GPS技術在地籍控制測量中的精度分析

1、GPS 技術在地籍控制測量中的精度分析 摘 要 在地籍控制測量中，根據(jù)地籍測量的要求， 從經(jīng)濟、 精度、時間方面探討 GPS 在地籍控制測量的技術問 題，提出切實可行的技術方案。本文以江西省某市為例，通 過對此地區(qū)地籍控制測量首級網(wǎng)及加密網(wǎng)的平差和結果精 度進行分析，并進行對GPS測量結果和光電測距儀測量結果 的對比，來說明 GPS技術在地籍控制測量中應用的優(yōu)越性。關鍵詞 GPS 地籍測量 精度分析1. 引論地籍控制測量是根據(jù)界址點和地籍圖的精度要求，視測 區(qū)范圍的大小、測區(qū)內(nèi)現(xiàn)存控制點數(shù)量和等級等情況，按測 量的基本原則和精度要求進行技術設計、選點、埋石、野外 觀測、數(shù)據(jù)處理等測量工作。利用

2、GPS定位技術布測城鎮(zhèn)地籍基本控制網(wǎng)，要求邊長小于810km的二、三、四等基本控制網(wǎng)和一、二級地籍控 制網(wǎng)的GPS基線向量，兩者采用GPS快速靜態(tài)定位的方法。 對于GPS快速靜態(tài)定位方法，精度可達到12cm左右，完全滿足地籍控制測量的需要，可以大幅縮短觀測時間和成倍 提高經(jīng)濟效益。建立 GPS 定位技術布測城鎮(zhèn)地籍控制網(wǎng)時， 應與己有的控制點進行聯(lián)測，聯(lián)測的控制點最少不能少于 2 個。2. 布網(wǎng)概況測區(qū)地籍測量首級控制面積為 64km2 ，要求施測測圖面 積約18km2。采用GPS技術建立地籍控制測量網(wǎng)。其控制網(wǎng)網(wǎng)形設計見圖 1 ：圖 1 GPS 首級控制網(wǎng)控制網(wǎng)采用 1954 年北京坐標系及

3、相應的橢球參數(shù)。根 據(jù)測區(qū)實際情況，為了使投影變形最小，采用任意帶，即選 擇 116經(jīng)線作為投影帶的中央子午線。投影面選擇測區(qū)平 均高程面，其值為20。測區(qū)內(nèi)13號點為國家一等三角點， 作為本次GPS網(wǎng)起算數(shù)據(jù)，46號點為四等點作為檢核點。 由于起算點 l 3 號屬礦帶 20 帶成果。參考點 4 6 號屬中央 子午線115.30。任意帶成果。為便于新GPS網(wǎng)平差計算利用 與比較，把它們的二維坐標統(tǒng)一換算到中央子午線為 116 的任意帶上。外業(yè)觀測采用 TopConTurbo-S 型 GPS 雙頻接收機三臺 , 并用兩臺 TopeonGTSZ1ID 全站儀用于邊長對比測量，以保 證測量成果的可靠

4、性。GPS數(shù)據(jù)處理的全過程均采用隨機提 供的 TopCon-survey 軟件。3. GPS首級網(wǎng)平差及精度分析3.1 平差方案以網(wǎng)中 1 號點為基準，在 WGS 一 84 坐標系內(nèi)對 GPS 首級網(wǎng)進行三維無約束平差， 以分析其內(nèi)部符合精度 ;其次以 網(wǎng)中13號國家54坐標系一等點為己知點，116任意帶 的高斯平面坐標，對其分別進行 3 種方式的二維約束平差， 用以分析 3 個國家點間的兼容性等。3.2 平差結果精度分析 首級網(wǎng)平差結果精度分析見表 1、表 2和表 3。從表 1表 3 結果可以看出 :三維無約束平差精度較高， 無明顯粗差；當引入 1， 2或 1， 3 點號進行二維約束平差，

5、彼此精度基本相同，而且與重合點坐標較差相差不大脫明 1 號點與 2， 3號點兼容性接近；而引入 1， 2， 3同時進行二 維約束平差，精度與引入 l， 2或 l， 3點號進行二維約束平 差基本相同，說明三個已知點兼容性良好。比較上述幾種方案的平差結果，最弱點點位中誤差及最弱邊邊長相對中誤差，均遠小于常規(guī)四等土 5cm和1:45萬規(guī) 范規(guī)定，具有較大的精度儲備。4. GPS 加密網(wǎng)平差及結果精度分析4.1 加密網(wǎng)平差方案由于加密網(wǎng)238個點中共納入首級 GPS網(wǎng)點17個，其 點號為 （l、4、5、6、7、8、9、11、15、17、18、19、21、 23、25、26、28），采用引入13個和17

6、個首級GPS網(wǎng)點的 高斯平面坐標對加密網(wǎng)進行二維約束平差，目的在于分析其重合點精度及點位中誤差的變化情況。4.2 加密網(wǎng)平差各方案結果精度分析加密網(wǎng)平差各方案結果精度分析見表4表5。加密網(wǎng)內(nèi)符合精度較好，無明顯粗差。引入 13 個己知點進行二維 約束平差結果重合點坐標差表明，首級網(wǎng)與加密網(wǎng)兼容性良 好。對同級GPS已知點引入約束點數(shù)增加，對次級 GPS網(wǎng) 的精度略有提高， 但并不明顯， 證明 GPS 網(wǎng)不存在誤差積累。 為保證首級網(wǎng)和加密網(wǎng)坐標成果的唯一性，加密網(wǎng)取用引入 17 個己知點參與的二維約束平差結果作為本加密網(wǎng)正式成 果。4.3 加密網(wǎng)正式成果與光電測距邊比較精度分析首級GPS網(wǎng)、加

7、密網(wǎng)正式平差成果出來以后，我們對加密網(wǎng)部分邊，進行光電測距邊長比測檢驗，測距邊均勻分布 全網(wǎng)，測距儀器采用拓普康 GTS 一 2lDl 全站儀，所測邊長 經(jīng)各項改正及投影歸算后與 GPS 邊長比較精度見表 6。5.結束語對于大范圍地籍測量，尤其是地籍控制測量，采用 GPS 相比常規(guī)方法，精度高，獲得數(shù)據(jù)成果的效果明顯，生產(chǎn)效 率將成倍地提高，而且利用 GPS 建立地籍測量高等級控制 網(wǎng)，以采用靜態(tài)測量模式最佳。參考文獻1 詹長根，地籍測量學，武漢大學出版社，武漢，20012 徐紹銼，張華海，楊志強，王澤民， GPS 測量原理及 應用 .武漢測繪科技大學出版社， 1998.103 國家測繪局，地籍測量規(guī)范 .北京 .測繪出版社， 19884 李國偉，GPS在土地測繪中的應用及前景，中國土地科學， 1995.75