GPS與全站儀相配合在萍鄉(xiāng)市城市地籍測量中的應(yīng)用

一、引言

　　早期的萍鄉(xiāng)市城市地籍測量是采用全站儀、水準(zhǔn)儀等常規(guī)儀器進(jìn)行，工作進(jìn)度慢、效率低，且得花費大量的人力物力，而GPS測繪定位技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用，大大地提高了萍鄉(xiāng)市城市地籍測量人員的工作效率。本院測量隊在萍鄉(xiāng)市城市地籍測量工作中，靈活配置全站儀和GPS定位儀的組合，大大提高了野外測量效率，完成了大量數(shù)字地籍圖的數(shù)據(jù)采集工作。

二、GPS定位技術(shù)和全站儀測量工作原理

　　1.作業(yè)工作原理

　　實時動態(tài)測量RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r快速地獲得測量點的三維定位坐標(biāo)值。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站接收機(jī)架設(shè)在已知坐標(biāo)的參考點上，連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號。流動站接收機(jī)在初始后，通過無線數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的載波相位觀測值、偽距觀測值等數(shù)據(jù)的同時也同步觀測采集GPS衛(wèi)星載波相位數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)內(nèi)差分處理求解載波相位整周模糊度，實時求算出流動站厘米精度級坐標(biāo)。而全站儀雖然屬于電子測量設(shè)備，除了受測站互通視環(huán)境影響外，使用范圍還是比較廣，是一門比較成熟的測量定位技術(shù)。它的工作原理是在測站上架設(shè)儀器，通過測角、測邊確定測量點的位置，或直接測量待定點的坐標(biāo)值，是常規(guī)的三維極坐標(biāo)測量方法。

　　2.測量坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

　　GPS衛(wèi)星觀測的坐標(biāo)系統(tǒng)為世界大地坐標(biāo)系（WGS-84），而我們在平時的測量工作中通常使用的是國家標(biāo)準(zhǔn)的1954年北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系，這樣就存在一個坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換問題，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換根據(jù)工程特點進(jìn)行有七參數(shù)或三參數(shù)的轉(zhuǎn)換。

　　全站儀測量不涉及到參數(shù)的轉(zhuǎn)換問題，如果需要轉(zhuǎn)換也是控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，與測量儀器無關(guān)。

三、兩種測量儀器在萍鄉(xiāng)市城市地籍測量的實際應(yīng)用

　　工程概況、測量內(nèi)容和設(shè)備，萍鄉(xiāng)市某城區(qū)地籍測量工程中GPS-RTK測量技術(shù)的應(yīng)用情況。測區(qū)位于萍鄉(xiāng)市某城區(qū)，該城區(qū)為工業(yè)區(qū)和居民生活區(qū)，城市建構(gòu)筑物密集，交通繁忙，無線電信號復(fù)雜，街道兩旁樹木密集。本次需測量的宗地地塊遍布整個城區(qū)，總測量面積約20k㎡，分布區(qū)域近45k㎡，權(quán)屬關(guān)系復(fù)雜，用地種類較多，宗地數(shù)目多，權(quán)屬界址點數(shù)量大，采用常規(guī)測量手段施測十分困難，很難在短時間內(nèi)完成所有宗地的權(quán)屬界址點測量工作，以滿足宗地權(quán)屬單位對地籍測量工作的要求。采用GPSRTK和全站儀測量技術(shù)作為本測區(qū)宗地權(quán)屬界址點坐標(biāo)的實測技術(shù)手段，在充分調(diào)研論證并通過試驗檢測認(rèn)證的基礎(chǔ)上全面實施，取得了比較好的效果。

　　其作業(yè)過程如下：

　　選取精度高、可靠性好的城市基本控制網(wǎng)點作為RTK測量的工作基準(zhǔn)

　　針對所選用的GPS儀器，得出了該城區(qū)流動站在作用距離為4km范圍內(nèi)，能高質(zhì)量、清晰地接收基準(zhǔn)站發(fā)出的數(shù)據(jù)。以此為參考數(shù)據(jù)，選定了分布于該城區(qū)的城市D級GPS三維控制網(wǎng)點11點，組成本次地籍測量工作的基準(zhǔn)框架網(wǎng)，并利用11個控制點的WGS-84坐標(biāo)系和1954年北京坐標(biāo)系成果計算出用于GPSRTK測量的11個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。選取1個GPSRTK測量基準(zhǔn)網(wǎng)點，架設(shè)RTK基準(zhǔn)站，流動站在離基準(zhǔn)站4km范圍內(nèi)，有目的地施測了原本市城市5“級控制點、E級GPS控制點和宗地權(quán)屬界址點共計19個點，并采用靜態(tài)GPS測量技術(shù)、全站儀測量技術(shù)測量宗地權(quán)屬界址點坐標(biāo)，將這些測量結(jié)果、已知成果與RTK測量結(jié)果相比較，其較差點實測的邊長、高差與測量坐標(biāo)反算邊長、高差比較，最大邊長較差0.019米，最小邊長較差0.002米，邊長間距中誤差為0.005米，高差（△H）最大較差為0.045米，最小為0.003米。結(jié)果表明所測點精度良好。可以看出， RTK實測精度完全符合導(dǎo)線測量精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題。　采用GPSRTK測量技術(shù)施測界址點坐標(biāo)，將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入計算機(jī)，可及時地精確地獲得界址點圖形信息，準(zhǔn)確地制作宗地圖、地籍圖，計算宗地面積等。

四、兩種測量儀器中實際應(yīng)用的對比和精度分析

　　從精度上分析，由于RTK測量不存在誤差積累問題，從大量的實測數(shù)據(jù)分析其測點精度基本可滿足圖根控制和碎部測量的要求，但要滿足一級導(dǎo)線的精度要求還應(yīng)采取相應(yīng)的措施，且其高程精度不是太穩(wěn)定，有時會發(fā)現(xiàn)一些明顯的測點高程偏差。而全站儀施測過程中則不會產(chǎn)生這樣的情況。經(jīng)用全站儀對RTK所測的部分碎部測量點進(jìn)行檢核，它們的坐標(biāo)和高程之差均在2~3cm，基本沒有超過5cm，可見用RTK所測結(jié)果是可信的，但在使用RTK測量過程中應(yīng)與周圍的所測相鄰點注意校核。

　　從效率上考慮，RTK測量時只需較少的控制點，也就不需要經(jīng)常遷站，一個基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈可以控制十幾公里的測程距離，節(jié)省了遷站上的時間，另一方面，RTK測量投入的人員少，一般一組只需1~2人，而全站儀一組則要配4~5人，利用RTK進(jìn)行心界址點測量可以提高外業(yè)測量效率、減少現(xiàn)場成本開支。

　　RTK正逐漸得到普及，國產(chǎn)RTK價格已降到10萬元以內(nèi)，一臺比較好的全站儀售價在3萬元左右，并且性能非常穩(wěn)定，測繪單位都能配置。為此在進(jìn)行碎部界址點測量時能夠使用全位儀的地方則多利用，而RTK則主要作控制測量以及在一些困難地區(qū)輔助全站儀使用。這種儀器配置模式，從本工程效果看，在各組相互配合、人員調(diào)配、工作效率上都取得了很好的功效，大大減輕了地籍圖測量任務(wù)的勞動強度。

五、結(jié)論

　　動態(tài)GPS-RTK定位技術(shù)，使城鎮(zhèn)地籍測量的數(shù)字化更提供了最為方便經(jīng)濟(jì)又行之有效的手段，徹底改變了地籍測量數(shù)據(jù)采集作業(yè)方法；全站儀作為一門成熟的測量儀器在相當(dāng)長的時間內(nèi)還會在碎部測量方面起主導(dǎo)作用；在實際地籍測量時協(xié)調(diào)使用RTK和全站儀，可以解決實際問題，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。