPS测量的重复边差、同步环闭合差、非同步多边形闭合差等数据进行分析，对误差进行修正。GPS测量系统利用外业测量的数据构建GPS控制网，对各控制点的三维坐标进行约束平差，从而确定地籍控制测量值。
        2.科学建立GPS地籍控制网
        主要体现在以下几方面：（1）地籍控制测量的精确度。地籍控制测量是对地籍图根控制点和地籍基本控制点进行测设，是建立基础地籍资料及地籍动态管理的基本工作。根据相关规定，地籍平面控制网的布设可以分为二、三、四级三角网、一、二级导线网、GPS网，采用GPS技术进行地籍控制，不需要布设常规三角网，只需要根据测设范围及城镇规模，确定合理的控制点，从而保证地籍控制测量的全面性和准确性。（2）基准设计。GPS的基准包括网的基准、尺度基准、方向基准等三部分，GPS网的基准设计是指GPS网位置的确定，在确定网的位置时，可以固定网中一个点的坐标值，或者利用自由网稳拟平差确定网位置的基准。自由网稳拟平差是一种最小约束法，用最小约束法平差GPS网，对网的尺度和方向没有很大的影响，平差后网的尺度、方向、精确度是不变的，但网的位置及点位精度会发生变化，在网中选出固定坐标点后，确定网的位置基准时，会GPS网的尺度和方向产生一定的影响，其影响程度和观测值的精确度相关。（3）选点和观测方案的确定。GPS测量站不需要相互通视，GPS网的图形结构灵活性比较强，因此，GPS测量选点工作比传统的出控制测量选点简单。选点的准确性对测量结果有很大的影响，在进行选点前，要充分收集测量范围的相关地理信息，掌握原来测量点的分布情况，选点的位置要远离大功率电视塔、大功率雷达、发射天线等，选择的测量点要尽量在平面上，不要选择在坡面上，选择的控制点要便于观测，交通位置要方便。控制点的间距不需要固定，可长可短，在GPS网中最长边可以达到20km-30km，最短边可以达到600m-1000m。观测卫星的位置对GPS定位的精确度有很大的影响，为保证观测的最佳时段，在确定观测方案时，要编制GPS卫星可见图。在进行GPS定位时，卫星和观测点组成的几何图形，无论是相对定位，还是绝对定位都不能超过设定的要求。GPS网的规模、基准站接收机的数量、定位的精确度等，要根据实际情况确定。
        四、结束语
        综上所述，GPS技术在地籍控制测量中的应用，有效减轻了工作量，并提高了地籍测量的工作效率，而且GPS技术在地籍控制测量中的应用能够提高地籍测量精确度，因此对GPS技术及其在地籍控制测量中的应用进行分析具有重要意义。
        参考文献：
        [1]霍强.GPS技术在土地测绘地籍控制测量中的应用[J].山东工业技术，2017
        [2]王向阳.GPS技术在土地测绘地籍控制测量中的运用[J].环球市场，2018
        [3]邵俊轩.浅析GPS技术及其在地籍控制测量中的应用[J].地矿测绘，2020（03），03