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摘要:城镇地籍测量是一项复杂的测绘工作，其测量的准确性对土地的可持续利用和国民经济的发展有着重要的影响。为提高测量的准确性，本文结合地籍测量实例，介绍了地籍控制测量方法，对GPS技术在城镇地籍测量中应用进行了深入分析，同时也探讨了GPS－RTK用于界址点测量的问题，提出有效的措施。供类似研究参考。
关键词:GPS；地籍测量；精度分析；控制网
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市化进程的不断加快，常规地籍测量方法由于作业强度大、效率低和花费长的原因，已无法满足如今城镇地籍测绘工作的需要。GPS卫星地位技术作为新型的测量技术，具有全天候观测、布点灵活、精度高和计算速度快的优点，适合应用于目前城镇地籍控制测量的工作当中。尽管GPS测量技术的准确性较高，但存在着卫星可见度低、信号屏蔽等问题在实际地籍测量过程中仍然会出现误差的情况。因此，通过进一步分析GPS技术在城镇地籍测量中的应用，使GPS网精度完全能够满足地籍测量规程要求，提高测量的准确性。
1 地籍测量概述
地籍控制测量（cadastrN control survey）是指在地籍测绘前期工作中，为满足地籍基础控制和测制地籍图之需，以地籍区或地籍子区为范围，以国家等级点为基础，按规范要求而采用三角测量、导线测量、全球定位系统定位等方法，测定基本控制点和图根控制点的过程.就其内容来说包括地籍要素和地形要素两大类。地籍图和地籍簿册统称为地籍测量资料，是地籍测量所必须获取的最后成果。
2 地籍测量的方法
2.1 地籍控制测量
地籍控制测量是根据界址点和地籍图的精度要求、视测区范围的大小、测区内现存控制点数量和等级等情况，按测量的基本原则和精度要求进行技术设计、选点、埋石、野外观测、数据处理等测量工作。
《地籍测量规范》中规定,地籍控制测量的精度要求相邻基本控制点的相对点位中误差不得超过图上±0.05mm，地籍图根控制点相对于邻近基本控制点的点位中误差不得超过图上±0.1mm。
2.2 地籍碎部测量
地籍碎部测量是地籍测量的重要组成部分，目的是真实准确测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等各项地籍要素。地籍调查规程要求，地籍平面控制测量基础上的地籍碎部测量，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为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。
3 界址点测量精度分析
3.1 极坐标法的精度
极坐标法测定地形点的主要误差来源有:测量仪器本身的误差影响m1，对中误差的影响m2，棱镜中心与地物点不重合影响m3；起算数据误差影响m4，由误差传播定律可得测定点最后精度m为:
综合四项误差，采用极坐标法测定的地形点时，其点位中误差m可表示为:
3.2 距离交会法的精度
距离交会法是指从两个已知地物点分别丈量出到待定地物点的距离，从而确定待定点位置的方法，待定点P的精度为:
式中，m起是起始点误差的影响；m测是测边误差的影响，其形式如下:
式中，γ为交会角；ms1，ms2分别为两交会边的测距误差。
3.3 GPS测量精度
随着GPS技术的飞速发展，不仅是在城镇地籍控制测量中能达到较高精度，在原来不能实施地籍碎部测量情况下，也得到突破，实时动态定位(RTK)的定位精度己达到厘米级，且测量的时间很短，可以满足地籍要素测量的需要。现在，实时动态定位技术在20km的范围内己经取得了成功，平面点位精度一般为1～2cm。
4 GPS技术在地籍测量中的应用
4.1 GPS定位原理
GPS定位的基本原理，是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点间距离，交会出地面点的位置。因此若假定卫星的位置为已知，通过一定的方法我们又准确测定出地面点A至卫星间的距离，那么A点一定位于以卫星为中心、以所测得距离为半径的圆球上。若我们能同时测得点A至另两颗卫星的距离，则该点一定处在三圆球相交的两个点上。
4.2 应用GPS－RTK建立地籍图根控制网
传统的图根控制测量采用导线(网)方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须重测。
4.3 应用RTK进行碎部测量
地籍碎部测量是地籍调查不可分割的组成部分，目的是测定土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。由地籍调查规程知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，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中误差为5cm。利用GPS－RTK技术完全能满足该精度要求。对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带使用全站仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法和图解交会法等进行测量，这样有利于加快地籍碎部测量进度。
5 GPS技术在地籍测量中的应用实例
5.1 测区概况
某测区要求施测1∶500地籍图约18km2，采用GPS技术建立地籍控制网。
5.2 GPS首级网观测方案及精度分析
5.2.1 观测方案
使用5台GPS接收机，进行第一时段观测，待观测45min后，将两台GPS接收机原地不动，其他接收机分别移动到其他点位，此时通过边连接方式，进行第二时段观测。直至对布设的所有点全部進行观测完毕，同时注意每个时段分别在观测前、中、后分别记录3次仪器高以及点的记录。
5.2.2 测量数据平差结果精度分析
首级控制网以国家二等三角点为起算点，施测时联测了原来部分控制点进行对比检核，对GPS观测数据进行了平差分析。
1)基线解算情况
全网观测基线数38条，重复观测基线23条，采用重复基线23条，总点数17个，总上站观测点数29个，重复上站率≥60%。
2)WGS－84自由网平差精度统计情况
①自由网平差基线相对中误差最大值，见表1。
表1 自由网平差基线相对中误差最大值
基线分量改正数绝对值限差=3×σ=52mm，满足设计书要求。
②最弱点点位中误差最大值，见表2。
表2 最弱点定位中误差最大值
3)1980西安坐标系下约束平差精度统计情况
①基线边相对中误差最大值，见表3。
表3 基线边相对中误差最大值
相对中误差满足规范及设计书要求1/70000。
②最弱点点位中误差，见表4。
表4 最弱点定位中误差
5.3 应用RTK建立图根控制点
基准站选在地势较高的地方，使基准站的信号能覆盖其控制区域，在所测区域选择1个基准站。连接好流动站接收机、天线、对中杆后，启动手簿。在测区均匀选择7个点，求取七参数。
在流动站输入转换参数后等设置后，利用已知点进行检测，检测结果与已有成果进行比较。符合限差就可以测量，否则查找原因，重新检测，直至符合限差。
5.4 应用RTK进行界址点测量
在进行界址点测量之前，为了提高工作效率，对测图范围内的所有界址点要进行分析和统计，将其分为两种类型:第一种类型是界址点位于开阔地带或较容易到达顶部的高大建筑一角的地方；第二种类型是当建筑物层数较高且不宜到达顶部或较为隐蔽的界址点，则首先利用RTK测设一组图根点，然后再利用全站仪进行测量。
5.4.1 应用RTK测定界址点
在已知控制点上架设好基准站，在手簿中输入七参数，利用周边已有同等级以上的控制点进行检查，其点位互差≤5cm，符合限差要求后，便可以对上面提到的第一种界址点位于开阔地带的界址点进行直接测量了。
5.4.2 RTK与全站仪联合测定界址点
对于建筑物层数较高且不宜直接应用RTK测定的界址点和碎部点，可以通过RTK与全站仪联合作业来进行测量，可以分为两个步骤进行。
1)利用RTK测量图根控制点，RTK技术进行控制测量既能够实时知道定位结果，又能实时知道定位精度。
2)利用全站仪和GPS－RTK联合测量碎部点，GPS－RTK也可以随时为全站仪提供图根控制点。应该注意的是在全站仪利用GPS－RTK所测的图根点进行设站时，要进行必要的检核，这样才可以避免GPS－RTK信号遮挡等原因造成的粗差，保证测图精度。
6 结束语
总而言之，GPS卫星技术作为地籍测量中一种测绘技术，具有许多的有点，能够有效地减少城镇地籍测量的误差。相信随着GPS测量技术的应用研究的不断深入，GPS测量技术在城镇地籍测量中的应用前景会更加广阔，在城市测绘工作中发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 关志安，浅谈地籍测量技术[J].城市建设理论研究，2012年第20期
[2] 欧勇继，城镇地籍测量控制测量中GPS的运用[J].科技视界，2012年第25期
关键词:GPS；地籍测量；精度分析；控制网
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市化进程的不断加快，常规地籍测量方法由于作业强度大、效率低和花费长的原因，已无法满足如今城镇地籍测绘工作的需要。GPS卫星地位技术作为新型的测量技术，具有全天候观测、布点灵活、精度高和计算速度快的优点，适合应用于目前城镇地籍控制测量的工作当中。尽管GPS测量技术的准确性较高，但存在着卫星可见度低、信号屏蔽等问题在实际地籍测量过程中仍然会出现误差的情况。因此，通过进一步分析GPS技术在城镇地籍测量中的应用，使GPS网精度完全能够满足地籍测量规程要求，提高测量的准确性。
1 地籍测量概述
地籍控制测量（cadastrN control survey）是指在地籍测绘前期工作中，为满足地籍基础控制和测制地籍图之需，以地籍区或地籍子区为范围，以国家等级点为基础，按规范要求而采用三角测量、导线测量、全球定位系统定位等方法，测定基本控制点和图根控制点的过程.就其内容来说包括地籍要素和地形要素两大类。地籍图和地籍簿册统称为地籍测量资料，是地籍测量所必须获取的最后成果。
2 地籍测量的方法
2.1 地籍控制测量
地籍控制测量是根据界址点和地籍图的精度要求、视测区范围的大小、测区内现存控制点数量和等级等情况，按测量的基本原则和精度要求进行技术设计、选点、埋石、野外观测、数据处理等测量工作。
《地籍测量规范》中规定,地籍控制测量的精度要求相邻基本控制点的相对点位中误差不得超过图上±0.05mm，地籍图根控制点相对于邻近基本控制点的点位中误差不得超过图上±0.1mm。
2.2 地籍碎部测量
地籍碎部测量是地籍测量的重要组成部分，目的是真实准确测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等各项地籍要素。地籍调查规程要求，地籍平面控制测量基础上的地籍碎部测量，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为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。
3 界址点测量精度分析
3.1 极坐标法的精度
极坐标法测定地形点的主要误差来源有:测量仪器本身的误差影响m1，对中误差的影响m2，棱镜中心与地物点不重合影响m3；起算数据误差影响m4，由误差传播定律可得测定点最后精度m为:
综合四项误差，采用极坐标法测定的地形点时，其点位中误差m可表示为:
3.2 距离交会法的精度
距离交会法是指从两个已知地物点分别丈量出到待定地物点的距离，从而确定待定点位置的方法，待定点P的精度为:
式中，m起是起始点误差的影响；m测是测边误差的影响，其形式如下:
式中，γ为交会角；ms1，ms2分别为两交会边的测距误差。
3.3 GPS测量精度
随着GPS技术的飞速发展，不仅是在城镇地籍控制测量中能达到较高精度，在原来不能实施地籍碎部测量情况下，也得到突破，实时动态定位(RTK)的定位精度己达到厘米级，且测量的时间很短，可以满足地籍要素测量的需要。现在，实时动态定位技术在20km的范围内己经取得了成功，平面点位精度一般为1～2cm。
4 GPS技术在地籍测量中的应用
4.1 GPS定位原理
GPS定位的基本原理，是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点间距离，交会出地面点的位置。因此若假定卫星的位置为已知，通过一定的方法我们又准确测定出地面点A至卫星间的距离，那么A点一定位于以卫星为中心、以所测得距离为半径的圆球上。若我们能同时测得点A至另两颗卫星的距离，则该点一定处在三圆球相交的两个点上。
4.2 应用GPS－RTK建立地籍图根控制网
传统的图根控制测量采用导线(网)方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须重测。
4.3 应用RTK进行碎部测量
地籍碎部测量是地籍调查不可分割的组成部分，目的是测定土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。由地籍调查规程知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，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中误差为5cm。利用GPS－RTK技术完全能满足该精度要求。对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带使用全站仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法和图解交会法等进行测量，这样有利于加快地籍碎部测量进度。
5 GPS技术在地籍测量中的应用实例
5.1 测区概况
某测区要求施测1∶500地籍图约18km2，采用GPS技术建立地籍控制网。
5.2 GPS首级网观测方案及精度分析
5.2.1 观测方案
使用5台GPS接收机，进行第一时段观测，待观测45min后，将两台GPS接收机原地不动，其他接收机分别移动到其他点位，此时通过边连接方式，进行第二时段观测。直至对布设的所有点全部進行观测完毕，同时注意每个时段分别在观测前、中、后分别记录3次仪器高以及点的记录。
5.2.2 测量数据平差结果精度分析
首级控制网以国家二等三角点为起算点，施测时联测了原来部分控制点进行对比检核，对GPS观测数据进行了平差分析。
1)基线解算情况
全网观测基线数38条，重复观测基线23条，采用重复基线23条，总点数17个，总上站观测点数29个，重复上站率≥60%。
2)WGS－84自由网平差精度统计情况
①自由网平差基线相对中误差最大值，见表1。
表1 自由网平差基线相对中误差最大值
基线分量改正数绝对值限差=3×σ=52mm，满足设计书要求。
②最弱点点位中误差最大值，见表2。
表2 最弱点定位中误差最大值
3)1980西安坐标系下约束平差精度统计情况
①基线边相对中误差最大值，见表3。
表3 基线边相对中误差最大值
相对中误差满足规范及设计书要求1/70000。
②最弱点点位中误差，见表4。
表4 最弱点定位中误差
5.3 应用RTK建立图根控制点
基准站选在地势较高的地方，使基准站的信号能覆盖其控制区域，在所测区域选择1个基准站。连接好流动站接收机、天线、对中杆后，启动手簿。在测区均匀选择7个点，求取七参数。
在流动站输入转换参数后等设置后，利用已知点进行检测，检测结果与已有成果进行比较。符合限差就可以测量，否则查找原因，重新检测，直至符合限差。
5.4 应用RTK进行界址点测量
在进行界址点测量之前，为了提高工作效率，对测图范围内的所有界址点要进行分析和统计，将其分为两种类型:第一种类型是界址点位于开阔地带或较容易到达顶部的高大建筑一角的地方；第二种类型是当建筑物层数较高且不宜到达顶部或较为隐蔽的界址点，则首先利用RTK测设一组图根点，然后再利用全站仪进行测量。
5.4.1 应用RTK测定界址点
在已知控制点上架设好基准站，在手簿中输入七参数，利用周边已有同等级以上的控制点进行检查，其点位互差≤5cm，符合限差要求后，便可以对上面提到的第一种界址点位于开阔地带的界址点进行直接测量了。
5.4.2 RTK与全站仪联合测定界址点
对于建筑物层数较高且不宜直接应用RTK测定的界址点和碎部点，可以通过RTK与全站仪联合作业来进行测量，可以分为两个步骤进行。
1)利用RTK测量图根控制点，RTK技术进行控制测量既能够实时知道定位结果，又能实时知道定位精度。
2)利用全站仪和GPS－RTK联合测量碎部点，GPS－RTK也可以随时为全站仪提供图根控制点。应该注意的是在全站仪利用GPS－RTK所测的图根点进行设站时，要进行必要的检核，这样才可以避免GPS－RTK信号遮挡等原因造成的粗差，保证测图精度。
6 结束语
总而言之，GPS卫星技术作为地籍测量中一种测绘技术，具有许多的有点，能够有效地减少城镇地籍测量的误差。相信随着GPS测量技术的应用研究的不断深入，GPS测量技术在城镇地籍测量中的应用前景会更加广阔，在城市测绘工作中发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 关志安，浅谈地籍测量技术[J].城市建设理论研究，2012年第20期
[2] 欧勇继，城镇地籍测量控制测量中GPS的运用[J].科技视界，2012年第25期