地籍測量中的控制測量方法
一、概述
地籍控制測量是地籍測量中的重要工作,是界址點(diǎn)精度和地籍圖精度得以滿足的基礎(chǔ),因此必須精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)格要求,遵循“從整體到局部,分級布網(wǎng),逐級控制”的原則。
地籍控制測量包括基本控制測量和圖根控制測量,分為平面控制測量和高程控制測量,常用的方法有GPS測量、導(dǎo)線測量、幾何水準(zhǔn)測量、光電測距(EDM)三角高程測量等。
二、特點(diǎn)
地籍測量控制點(diǎn)點(diǎn)位要求精度高、密度大。地籍基本平面控制測量包括二、三、四等基本控制測量和一、二級加密控制測量。根據(jù)當(dāng)今的測繪科技發(fā)展?fàn)顩r,前者普遍采用GPS測量方法,后者則視測區(qū)情況采用GPS測量或GPS和導(dǎo)線測量兩者的結(jié)合。與地形測量相比,地籍測量要求平面控制點(diǎn)有較大的密度。地籍圖根測量的布網(wǎng)規(guī)格(點(diǎn)位精度、密度)與測圖比例尺大小基本無關(guān),而地形測繪的圖根控制網(wǎng)布設(shè)規(guī)格有測圖比例尺決定;地籍圖根控制點(diǎn)位密度要滿足界址點(diǎn)測量的需要,點(diǎn)位的密度要求較高,基本上每條道路上都要有導(dǎo)線;地籍圖根控制點(diǎn)不僅要為當(dāng)前的地籍細(xì)部測量服務(wù),還必須為日常地籍管理服務(wù),所有地籍圖根控制點(diǎn)應(yīng)盡可能埋設(shè)永久性或半永久性標(biāo)識,而在地形測繪中,圖根控制點(diǎn)原則上不必長久保存,點(diǎn)位大多只做臨時(shí)標(biāo)識。
三、方法
1. GPS測量
全球定位系統(tǒng)(GPS),現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各個測繪領(lǐng)域,已逐漸發(fā)展成為控制測量中的主導(dǎo)技術(shù)手段與方法,相對于經(jīng)典的測量技術(shù)來說,有以下特點(diǎn):
● 觀測站之間無需通視,網(wǎng)形結(jié)構(gòu)靈活,但考慮到利用常規(guī)方法加密時(shí)的需要, GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)有1~2方向通視。GPS網(wǎng)的布設(shè)視其目的、要求、接收機(jī)類型數(shù)量、測區(qū)地形交通等綜合考慮,按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。
● 點(diǎn)位精度高,提供三維坐標(biāo)。GPS測量,在精確測定觀測點(diǎn)的平面位置的同時(shí),可以精確測定觀測站的大地高。
● 觀測時(shí)間短。如下表;
GPS測量精度分級表
項(xiàng)目 |
觀測方法 |
等級 |
||||
D級 |
E級 |
四等 |
一級 |
二級 |
||
時(shí)段長度/min |
快速靜態(tài) |
≥2 |
≥1.6 |
≥1.6 |
≥1.6 |
≥1.6 |
靜態(tài) |
≥60 |
≥45 |
≥45 |
≥45 |
≥45 |
●全天候作業(yè)。GPS觀測工作,可以在任何地點(diǎn),任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行,一般也不受天氣狀況的影響。
目前,在地籍測量中,首選GPS測量手段來進(jìn)行基本控制測量。采用GPS布網(wǎng)時(shí),已經(jīng)淡化了“分級布網(wǎng),逐級控制”的布設(shè)原則。作業(yè)方式根據(jù)點(diǎn)位的等級、精度、點(diǎn)間距離、儀器類型數(shù)量等要求采用靜態(tài)、快速靜態(tài)定位原理建立GPS網(wǎng)。數(shù)據(jù)處理一般采用隨機(jī)商用軟件,經(jīng)過基線解算、網(wǎng)平差、投影轉(zhuǎn)換得到GPS點(diǎn)在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)和正常高。
在圖根控制測量中,GPS常用RTK(GPS實(shí)時(shí)動態(tài)測量)測量技術(shù)以及現(xiàn)在新發(fā)展起來的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)。
RTK的基本 原理是:在基準(zhǔn)站上安置一臺GPS接收機(jī),對所有可見的GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測,并將其觀測數(shù)據(jù),通過無線電傳輸設(shè)備,實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上,GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號的同時(shí),通過無線電接收設(shè)備,接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù),然后根據(jù)相對定位原理,實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。RTK技術(shù)布點(diǎn)靈活,效率高,比導(dǎo)線測量的工作量減少很多。
CORS系統(tǒng)可以定義為一個或若干個固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站,利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)(LAN/WAN)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經(jīng)過檢驗(yàn)的不同類型的GPS觀測值(載波相位,偽距),各種改正數(shù)、狀態(tài)信息,以及其他有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。是集internet技術(shù),無線通訊技術(shù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理和GPS定位技術(shù)一身的系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中CORS系統(tǒng)一般是通過GPRS通訊的。 同RTK技術(shù)相比有以下優(yōu)勢:
●作業(yè)人員不需要架設(shè)基準(zhǔn)站。
●參考站數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)誤差被減少或消除。
●流動站和基準(zhǔn)站間的距離大大增加。
●減少了OTF初始化的時(shí)間。
●精度分布更均勻,RTK的精度隨距離的增加而降低。
2. 導(dǎo)線測量
由于地籍測量主要工作在城鎮(zhèn)范圍,不可避免有房屋密集、街道不開闊的地方。在這些地區(qū),GPS接收機(jī)無法搜索到足夠的衛(wèi)星,或者衛(wèi)星信號差,導(dǎo)致無法解算出相應(yīng)控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)。此時(shí),作為傳統(tǒng)測量手段的導(dǎo)線測量就體現(xiàn)出了它的作用,在現(xiàn)在全站儀普及的情況下,導(dǎo)線測量的工作量也大大降低了。在地籍測量中,導(dǎo)線測量的方法主要用于圖根控制測量,由于地籍測量的點(diǎn)位精度要求高,控制點(diǎn)密度大,所以導(dǎo)線測量一般布設(shè)為導(dǎo)線網(wǎng),偶爾也布設(shè)成符合導(dǎo)線,采用嚴(yán)密平差的辦法進(jìn)行計(jì)算。
3. 高程控制測量
雖然地籍測量是測定地籍要素和必要的地形要素的平面位置,但由于數(shù)字化地籍的發(fā)展,經(jīng)常會需要地面點(diǎn)的三維坐標(biāo),使地籍成果更好的向多用途發(fā)展,這就需要建立高程控制網(wǎng)。
基本高程控制網(wǎng)主要采用各等級水準(zhǔn)測量的方法、GPS高程的方法。為求GPS點(diǎn)的正常高,常用和水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測得方法和似大地水準(zhǔn)面精化模型內(nèi)插求得各點(diǎn)高程異常值,從而把大地高換算成正常高。
4. 實(shí)例
某城鎮(zhèn)進(jìn)行地籍測量任務(wù),城鎮(zhèn)面積約10平方公里,平面控制點(diǎn)點(diǎn)位中誤差小于
地籍圖根控制測量在D、E級GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上用導(dǎo)線網(wǎng)的方法加密,用商業(yè)平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差。而圖根高程控制則采用EDM三角高程的方法。在開發(fā)區(qū)或新城區(qū)等衛(wèi)星信號好的地方,采用CORS系統(tǒng)進(jìn)行GPS測量實(shí)時(shí)得到圖根點(diǎn)坐標(biāo),GPS測量點(diǎn)測回間時(shí)間間隔大于一分鐘進(jìn)行檢核。
5. 結(jié)論
當(dāng)前,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,土地管理的問題越來越受國家和地方各級政府部門的重視,土地管理的一個重要內(nèi)容就是地籍管理,地籍測量作為為地籍管理提供最基本的測量工作,得到了很大的發(fā)展,國務(wù)院也正在組織全國第二次土地調(diào)查?刂茰y量地籍測量的基礎(chǔ),理應(yīng)得到重視,各種方法的合理應(yīng)用,可以使地籍測量工作更好更快的完成。
參考文獻(xiàn)
⑴章書壽 孫在宏 主編《地籍測量學(xué)》。河海大學(xué)出版社,2004年8月第二版。
⑵ TD 1001-93,《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》。
⑶ GB/T 18314-2001,《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》。
⑷GB 50026—1993 工程測量規(guī)范(附條文說明)。
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