浅淡GPSRTK与全站仪在城镇地籍测量中的配合使用

1、浅淡gpsrtk与全站仪在城镇地籍测量中的配合使用摘要：城镇地籍测量是城镇土地管理工作的重要基础，它是以测量技术为手段，从控制测量到碎部测量，精确测出各类土地的位置与大小、界线、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图，以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。本文在地籍基本控制网和加密控制网布测中，引进了 gpsrtk 技术测量方法，在地籍碎部测量中，以全站仪坐标测量作为主要测量方法，对地籍碎部测量的核心部分界址点的测量进行了精度分析并提出了提高界址点测量精度的方法。关键词：地籍测量 ；gpsrtk测量方法；全站仪测量方法abstract : the foundation of land

2、 management(lm) is cadastral survey (cs).it use measurement technology as method to gauge location of land and its size, boundary, coordinate of boundary point ownership, parcel area, cadastral map and so on accurately from control survey to sectional survey to meet the demands of land management se

3、ctor and national economic construction department. rtk is introduced in the layout and measuring of network which is the basic cadastral controls and encryptions, total position station is regarded as the main method to analyze precision of boundary point which is core to cadastral control survey a

4、nd a multitude of methods are put forward to increase the accuracy of it.keyword: cadastral survey; rtk measurement; total position station measurement目 录浅淡gpsrtk与全站仪在城镇地籍测量中的配合使用1一、绪论2（一）、选题的背景及意义2（二）、国内外研究现状2二、地籍测量的理论基础3（一）、地籍测量的基本概念及内容31.地籍测量的基本概念32.地籍测量的基本内容4（二）、地籍测量的特点4（三）、地籍测量的基本方法51.地籍控制测量52.

5、 地籍碎部测量5三、gpsrtk在城镇地籍测量中测量分析6（一）、gpsrtk技术的基本原理及测量方法61. rtk的测量的基本原理62. rtk的测量的系统组成63. rtk 的测量方法7（二）、gpsrtk技术在地籍测量中应用7（三）、gpsrtk技术在地籍测量中测量过程分析81. 基准站的选定和建立82. 外业施测83. 作业方法及步骤84. 内业处理8四、全站仪在城镇地籍测量中测量分析8（一）、全站仪技术的基本原理及特点81. 全站仪的基本原理82. 全站仪的特点9（二）、全站仪在地籍碎步测量的应用过程91. 界址点测定102. 地籍图测绘103. 面积量算10五、结论10参考文献11

6、致 谢12一、绪论（一）、选题的背景及意义目前我国正处于国土资源信息化时期，实现国土资源信息化是建立国土资源基础数据库。国土资源基础数据库包括土地基础数据库、地理空间数据库、地矿基础数据库、综合事务管理数据库、信息服务数据库等。城镇地籍数据库作为土地基础数据库的核心部分，也就是说国土资源基础数据库的子数据库，其质量的优劣直接影响国土资源信息化的可持续发展。因此，保证城镇地籍数据库的质量是确保土地基础数据库质量的基础，国土资源信息化健康发展的一个重要切入点。这就是国家越来越关注城镇地籍数据库质量问题的缘故。保证城镇地籍数据库的质量要从获取城镇地籍数据源谈起。城镇地籍测量是获取城镇地籍数据的基础数

7、据源。做好城镇地籍测量，达到精度要求是解决城镇地籍数据库质量问题的前提。随着我国国土资源信息化的快速普及（如从省市、自治区级到盟市级、从盟市级到旗县级、又从旗县级到乡镇级），对城镇地籍测量从控制测量到碎部测量的精度要求也越来越高。但由于城镇地籍测量中有很多误差来源（如碎部测量中有仪器对中误差、仪器本身误差、照准误差、测站点点位误差等），达到测量精度要求有很大困难。这对城镇地籍测量工作者们带来了严峻的挑战。地籍测绘作业中不但注重测量精度还要注重工作效率。工作效率主要与测量方法和管理有关（本文在有效管理的前提下，考虑了工作效率）。目前在城镇地籍测量中，最先进最有效率的测量方法是gpsrtk 技术测

8、量法（在控制测量中）和全站仪极坐标测量法（在碎部测量中）。随着测绘仪器精度的不断提高，常规的城镇地籍测图方法已逐渐被数字化测图所代替。从控制测量到碎部测量整个作业过程都由先进的精密电子仪器来完成，如：控制测量方面，从经纬仪与钢尺结合导线控制测量转变为全站仪导线控制测量或gps-rtk 结合控制测量；碎部测量方面，从平板仪测量方法转变为全站仪坐标测量方法。可是事实上精密电子仪器的应用，观测中系统误差的影响越来越小，但偶然误差并没有明显的减少，反而在观测值中占主导地位，例如棱镜偏心误差对界址点的测量精度的影响还是较严重，这一直给测量人员带来棘手的难题。（二）、国内外研究现状随着社会经济的迅速发展、

9、科学技术的不断提高，城镇地籍管理的信息化规模在扩大。作为城镇地籍管理数据库的基础数据源城镇地籍测量目前已经在我国各省、市、自治区全面开展。城镇地籍测量与其它测量不同，是法律测量, 属政府行为。它是对法定地块边界的定界、标界、量测和测图及对地块上建筑物的测量。城镇地籍测量成果是为满足法律、经济和管理上的需要，对地块和建筑物实际存在和位置关系的现势性证明。城镇地籍测量有地籍控制测量和地籍碎部测量两部分组成，对地籍基本控制网和加密控制网布测中，采用 gpsrtk 技术测量方法，对地籍碎部测量中，采用全站仪坐标测量的测量方法。对于gpsrtk 技术的测量：方立伟（2010）分析了rtk的系统组成及基本

10、原理，探讨了rtk技术在工程测设中的特点及优势，并且说明了rtk技术可以满足厘米级精度的勘测和施工放样任务要求。何昌龙，邓炳法（2007）结合奉化市西坞街道地籍一级导线测量，对gps-rtk 定位技术的可靠性、稳定性及定位精度进行分析，认为只要采取一定的措施，gps-rtk 技术应用于地籍一级导线测量是可行的，精度能够满足要求的。段曙光（2010）介绍了rtk技术的基本原理、优势以及应用注意的问题等，为了得到高精度的测量数据，必须求出适合于本地区的坐标系统转换参数和水准面模型转换参数。根据四等以下各级控制测量至1500比例尺图根控制测量对于精度要求的相似性以及本工程对于原有gps点的控制结果，

11、增加观测时段，采用多个起算点来增加测量数据的可靠性。师晶（2011）通过实例分析了gpsrtk测量技术在地籍测量中的应用过程，主要分析了基准站的选定和建立、外业施测、gpsrtk测量的作业方法及步骤、内业处理等过程。刘锋，张立峰（2012）分析了各种误差来源对定位精度的影响，提出了在测试时避免在高温中测量、保证施测点位周围垂直角15以上天空无障碍物、接收的卫星信号应达到5颗、精度要求高时可选用静态gps rtk进行控制点的牵引。唐立哲（2006）介绍了在新农村建设测图中采用 gps 静态模式进行首级控制测量，采用 gps rtk 模式进行图根控制测量，以及采用 gps rtk 模式联合全站仪进

12、行地形数据采集的情况。王文营（2010）针对gps rtk技术在定线中的不足，使用gps rtk联合全站仪技术，对提高数据的可靠性与存储安全性方面的作用。总结起来，针对gps rtk和全站仪技术对地籍测量方面的研究，发现gps rtk和全站仪技术这两种方法针对不同的地籍测量内容的测量精度是受到限制的，因此在地籍测量中一定要注意在测量不同的地籍测量内容时，要对这两种方法联合使用，以保证测量精度。二、地籍测量的理论基础（一）、地籍测量的基本概念及内容1.地籍测量的基本概念地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作，是地籍调查中依法认定权属界址和利用现状的技术手段，是地籍档案建立的信息基础。其基

13、本内容是测定土地及其附着物的位置、权属界线、类型、面积等。地籍测量应根据“测量尽可能满足国家经济建设多方面的需要”的原则，除能为土地管理和土地税收提供测量保障外，还必须为国民经济建设各有关部门提供信息，提供服务。地籍测量的主要功能有：为不动产的位置、面积、质量和权属境界提供几何或数字资料，并建立在全国统一的坐标系内，这属于地理性功能；为不动产的权属、租赁和利用现状提供资料，经一定的法律程序颁发证件后，则地籍测量的成果资料即具有法律效力，这属于法律性功能；为不动产的评价、分等定级、征税、有偿转让等提供资料，这属于税收或经济性功能；为区域规划、城镇建设、环境保护、旅游开发和古迹保护、国土整治等方面

14、提供基础资料，这属于社会性功能，也就是土地利用管理和规划性功能。2.地籍测量的基本内容地籍测量包括了以下六个方面的内容：（1）进行地籍控制测量，测设地籍基本控制点和地籍图根控制点；（2）测定测区内地表面的图形及其上覆盖物的几何位置；（3）测定行政区划界线、.土地权属界线、界址点坐标值和权属范围的面积值；（4）调查不动产(土地、房产)的权属资料，权属位置及拥有的土地编号，土地利用现状，不动产类别、等级以及税收等有关的地籍要素；（5）进行地籍测量的动态监测，及时地对地籍测量成果资料进行变更测量，包括地籍图的重测、修测和地籍簿册的修编，以保证地籍测量成果资料的正确性与现时性；（6）根据国土整治、开发

15、与规划的要求，所进行的有关地籍测绘的工作。（二）、地籍测量的特点地籍测量与基础测绘和专业测量有着明显不同，其本质的不同表现在凡涉及土地及其附着物的权利的测量都可视为地籍测量，具体表现如下：（1）地籍测量是一项基础性的具有政府行为的测绘工作，是政府行使土地行政管理职能的具有法律意义的行政性技术行为；（2）地籍测量为土地管理提供了精确、可靠的地理参考系统；（3）地籍测量是在地籍调查的基础上进行的；（4）地籍测量具有勘验取证的法律特征；（5）地籍测量工作有非常强的现势性；（6）地籍测量工作有非常强的现势性；（7）地籍测量技术和方法是对当今测绘技术和方法的应用集成；（8）从事地籍测量的技术人员应有丰富

16、的土地管理知识。（三）、地籍测量的基本方法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。具体的方法有：（1）利用gps定位技术布测城镇地籍基本控制网随着经济建设的迅速发展，已有控制网的控制范围己不能满足要求，有些控制点被破坏，为此，迫切需要利用gps定位技术来加强和改造己有的控制网作为地籍控制网。对于边长小于810km的二、三、四等基本控制网和一、二级地籍控制网的gps基线向量，都可以采用gps快速静态定位的方法。应用gps快速静态定位方法，精度可

17、达到1zcm左右，完全可以满足地籍控制测量的需要，可以大幅缩短观测时间和成倍提高经济效益。建立gps定位技术布测城镇地籍控制网时，应与己有的控制点进行联测，联测的控制点最少不能少于2个。（2）利用已有城镇基本控制网的办法凡符合1985年发布的城市测绘规范要求的二、三、四等城市控制网和一、二级城市控制网点都可作为地籍基本控制网。对已布设二、三、四等城市控制网而未布设一、二级控制网的地区，可以其为基础，加密一级或二级地籍控制网。对己布设有一级城市控制网的地区，可以其为基础，加密二级地籍控制网。在利用己有控制成果时，应对所利用的成果有目的地进行分析和检查。在检查与使用过程中，如发现有过大误差，则应进

18、行分析，对有问题的点(存在粗差、点位移动等)，则应避而不用。2. 地籍碎部测量除了常规的极坐标法、白纸成图法及摄影侧量方法外，还有比较准确的gps测量方法。gps作为一种当前最先进的定位工具正成为地籍信息十分重要的数据采集工具。gps只提供地理空间位置，地籍空间数据还应该包括属性信息。例如地籍信息系统中一条道路包括了该路的一系列点的空间坐标及该道路的属性信息(宽度、等级等)，而gps只能在外业采集到一系列离散点的空间坐标。要想让这些点连成道路并知道其属性信息，就必须在外业采集这些离散点时加以说明和描述。说明和描述的方法可以借鉴大比例尺机助成图中采用的数据字典技术。数据字典是描述属性及空间数据间

19、相互关系的字符集。利用gps采集数据时，数据字典带有属性和特征项，特征项反映了被测点的特征。如tree表示树，是孤立点，不与其他任何点相连；road表示道路，则带有road的点要连起来。利用gps采集地籍空间数据是切实可行的，但实际应用中要注意两个问题：一是gps定位模式和精度要与地籍信息系统匹配，gps定位精度及模式多种多样，确定gps处理方法之前一定要仔细研究以达到地籍数据所需要精度。二是坐标系统的转换由于gps定位采用的是wgs-84坐标系，因此它测出的坐标与一般的gsi(如地籍空间数据)不相同，必须将wgs-84坐标进行转换，我国目前绝大多数的gsi系统采用1954年北京坐标系的平面投

20、影方式，因此，要对wgs-84坐标进行坐标转换及投影变换，才能满足地籍测量的要求。总之，对地籍碎部测量在采用gps测量时往往会有一定的局限性，因此需要配合全站仪测量方法使用，因为当rtk遇到盲区时,将全站仪架设在rtk所测的最后一点上，以rtk测出的倒数第二点为后视，全站仪归零，将仪器水平度盘转到180度锁定，将这点的相关数据输入全站仪，在用棱镜在这条方向线放制所需要各点，用全站仪测出个各点位的桩号、高程。线路定到ip点时，将仪器般到ip点上架设，测出这点的左折角、前点的平距，利用左折角、前点的平距,算出弯道要素及前点桩号，以前点为方向线锁定仪器水平度盘，将这点的相关数据输入全站仪，便可继续定

21、线。三、gpsrtk在城镇地籍测量中测量分析（一）、gpsrtk技术的基本原理及测量方法1. rtk的测量的基本原理rtk 技术采用差分 gps 三类（位置差分、伪距差分和相位差分）中的相位差分。这三类差分方式都是由基准站发送改正数，由流动站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果，所不同的是发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。rtk 的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于流动站上，基准站和流动站同时接收同一时间相同 gps卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到gps差分改正值。然后将这个改正值及时地通过无线电数据链电台传递

22、给流动站以精化其 gps观测值，得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。rtk 分修正法和差分法。修正法是基准站将载波相位修正量发送给流动站，以改正其载波相位，然后求解坐标。差分法是将基准站采集的载波相位发送给流动站进行求差解算坐标。2. rtk的测量的系统组成gps- rtk 技术系统配置包括以下三部分：基准站接收机、移动站接收机、数据链。基准站接收机设在具有已知坐标(也可无已知坐标，地势较高)的参考点上，连续接收所有可视gps卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪gps卫星信号的同时接收来

23、自基准站的数据，通过otf (on the fly)算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。3. rtk 的测量方法rtk的地籍测量方法主要有两种：无投影/无转换法和键入参数法。无投影/无转换法是直接用接收机在基准站和流动站接收wgs- 84坐标，其后利用观测的已知点的wgs- 84坐标和相应的地方坐标根据一定的数学模型进行转换。这种方法基准站不一定要安置在已知点上，但根据不同的转换方法，需要观测一定数量的已知点。键入参数法是把用静态观测求得的wgs- 84 坐标和地方坐标键入到手簿中，进行转换，也可以置入静态观测平差时求取的转换参数。该方法基准

24、站须架设在已知点上，但可以不观测其它已知点（为了检核，建议在方便时还是观测一定量的已知点）。（二）、gpsrtk技术在地籍测量中应用城镇地籍测量的目的是为了规范城镇地籍工作，建立健全地籍管理制度，加强土地管理，建立动态监管体制，为城镇建设、规划提供科学依据。城镇地籍测量的任务主要是在测区布设基本控制网、图根控制网、进行界址点测量和地籍图测绘，在地籍图上综合注记地籍概况与面积量算内容及原图清绘复制等。采用gpsrtk技术进行测量时，不要求通视、全天候作业、不受常规的多个技术条件限制，只需一人背着仪器在待测的点位上停留1030 s，同时输入特征编码，通过电子手簿或便携机进行记录，在满足点位精度要求

25、下，将一个区域内的地形、地貌点测定后，回到室内用专业测图软件输出所需要的地形图。利用gpsrtk技术测定点位时，仅需一人操作,便可完成测图工作，节省人力、物力,很大程度上提高了测图的工作效率。传统的地籍测量方法，主要是用全站仪、电子手簿，采用地物编码的方法，再利用测图软件编绘地形图。但都要求测站点与被测的地物、地貌点之间通视,至少要2人操作，而rtk技术进行地籍测量则不要求站间通视，不需要频繁换站，并且可以多个流动站同时工作，测量时间节省一半以上，测量精度和可靠性都能满足要求。rtk技术已经逐步取代常规测量方式，成为地籍控制测量的主要手段,在距离基准站10 km的范围内则可考虑采用rtk技术，

26、测定每一宗地的权属界址点以及测绘地籍图都能快速，实时测定有关地籍控制点、界址点及一些地物点的位置，并能达到要求的厘米级测量精度。将gps获得的数据处理后直接录入gps系统，可快速精确地获得地籍图。具有传统测量无法比拟的高速度，能极大地提高工作效率。（三）、gpsrtk技术在地籍测量中测量过程分析1. 基准站的选定和建立基准站的安置是顺利进行rtk测量的关键，因此在选址是需要注意：避免选择在无线电干扰强烈的地区；基准站站址及数据链电台发射天线必须具有一定的高度；为防止数据链丢失以及多路径效应的影响，周围无gps信号反射物（大面积水域、大型建筑物等）。2. 外业施测外业人员在基准站架好仪器即可开始

27、测量，一般为两人一组,一人在基准站上，一人背着仪器到每个界址上立杆并记录数据，一般取3秒作为一个记录单元，在记录数据时要求测量人员立点要准确，尽量稳住对中杆，同时画出草图，以便内业整图时提供参考。3. 作业方法及步骤（1）选择好坐标系：你当前已知点是什么坐标系就采用什么坐标系，不清楚的可采用国家基本坐标系。（2）设置好投影参数：知道已知点坐标中央子午线的，采用实际中央子午线，不知道的则选取当地经度作为中央子午线，x常数用0，y常数用500000，投影尺度比用1。（3）使七参数和转换参 数都处于 off态。（4）设置基准站，通常有两种情况设在非已知点上和设在已知点上。（5）进入“求转换参数”，按

28、 t 键取出 prt1坐标，按r键取出pt1坐标，按enter键进人取第二点坐标，按t键取出pt2坐标，按 r 键取出r2 坐标，按 enter 键转换参数计算完毕，并自动存储到“转换参数”中，进入转换参数，查看转换参数，打开转换参数。（6）重测 p1 或 p2 点坐标，检查点坐标是否与已知点一致(在 2cm误差内)。有条件的还可以到第三已知点去检验转换参数的正确性。4. 内业处理外业测量存储的rat文件是专用的数据库文件，不可直接用来给成图软件调用，用 “测点成果输出”功能可以把rat文件转换为用户所需要的格式。四、全站仪在城镇地籍测量中测量分析（一）、全站仪技术的基本原理及特点1. 全站仪

29、的基本原理全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)和读数传感器进行角度测量的。 根据测角精度可分为0。，5，1，2，3，5，10等几个等级。2. 全站仪的特点同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪增加了许多特殊部件，因此而使得全站仪具有比

30、其它测角、测距仪器更多的功能，使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。（1）同轴望远镜。全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量。同时测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，经同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要在仪器内部另设一内光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收，进行而由内、外

31、光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。（2）双轴自动补偿。全站仪特有的双轴(或单轴)倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正。（3）键盘。主要是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件，全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。（4）存储器。全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其它设备如计算机等中，供进一步的处理或利用，全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。（5）通讯接口。全站仪可以通过bs232c通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机，或将计算机中的数据和信息经通讯电缆

32、传输给全站仪，实现双向信息传输。（二）、全站仪在地籍碎步测量的应用过程在地籍碎步测量中，全站仪测量的测量内容通常包括界址点测定、地籍图测绘和面积量算。 1. 界址点测定准确的测定界址点的位置是土地产权管理的前提。界址点是地籍图中最重要的要素。使用全站仪，通过极坐标方法进行平面界址点坐标测量是将全站仪安置在测站点，选择仪器上的二维坐标测量模式，输入测站点的二维坐标（xcz，ycz）、定向点的二维坐标（xdx，ydx），瞄准定向点进行后视定向并检查，然后照准目标点（界址点）上的棱镜，按坐标测量键，仪器就利用自带程序计算并显示界址点的二维坐标值（xj，yj）。2. 地籍图测绘地籍图测绘中主要包括制作地籍图和宗地图。地籍图是专题图，它首先要反映地籍要素以及与地籍有密切关系的地物，其次在图面载荷允许的条件下，适当反映其它内容。地籍要素要反映的充分、明显，其它要素摘要表示，一般可舍去细部、次要的部分。地籍图内容主要有：地籍要素、地物要素和数学要素。宗地图是土地证的附图，通过具有法律手续的土地登记过程的认可，是土地所有者或土地使用者持有的具有法律效力的图件凭证，是处理土地权问题时具有法律效力的图件。3. 面积