李韻馨

【摘要】在地籍信息的獲取當(dāng)中，地籍測(cè)繪是最為重要的手段之一，基礎(chǔ)的地籍測(cè)繪工作主要包含了土地變更測(cè)量、土地碎部測(cè)量、土地權(quán)屬界限測(cè)量、界址點(diǎn)測(cè)量、地籍控制測(cè)量等具體工作。近年來，隨著全球定位系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)地籍測(cè)繪工作起到了十分巨大的影響，改變了傳統(tǒng)地籍測(cè)繪的工作方式，使地籍測(cè)繪工作的效率得到了極大的提升。同時(shí)，也使地籍測(cè)繪的服務(wù)范圍得到了擴(kuò)展。本文對(duì)全球定位系統(tǒng)在地籍測(cè)繪中的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)技術(shù)進(jìn)行了介紹，然后對(duì)其在地籍測(cè)繪中的實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后對(duì)其未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】全球定位系統(tǒng)；地籍測(cè)繪；實(shí)際運(yùn)用

前言：地籍信息主要包括土地及土地上附著物的使用狀況、面積、位置、權(quán)屬、位置等情況進(jìn)行描述，在國(guó)家土地資源的管理和利用當(dāng)中，地籍信息提供了重要的依據(jù)。地籍測(cè)繪則是利用數(shù)字、圖形等方式，對(duì)以上這些情況和信息進(jìn)行準(zhǔn)確的表達(dá)和體現(xiàn)，是目前獲得地籍信息的重要手段。傳統(tǒng)的地籍測(cè)繪工作采用的主要是常規(guī)的測(cè)繪方法，雖然能夠在一定程度上達(dá)到目的，但是卻具有很多方面的缺點(diǎn)，測(cè)繪效率和準(zhǔn)確度也較為不理想。隨著全球定位系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，GPS技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在地籍測(cè)繪工作當(dāng)中，并且取得了很好的效果。

一、地籍測(cè)繪中的動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)

（一）常規(guī)差分GPS技術(shù)和PPK技術(shù)

常規(guī)差分GPS技術(shù)和PPK技術(shù)，都屬于偽距差分技術(shù)在常規(guī)的差分GPS技術(shù)當(dāng)中，建立一個(gè)參考站在某一個(gè)已知的位置。在參考站當(dāng)中，對(duì)可見衛(wèi)星的偽距改正數(shù)和改正數(shù)變化率進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，向附近用戶發(fā)布這些改正的信息。用戶對(duì)自己的接收觀測(cè)偽距，利用這些信息進(jìn)行修正，進(jìn)而使定位的精度得到提高。對(duì)于常規(guī)差分GPS來說，其定位精度會(huì)受到用戶到參考站之間距離的影響，具體的精度衰減大約在每公里1cm左右。在早期的GPS動(dòng)態(tài)差分技術(shù)當(dāng)中，PPK模式是較為常用的方式，它的原理與常規(guī)差分GPS相似。二者的差別在于利用了數(shù)據(jù)后處理技術(shù)，也不許要建立參考站和流動(dòng)站之間的無線通信連接。其缺點(diǎn)在于，參考站和流動(dòng)站之間的距離，對(duì)定位精度具有一定的限制作用[1]。

（二）廣域差分GPS技術(shù)

常規(guī)差分GPS技術(shù)只能在局部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，而如果用戶和參考站之間的距離擴(kuò)大之后，就會(huì)降低二者之間的空間相關(guān)性，降低定位的精度，從而產(chǎn)生軌道誤差、電離層誤差和對(duì)流層誤差等。而在廣域差分GPS技術(shù)當(dāng)中，劃分了三類的偽距定位誤差，分別為電離層誤差、衛(wèi)星鐘誤差和軌道誤差。利用GPS參考站在區(qū)域當(dāng)中的位置信息和觀測(cè)資料，對(duì)每個(gè)衛(wèi)星的電離層改正數(shù)、軌道改正數(shù)、衛(wèi)星鐘差等進(jìn)行計(jì)算。之后，向用戶發(fā)送這些改正數(shù)。用戶對(duì)觀測(cè)偽距利用改正數(shù)信息進(jìn)行修正，從而使定位精度得到提高。廣域差分GPS技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)常規(guī)差分GPS技術(shù)的距離短、精度低的問題進(jìn)行了很好的解決。即使參考站遠(yuǎn)在數(shù)千公里之外，定位精度也能夠達(dá)到3-5米。

（三）RTK技術(shù)

RTK技術(shù)是一種實(shí)時(shí)載波相位查分GPS技術(shù)，該技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成，融合了數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、GPS測(cè)量技術(shù)等很多先機(jī)的技術(shù)，在GPS測(cè)量當(dāng)中，是一個(gè)較為先進(jìn)的技術(shù)。經(jīng)典靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量等傳統(tǒng)的精密定位技術(shù)，采用的是數(shù)據(jù)后處理方法[2]。因此，利用這些方法，無法對(duì)觀測(cè)站的定位結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)給出，也難以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果、數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢查與核對(duì)。如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果存在問題，就需要重新進(jìn)行測(cè)量。這樣不但不利于地籍測(cè)繪精度的提升，也會(huì)對(duì)工作效率產(chǎn)生不良的影響。在RTK技術(shù)的應(yīng)用過程中，將一臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知位置的參考站當(dāng)中，連續(xù)觀測(cè)可見衛(wèi)星，同時(shí)向用戶觀測(cè)站利用無線電設(shè)備進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸。GPS衛(wèi)星信號(hào)、GPS接收機(jī)、用戶觀測(cè)站之間，利用無線電設(shè)備對(duì)參考站的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，對(duì)坐標(biāo)和精度進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算和顯示。

二、地籍測(cè)繪中的靜態(tài)GPS技術(shù)

（一）靜態(tài)GPS測(cè)量的基本原理

GPS接收機(jī)能夠?qū)d波相位和測(cè)距碼兩種觀測(cè)值進(jìn)行接收，不過，在波長(zhǎng)方面，測(cè)距碼要大于載波。如果對(duì)其設(shè)定0.1周的觀測(cè)精度，那么載波L1和C/A碼所對(duì)應(yīng)的誤差距離分別為1.9mm和2.93mm。由此可以看出，相比于測(cè)距碼來說，載波相位具有更大的定位精度。由于受到了軌道誤差和衛(wèi)星鐘差的影響，如果絕對(duì)定位利用測(cè)距碼和載波相位，那么只能取得幾十米的定位精度，極大的超過了觀測(cè)精度的影響。因此，在一般情況下，絕對(duì)定位只用測(cè)距碼來實(shí)現(xiàn)，對(duì)初始位置信息進(jìn)行提供。而相對(duì)定位主要是通過載波相位測(cè)量來進(jìn)行。在兩個(gè)不同的點(diǎn)位上，分別安裝兩臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)載波相位信號(hào)進(jìn)行同時(shí)觀測(cè)。然后對(duì)載波相位之間觀測(cè)的差分值，來對(duì)多種共同誤差造成的影響進(jìn)行降低或消除，從而實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間GPS基線向量的高精度獲取[3]。

（二）經(jīng)典靜態(tài)GPS測(cè)量模式

經(jīng)典靜態(tài)GPS測(cè)量模式是應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)的一種相對(duì)定位方式，自從應(yīng)用了載波相位開始，在實(shí)際的測(cè)量工作中，這種測(cè)量模式就得到了應(yīng)用。在當(dāng)前的地籍測(cè)繪當(dāng)中，該方式已經(jīng)在地球勘探、地籍測(cè)量、工程測(cè)量、大地測(cè)量、地殼形變監(jiān)測(cè)等工作中，取得了十分廣泛的應(yīng)用。在各類用途測(cè)量控制網(wǎng)的建立過程中，經(jīng)典靜態(tài)測(cè)量方式是最為主要的一種方式，它很好的取代了傳統(tǒng)的測(cè)量方法。相比于傳統(tǒng)的測(cè)量方法，經(jīng)典靜態(tài)測(cè)量模式在控制網(wǎng)的布設(shè)過程中，具有觀測(cè)精度高、作用范圍大、觀測(cè)時(shí)間短、作業(yè)成本低、自動(dòng)化程度高、作業(yè)安排靈活等優(yōu)勢(shì)。經(jīng)典靜態(tài)測(cè)量就是分別放置一條基線的終點(diǎn)在每臺(tái)GPS接收機(jī)上，對(duì)四個(gè)或以上的衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測(cè)。然后按照基線長(zhǎng)度和精度的要求，對(duì)觀測(cè)時(shí)段數(shù)和時(shí)段長(zhǎng)度進(jìn)行觀測(cè)[4]。

（三）快速靜態(tài)GPS測(cè)量模式

在地籍測(cè)繪中，為了能夠使經(jīng)典靜態(tài)GPS測(cè)量的效率得到提升，將GPS觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行縮短。尤其是對(duì)于10km以內(nèi)的短基線來說，更是極大的促進(jìn)了快速靜態(tài)測(cè)量的產(chǎn)生和發(fā)展。在測(cè)區(qū)當(dāng)中，快速靜態(tài)測(cè)量進(jìn)行參考站的選擇，同時(shí)進(jìn)行GPS接收機(jī)的安置，與所有可見的衛(wèi)星進(jìn)行連接。將另一臺(tái)接收機(jī)流動(dòng)到各點(diǎn)設(shè)站。在每個(gè)流動(dòng)站都進(jìn)行十分鐘左右的靜止觀測(cè)，對(duì)流動(dòng)站和參考站之間的基線向量進(jìn)行快速的計(jì)算，其距離不應(yīng)超過15km?？焖凫o態(tài)測(cè)量模式具有搞精度、快速度的特點(diǎn)，在接收機(jī)和流動(dòng)站之間，不需要連續(xù)跟蹤所測(cè)衛(wèi)星。因此，可以將電源關(guān)閉，從而降低能耗[5]。不過，如果GPS接收機(jī)的數(shù)量只有兩臺(tái)，閉合圖形無法在直接觀測(cè)邊構(gòu)成，無法對(duì)同步觀測(cè)的精度進(jìn)行檢核。因此，該方法目前只應(yīng)用于小范圍的控制加密和控制測(cè)量、邊界測(cè)量、工程測(cè)量、碎部測(cè)量、地籍測(cè)量等。

三、GPS技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用分析

（一）不同GPS技術(shù)的差異

對(duì)于不同的GPS測(cè)量技術(shù)來說，在實(shí)際運(yùn)用的過程中，其定位的精度也不盡相同。在當(dāng)前主要應(yīng)用的幾種定位方式當(dāng)中，定位精度較高的是常規(guī)靜態(tài)GPS測(cè)量。但是，該方法在實(shí)際運(yùn)用中需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間，測(cè)量效率十分有限。單點(diǎn)定位對(duì)于儀器設(shè)備的要求比較低，操作方式也較為簡(jiǎn)便，但是定位精度卻不高。而RTK技術(shù)在應(yīng)用中雖然具有很高的定位精度，也具有很高的工作效率，但是其工作范圍卻又十分有限。在眾多不同的GPS技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，每項(xiàng)技術(shù)都具有各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也都存在著一定的問題和缺陷。因此在地籍測(cè)繪的實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)測(cè)繪任務(wù)側(cè)重點(diǎn)的不同，有針對(duì)性的進(jìn)行技術(shù)的選擇，從而盡可能的達(dá)到地籍測(cè)繪的目的[6]。

（二）地籍測(cè)繪的精度

在地籍測(cè)繪的過程中，主要包括了地籍圖根控制點(diǎn)和地籍基本控制點(diǎn)的測(cè)定；土地權(quán)屬界限界址點(diǎn)和行政區(qū)劃界限界址點(diǎn)的測(cè)定；宗地和地塊面積以及地籍圖的測(cè)算和測(cè)繪；地籍圖的重測(cè)和修測(cè)；土地信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面的內(nèi)容。對(duì)于不同的內(nèi)容來說，具有不同的精度要求。在地籍圖測(cè)繪和界址點(diǎn)測(cè)量的工作中，地基控制測(cè)量使其基礎(chǔ)性的工作，具體分為一、二級(jí)和二、三、四等，同時(shí)根據(jù)地籍圖和界址點(diǎn)的精度為準(zhǔn)，來制定具體的測(cè)量精度。按照地籍測(cè)量規(guī)范當(dāng)中的規(guī)定，在地基控制點(diǎn)的相對(duì)起算點(diǎn)當(dāng)中，不能超過存在超過0.05m的誤差[7]。

（三）GPS技術(shù)在地籍測(cè)繪中的運(yùn)用

GPS全球定位系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，使得測(cè)繪工作得到了極大的發(fā)展和變化，深遠(yuǎn)的影響了地籍測(cè)繪工作。GPS技術(shù)具有精度高、速度快、全天候、布點(diǎn)靈活等優(yōu)勢(shì)，使得地基測(cè)繪工作的效率和效果得到了極大的提升。在實(shí)際的地籍測(cè)繪當(dāng)中，GPS技術(shù)主要應(yīng)用在地籍調(diào)查、地籍碎部測(cè)量、地基控制測(cè)量等方面的工作當(dāng)中。在地基調(diào)查當(dāng)中，針對(duì)于精度要求的不同，可以選擇不同的GPS技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，例如廣域差分GPS、常規(guī)差分GPS、單點(diǎn)定位、PPK等技術(shù)。地籍碎部測(cè)量主要是對(duì)地塊的數(shù)量、形狀、位置等重要的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行測(cè)定。具體可采用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，具有效率高、速度快的優(yōu)勢(shì)。而在地基控制測(cè)量中，對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠避免傳統(tǒng)地基控制測(cè)量中局限性的選取點(diǎn)位，具有更大的靈活性。

四、GPS技術(shù)在地籍測(cè)繪中未來的應(yīng)用發(fā)展

（一）最新的GPS技術(shù)

GPS定位技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用，始終是朝著高精度、實(shí)時(shí)性的方向發(fā)展的[8]。IGS實(shí)時(shí)化技術(shù)的發(fā)展，使得服務(wù)的更新時(shí)間得到了加快，對(duì)高精度GPS定位技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用起到了良好的推動(dòng)作用。在高精度GPS定位技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，產(chǎn)生了精密單點(diǎn)定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，這兩項(xiàng)技術(shù)得到了不斷的發(fā)展和完善，使其應(yīng)用規(guī)模也得到了進(jìn)一步的擴(kuò)大。這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的GPS技術(shù)產(chǎn)生了極大的影響，使其定位精度和工作效率得到了極大的提升。其中，精密定點(diǎn)技術(shù)與單點(diǎn)定位技術(shù)的原理相似，采用的觀測(cè)值為雙頻載波相位，需要精密的衛(wèi)星鐘差和軌道最支持。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是在RTK技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，一多個(gè)GPS參考站觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，形成綜合觀測(cè)值。

（二）網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)

傳統(tǒng)的RTK技術(shù)由于受到了數(shù)據(jù)通信鏈的影響，使得其只能保持大約10km左右的作用范圍[9]。如果數(shù)據(jù)發(fā)射設(shè)備具有足夠大的發(fā)射功率，當(dāng)達(dá)到30公里以上的工作范圍時(shí)，RTK定位系統(tǒng)也無法保持正常的工作。這是由于在實(shí)際工作過程中，無法迅速的確定整周模糊度參數(shù)，隨著流動(dòng)站和參考站之間增加距離，會(huì)降低電離層延時(shí)誤差、軌道誤差等空間相關(guān)性，同時(shí)降低模糊度參數(shù)的整周特性，同時(shí)是固定整周模糊度提高難度，以至于無法固定。隨著GPS長(zhǎng)距離快速精密定位方法的發(fā)展，對(duì)多個(gè)大區(qū)域當(dāng)中GPS觀測(cè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，能夠有效降低或避免大氣這是誤差和衛(wèi)星軌道誤差，提高模糊度整周特性，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了條件。

（三）精密單點(diǎn)定位技術(shù)

精密單點(diǎn)定位技術(shù)是在世界上GPS跟蹤站大量增加的基礎(chǔ)上得以產(chǎn)生和發(fā)展的。近年來，在世界范圍內(nèi)，極大的增加了GPS數(shù)據(jù)處理的工作量，使得計(jì)算時(shí)間也得到了很大的增加[10]。為此，美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室作為IGS的一個(gè)分析中心，提出了一種處理非核心GPS站數(shù)據(jù)的方法。在GPS技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，主要容易產(chǎn)生電離層延時(shí)、衛(wèi)星鐘差、軌道誤差等。因此，對(duì)LC相位組合進(jìn)行利用，通過雙頻接收機(jī)能夠有效的將電離層延時(shí)的情況消除。而對(duì)于剩下的衛(wèi)星鐘差和軌道誤差，利用觀測(cè)得到的相位值，結(jié)合精確衛(wèi)星鐘差和衛(wèi)星軌道的提供，就能夠?qū)邮諜C(jī)的位置進(jìn)行精確的計(jì)算。

結(jié)論：地籍測(cè)繪是我國(guó)當(dāng)前一項(xiàng)十分重要的工作任務(wù)之一，最好地籍測(cè)繪工作，才能夠更好的對(duì)土地資源進(jìn)行合理的利用。在實(shí)際工作當(dāng)中，全球定位系統(tǒng)起到了十分重要的作用，它在地籍測(cè)繪工作中的應(yīng)用，極大的提高了地籍測(cè)繪的效率和效果。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到各項(xiàng)GPS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)合理的利用，才能夠更加有效的進(jìn)行地籍測(cè)繪工作。

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