地籍测量中的控制测量方法研究

地籍测量中的控制测量方法研究I地籍测量中的控制测量方法研究摘要随着经济社会的不断发展，人们对地籍管理工作提出了更高的要求。随着计算机技术的发展和测绘科学的不断进步，使得人们对地籍管理所提出的更高要求逐渐得以实现，从而形成了当代的地籍测量相关的完整理论和实践技术。本文针对地籍测量的特点，列举了国内外常见的地籍测量中控制测量的方法，并对各控制测量方法的应用适宜性及其精度进行分析比较，以实例论证不同情况下应该使用的各个控制测量方法，分析误差来源，以求为地籍测绘提供一个准可靠的定位基准，减少地籍测量中的误差。关键字：地籍测量控制测量RTKCORSRESEARCHONMETHODOFCONTRALSURVEYINCADASTRALSURVEYABSTRACTWiththedevelopmentofsocialeconomyandthetechnologyofcomputerandsurvey,thestandardofsoilmanagementisbecominghigherandhigher,whichpromotestheprogressofcadastersurvey,thusformingacompletemoderncadastralsurveytheoryandpracticaltechnology,Inthispaper,accordingtothecharacteristicsofcadastralsurvey,Icitedseveralcommonmeasurementofcontrolsurveymethodaboutcadastralsurveyathomeandabroad,andanalyzedandcomparedapplicationsuitabilityandaccuracyofdifferentmeasurementofcontrolsurveymethod,todemonstratethedifferentcontrolsurveymeasurementshouldbeusedindifferentcases,andanalyzedthesourcesoferror,inordertoprovideanaccurateandreliablepositioningreferenceforcadastralmapping,toreducetheerrorinthecadastralsurvey.Keywords：cadastralsurveycontrolsurveyRTKCORS1绪论1.1地籍测量的来源地籍这个名词来源于拉丁文“CATSERUM”，它的意思为征税对象的登记。由此可见，地籍最古老、最基本的含义即为征税而建立的一种田赋清册。地籍不但为国家的土地税收服务，而且还为了保护土地的产权和国家合理规划利用土地的职能。其主要内容有应纳税的土地面积，土壤质量及土地税额的登记。因此，地籍是反映土地的权属，位置，数量，质量及其用途等状况的土地档案，是编制国民经济计划，制定有关政策，进行现代化建设不可缺少的重要依据之一。地籍是由国家建立和管理的。地籍资料要为国家的地籍管理提供依据，而地籍管理的对象是作为自然资源和生产资料的土地。为了全面研究土地的权属，自然和经济状况而进行的以地籍调查、土地登记、土地统计和土地评价等为主要内容的工作称为地籍工作。地籍管理的核心是土地的权属问题。所以，建立并健全地籍管理制度，不仅可以及时掌握土地数量和质量地动态变化情况，保持土地调查地现势性，而且可以利用它对土地利用及权属变更进行监督。在地籍调查基础上进行的测量就是地籍测量。它是通过对地籍的所有资料作全面的分析后，综合各种情况，然后选择不同的地籍测量技术与方法。最后根据相关法规与要求，绘制成不同形式的图、数、册等资料。地籍测量是一项具有官方行为的测绘工作，它在国外也被称为官方测绘，是政府行使土地行政管理职能的一项技术行为，它是具有法律效力的。在我国历史上，每一次地籍测量都是在政府的要求下进行的，其最重要的目地是保证国家的税收政策，同时也保护个人的土地产权。我国现阶段地籍测量的主要任务合理利用土地，保护国家与土地所有者与使用者的合法权益，为我国的经济建设和社会发展做出一定的贡献。1.2地籍测量的定义及其内容为获取相关的地籍信息并把他表示出来所进行的测绘工作就是地籍测量。其主要内容是测定土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用状况等。具体内容如下：地籍控制测量，测量两大类，包括地籍基本控制点和地籍图根控制点。界线测量，测定行政区的划定界线和土地所有权界线的界址点坐标。地籍图测绘，测绘分幅低级图、土地利用现状图、房产图、宗地图等。面积测算，测算宗地的面积，进行面积的平差和统计。对土地信息进行动态监测，对地籍进行变更测量，包括地籍图的修测、补测和地籍薄册的修编，以保证地籍成果准确性，并符合现阶段的需求。根据土地的开发情况与规划的要求，进行相关的地籍测量工作。1.3地籍控制测量的重要性地籍控制测量是进行地籍测绘的基础。它的目的是在地籍测区内建立一个有稳定的地籍控制网，为地籍测绘提供一个准确可靠的定位基准。地籍控制测量的质量，关系到地籍要素采集的准确性，影响地籍测图和土地面积测量的质量，所以地籍控制测量是整个地籍测绘最关键的一步。建立一个质量良好的，稳定可靠的地籍控制网，是地籍测绘的基础，我们必须要予以高度重视。2地籍测量中控制测量的技术要求2.1地籍测量对地籍控制网的基本要求地籍测绘需要为用户提供准确而稳定的定位系统，这就对以地籍测绘定位基础的的地籍控制网提出了更高的要求，要求地籍控制网的成果具有以下三个基本特点:精确性、稳定性和连续性。2.1.1精确性要想为地籍要素测绘提供精密的准确无误的控制成果，地籍控制网的成果必须精确可靠，特别是地籍控制点的绝对点位精度，并保持相邻控制点间的位置关系。2.1.2稳定性地籍控制网需要在相当长的时间段内满足地籍测绘的需要，为地籍测绘提供统一的稳定的定位基准，这就需要布设的地籍控制点网必须稳定，有利于保持地籍信息的准确性。2.1.3连续性地籍控制网要与国家和地区控制网联测，以保证点位信息的准确性，同时可以满足不同条件下地籍信息采集的统一性与通用性，这就是地籍控制网的连续性。2.2地籍控制测量的原则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。

地籍控制点是进行地籍测量和地籍测图的依据，所以地籍控制测量应遵循从整体到局部，从高级到低级，分级布网的原则，也可以越级布网。地籍控制测量由地籍基本控制测量和地籍图根控制测量组成。地籍基本控制测量分一、二、三、四等，地籍图根控制测量分一级和二级。地籍测量工作，不仅要测绘地籍图和界址点坐标，而且要频繁地对地籍资料进行变更。地籍控制点的密度与测区的大小、测区内的界址点总数和要求的界址点精度有关，地籍控制点最小密度应符合《城市测量规范》的要求。为满足地籍测量的需要，在城镇地区，应对一、二级地籍控制点全部埋石。地籍控制点的布设，应按照以下密度：城镇地区一般每隔100～200m布设一点；郊区或建筑物稀疏的地区，一般为200m～400m布设一点；农村地区，每隔400～500m布设一点。地籍测量控制点均应埋设固定标志，并应绘制相应的标记。在旧城居民区，内巷道错综复杂，建筑物多而乱，界址点非常多，在这种情况下应适当的增加控制点和埋石的密度和数目，才能满足地籍测量的需求。由于全国范围内已有一、二等水平控制网，大部分城市也已由城建勘察部门建成了二、三、四等水平控制网。因此，在布设地籍测量控制网时，应充分考虑利用其现有的控制测量成果，这样可以避免重复布网，节省人力、物力和财力。如果已有的控制网符合《地籍测量规范》的规格和要求，那么可以在其基础上布设低等级的平面控制网。若已有的等级控制网不符合《地籍测量规范》的技术和精度要求时，则可以选择一个高等级控制点作为整个测区的起算点，并选择至另一个高级点的方向作为起算方向，建立地籍测量控制网。对符合《地籍测量规范》要求的已有的控制点成果，在使用过程中应注意原点是否有变动，点位和成果是否对应，特别要注意原标石被损坏后又重新埋石的现象。因此，在利用现有的控制测量成果时，应对其适当的进行分析和检核，如果出现误差过大的情况时，则应舍去误差大的控制点，以保证整个地籍测量的精度要求。2.3地籍控制测量坐标系的选用地籍控制测量坐标系统应尽量采用国家统一坐标系统，并且最好选择国家统一3带平面直角坐标系，使城镇地籍测量网成为国家控制网的重要组成部分，以利于控制测量成果的统一和共享。在条件不允许的地区，地籍控制网也可以采用地方坐标系或任意坐标系，但应与国家统一坐标系进行必要的联测，联测的点一般不应少于三个，以保证地籍测量的精度。在进行地籍测量时，应将实地观测值统一投影到到高斯正射投影平面上，进行各项改正。为使不同高度海平面的观测值在统一的平面上计算，要求把各项观测值归化到参考椭球面上，防止引起距离变形。2.4地籍控制网的精度要求地籍控制测量的精度取决于界址点的精度和地籍图的精度，与地籍图的比例尺无关。平面控制测量要保证四等网中最弱相邻点的相对点位的误差不大于±5cm，四等以下各级控制点相对于起算点的点位中误差不大于±5cm，高斯投影长度变形值不大于±2.5cm/km。由于地籍图的比例尺一般比较大，通常为1:500～1:2000，且地籍要素之间的相对误差限制较严，比如相邻界址点间距、界址点与邻近地物点间距的误差不超过0.3mm，因此要求地籍控制测量有较高的精度，以保证界址点和图面地籍要素的精度要求。3几种常见的地籍控制测量方法研究3.1国内外常见的地籍测量控制测量方法地籍测量为土地管理提供精确地、可靠地地理参考系统，且不同于一般的地形图测绘，地籍控制网不但要满足测绘地籍图的需要，还要以厘米级精度用于土地权属界址点坐标的测定和满足地籍变更测量，可以说地籍控制点的高精度是保证整个地籍测量质量的前提和关键一环[1]。综合近些年来国内外常见的地籍控制测量方法，地籍控制测量可采用三角网、测边网、导线网和静态GPS相对定位测量、GPS-RTK测量以及最新的CORS系统等方法。下面结合实际分别对地籍测量中的几种控制测量方法应用做一些研究。3.2静态GPS控制测量3.2.1GPS组成结构GPS主要由空间卫星星座、地面控制系统及用户设备三部分构成。
(1)空间部分GPS的空间部分是由24颗卫星组成，其中21颗工作卫星，3颗备用卫星，它们均匀分布在6个轨道面上，每个轨道面4颗，轨道的倾斜角度为55°。它的分布使得全球任何地方在任何时间段内都可观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息。（2）地面控制系统地面控制系统由监测站、主控制站、注入站所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市（Colorado.Springfield），它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能。监控站有五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（DiegoGarcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态；注入站有三个，它们分别位于阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（DiegoGarcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。（3）用户设备部分用户设备部分就是人们常用的GPS信号接收机。GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。3.2.2GPS定位原理卫星在太空运行时，在某一时刻，某一位置时都有一个地理坐标，且这个坐标是已知值，接收机所处的位置坐标是未知的，而太空卫星传送讯息所需要的时间，可由比对卫星时钟与接收机内的时钟计算得出，此时间差值与电波传送速度的乘积，就是卫星与接收机之间的距离，这样可利用三角向量关系来列出一个相关的方程式。通常情况下我们使用的接收机就是利用上述原理来定位自己的坐标的，每接收到一颗卫星就可列出一个对应的方程式，因此在至少收到三卫星后，即可计算出平面坐标（经纬度）值，如果收到四颗的话就可以获得高程值，五颗以上就可以检核，从而提高准确度，这就是GPS的基本定位原理。3.2.3GPS测量的特点GPS具有以下特点：（1）测站间不需要相互通视GPS测量只要求测站周围上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。这既可大大减少测量工作所需的时间，降低了测量经费，同时也易于灵活选点，也减少了传统测量中复杂的转站测量的工作。（2）定位精度比较高GPS测量的精度要明显高于一般的地面常规测量方法，而且随着距离的增加，这种优势格外明显。GPS测量的相对精度一般在十万分之一至亿万分之一级别，当距离达到数公里以上时，其精度可达到百万分之一的级别。（3）可以全天候作业均匀分布的GPS卫星课保证在全球任何一地点在任何个至少观测到四颗GPS卫星，实现了全方位的连续的导航定位，并且受天气状况的影响比较小。（4）外业操作简便随着科技的发展，GPS测量仪器的自动化程度越来越高。在实际观测中，测量员只需安置仪器，量取天线高，开机设置各项参数，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均可由仪器自动完成，工作效率很高。（5）观测时间短，效率高随着GPS测量技术的不断完善，静态相对测量仅需15-20min左右，甚至更低。而实时动态GPS定位仅需数秒钟即可。（6）可以提供精确地三维坐标GPS测量不仅可以精确测出测站点的平面位置坐标，还可以测定大地高程，为地籍测量提供精确地定位基准。当然，GPS测量也有其局限性。由于进行GPS观测要求对空通视，因而GPS不适应于地下、桥下、隧道内等无法对空通视或树木茂盛及测站周围建筑物密集的地区。3.2.4GPS静态控制测量的选点，埋石与布网（1）选点即选择观测站的位置。在GPS测量中并不要求观测站之间相互通视，布网方式也比较灵活。但为了保证测量能顺利进行，再选点时应注意以下问题：①测站周围视野开阔，保证接收机所在平面高度角15o不出现成片的障碍物，见图3.1，同时测站上应便于安置接收机和天线，可以方面进行观测。图3.1高度角范围②测站应远离房屋、山坡、广告牌及大面积的水面等信号反射物，以免引起严重的多路径效应。③远离大功率的无线电信号发射源，如电台，微波发射塔，信号塔等，同时也要与高压输电线、变压器保持一定的距离，以避免其干扰卫星信号。④测站点应选择位于地质条件好、点位稳定、易于保护的地方，并考虑到交通条件，以使测量顺利进行。选点时，选点人员应根据实地情况，在实地选好点位，并做相应的标记与标 号。选点结束后，应按照规范要求的形式绘制点的环视图。（2）埋石在GPS测量中，网点一般应设置在清楚稳定的标石上，以保证点位标志的精确性。具体标石的设置可参照有关规范，对于一般的控制网，可选用普通的标石，也可以在岩石、砖块、数目或者建筑物上作标志。（3）网的图形设计GPS网中的各种图形都是由独立基线向量组成的。根据GPS网的精度指标及完成任务的时间和经费等因素，GPS网可由三角形、多边形、附和导线、支导线等基本图形组成。为了满足用户的要求，设计的一般原则是：①GPS网一般应构成闭合图形，例如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性[12]。②GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点一般不应少于3个（不足时应联测）且在网中应分布均匀，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。③GPS网点应考虑与水准点相重合，而非重合点一般应根据要求以水准测量方法进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点，以保证测量精度。④为了便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔比较开阔的地区。⑤在网点附近布设一个通视良好的方位点，以便于联测，以建立联测方向。根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形。图形的基本形式如下：①三角形网以三角形作为基本图形所构成的GPS网称为三角形网。三角形网的优点是网的几何强度好，抗粗差能力强，可靠性高；缺点是工作量较大，尤其接收机的数量少时，其观测所需要的时间大大增长。如图3-1，由9个控制点组成的GPS网，若采用三角形作为基本图形来布网时，需测定17条独立的基线向量，因此只有在对GPS网的可靠性和精度有极高的要求时才会采用这种图形。图3-1三角形网②环形网环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，如图3-2，这种网形与导线网相似，图形的结构比三角形稍差。此时闭合环中所含基线边的数量决定了网的自检能力和可靠性。一般情况，闭合环中包含的基线边不能超过一定的数量。环形网的优点是观测工作量较小，自检性好，可靠性比较高。其缺点主要是，非直接观测所得的的基线边精度要比直接观测边所得的精度低，且相邻点间的基线精度分布不均匀。图3-2环形网③星形网所谓的星形网，即从一个已知点上分别与各待定点进行相对定位所组成的图形。如图3-3，与从同一已知点向许多不同方向引出许多“支导线”相类似，但每条“支导线”都只含有一个边。由于各基线之间不构成任何闭合图形，因而星形网的抗粗差能力极差。星形网常用于界址点、碎步点及低等级控制点的测定。为了防止出现粗差，最好从两个已知点上对同一待定点进行观测。如果只设一个基准站，搬站后，应选取若干已测定过的流动站进行复测，以尽量减少粗差的发生。图3-3星形网三角形和环形网，是地籍控制测量采取的两种基本图形。在实际情况中，用户可根据实际情况选择所需要的布网的形式，也可以同时运用两种或两种以上图形，以满足测绘需要。3.2.5外业测量GPS点位选好后，就可以架站进行静态数据采集了，在采集静态数据时，特别注意要对中整平，在采集的过程中需要做好记录，包括每台GPS各自所对应的点位、不同时间段的静态数据对应的点位、采集静态数据时GPS的天线高。
3.2.6GPS基线解算（1）基线解算的步骤基线解算的过程，实际上主要是一个利用最小二乘法进行平差的过程，平差所采用的观测值主要是双差观测值[3]。在基线解算时，平差要分五个步骤进行[13]：①根据三差观测值，求得基线向量的初值。②根据初值及双差观测值进行周跳修复。③进行双差浮点解算，解算出整周未知数参数，并计算基线向量的实数解。④将整周未知数固定成整数。⑤将确定了的整周未知数作为已知值，将待定的测站坐标作为未知参数，进一步进行平差解算，最终解求出基线向量的整数解。（2）基线结算的质量控制①数据剔除率基线解算时，如果观测值的改正数大于某一个阀值时，则认为该观测值含有粗差，需要将其剔除。被删除观测值的数量与观测值的总数的比值，就是所谓的数据剔除率。数据剔除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。数据剔除率越高，往往说明观测值的质量越差。根据GB/T18314-2009，同一时段观测值的数据剔除率应该小于10%。②单位权方差单位权方差也被称为参考方差，其定义为：（3-1）其中，V为观测值的残差；P为观测值的权阵；f为多与观测值的数量。当观测值的权阵确定时，单位权方差的数值就取决于观测值的残差，总体上，残差越大，其数值也就越大。③Ratio值（3-2）显然，。Ratio反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性。④RDOP值所谓的RDOP值指的是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹的平方根，即（3-3）RDOP的值的大小与基线位置和卫星在空间的几何分布及运行轨迹有关，当基线位置确定后，RDOP的值就只于观测条件有关了。所谓的观测条件就是指在观测期间的卫星星座及其变化，卫星数量越多，分布越均匀，同一卫星的位置变化越大，观测条件就越好。RDOP的值反映了观测期间GPS卫星星座的状态对相对定位的影响，不受观测值质量的影响。⑤观测值残差的RMS观测值残差的RMS的定义为：（3-4）式中，V为观测值的残差，n为观测值的总数。RMS是一个内部精度指标，它表示了观测值的质量，但在测量中，RMS的大小并不能最终确定成果的质量，可作为参考。（3）影响基线结算的因素①基线解算时所设定的起点坐标不准确。起点坐标不准确，会导致基线出现尺度和方向上的偏差。②少数卫星的观测时间太短，导致这些卫星的整周未知数无法准确确定，将影响整个基线结算的结果。③周跳探测、修复不正确，存在未探出正确修复的周跳，这个问题都会从存在这类问题的历元开始，在相应卫星的后续载波相位观测中引入较大的偏差，从而严重影响基线解算结果的质量。④在观测时间段内，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍较大。⑤对流层或电离层折射影响过大。3.2.7GPS网质量的影响因素影响GPS网质量的主要因素包括GPS基线的质量、常规地面观测值的质量、起算数据的精度、数量和分布、GPS网的结构以及数据处理方法的完备性等。（1）GPS基线向量的质量GPS网的基本元素是GPS基线向量，因而基线向量质量的好坏对GPS网的质量有着直接的影响。在测量和数据处理中，必须采取相应的质量控制措施，以确保其质量能满足项目的要求。GPS基线的质量依赖于GPS观测数据的质量和基线处理方法。（2）常规地面观测值的质量有些GPS网，除了含有GPS基线向量外，还含有常规地面观测值，如距离、角度、方面、高差等，这些观测值的质量也对网的质量有影响。常规地面观测值的质量依赖于这些观测值的观测方法。（3）起算数据的精度、数量和分布起算数据的质量包括起算数据的精度、数量和分布。起算数据的精度、数量和分布依赖于网的设计及所收集到的已知成果的质量。（4）GPS网的结构GPS网的结构指的是构成GPS网的独立基线及常规地面观测值的数量和分布以及起算数据与网中其他点与观测值的关系。通常，对于一个特定的网来说，观测值的数量越多，网的整体质量越高；而对于网中的各个点来说，与其他连接的观测值的数量越多，其内在质量越高。起算数据与网结构之间的关系则相对复杂一些，其与起算数据的类型、精度以及GPS网的用途有关。GPS网的结构取决于GPS网的设计和外业观测方案。（5）数据处理方法的完备性GPS数据处理方法包括数据处理软件及数据处理方法两方面的内容。由于采用数学模型的差异以及数据处理的具体策略及算法的不同，由不同的数据处理软件所获得的结果并不相同。另外，由于GPS数据处理的特殊性，即使采用相同的数据处理软件，当解算方案不同时，所获得的结果也会不同。为了保证处理结果的质量，不可能采用某种统一的方案对所有的数据进行处理，必须针对所处理数据的特性对处理方案加以调整，而且处理方案的调整通常是通过一个不断往复的过程实现的。数据处理方法的完备性取决于数据处理软件以及解算方案。3.2.8提高GPS网精度的方法可以通过下列方法提高GPS网的精度[14]：①对网中距离较近的点应进行同步观测，获得它们间的直接观测基线，以保证GPS网的精度；②把GPS网最为一个整体，从整体分析其测量成果；③在布网时要求所有最小异步环的边数不大于6条；④选定尽可能多数量的水准点，且均匀分布在网的周围，以测定网中各点的正常高；⑤增设长时间的基线向量，并且每个基线应进行多时段的观测。（6）布设GPS网时起算点的选取与分布布设GPS网的所用的坐标系统与当地以前所用的坐标系统相统一，以保证测量成果的一致性，并且起算点的数量应该越多越好。如果不一致，也应通过转换得到统一的测量成果，以保证测量精度的统一性。GPS网点应均匀分布，这样可以保证整个测量控制网精度的均匀。3.3导线测量导线测量广泛应用于城镇地籍控制测量。在城镇地籍测量中，在建筑物密集或者遮挡物较多的地区，导线测量能充分发挥它的优势。3.3.1导线测量的特点导线测量布设灵活，推进迅速，受地形限制小，边长精度分布均匀。如在平坦隐蔽、交通不便、气候恶劣地区，采用导线测量法布设大地控制网是有利的。但导线测量控制面积小、检核条件少，方位传算误差大。3.3.2导线的形式以及使用条件（1）闭合导线：从一点开始经过一系列的导线点，最后又回到原来的起始点形成一多边形。适用于宽阔地区，无高级控制点的地区。（2）附和导线：导线起始一个高级控制点，最后附和到另一个高级控制点。适用于狭长地带。例铁路、公路。（3）支导线：导线从已知控制点开始，既不附合到另一已知点，也不会回到原来已知点。无校核条件，适用于导线数目不足时的测图。在钢尺量距时由于量距精度低一般不超过两个点。（4）结点导线：从三个以上高级控制点开始的导线，在一个或几个共同点汇合。增加校核条件可以提高导线点的精度。（5）导线网：若干个闭合导线连接在一起，形成导线网。测区范围较大时，首级控制可布成导线网。3.3.3导线测量的外业工作（1）选点选点应遵循以下几个条件：①点位应选在视野开阔的地区，便于安置仪器和测绘地形的地方，并且土质稳定，以免仪器出现下滑现象。②为了便于测角和测距，相邻点间必须通视，且地势平缓。 ③相邻两导线边长尽量不要相差太大，以免大幅度调动望远镜而引起测角误差。④导线总长应一般要保持在0.8Mm内（M为测图比例尺分母）；边长一般不应短于50m，最长也不要超出相关的规定。（2）测角一般采用J6经纬仪测回法测量。由两个以上方向组成的角也可用方向法测量。在导线的各转折点上观测水平角，导线转折角有左角和右角之分，一般观测左角。对于闭合导线，由于前进顺序为逆时针方向，故左角亦即多边形的内角。当与高级控制点连测时，需进行连接测量。（3）测边测定各个导线边的边长（两导线点间的水平距离）。边长测定：视距法测距；钢尺量距；电磁波测距。测距精度应小于或等于1/2000。3.3.4导线测量的内业计算（1）计算前准备工作①检查外业观测手薄（包括水平角观测、边长观测、方位角观测等），确认观测、记录及计算成果正确无误。②绘制导线略图。略图是一种示意图，绘图比例、用线粗细没有严格要求，但应注意美观、大方，大小适宜，与实际图形保持相似，且与实地方位大体一致。所有的已知数据（已知方位角，已知点坐标）和观测数据（水平角值，边长）应正确抄录于图中，注意字迹工整，位置正确。③绘制计算表格。在对应的列表中抄录已知数据和观测数据，注意应确认抄录无误。在点名或点号一列应按推算坐标的顺序（亦即前进顺序）填写点名和点号。（2）绘制计算草图在图上填写已知数据和观测数据，绘制表格填写已知数据。（3）角度闭合差的计算与调整：①计算角度闭合差：测理测（3-5）②若在限差内，则按照反号平均分配原则，计算改正数：（3-6）计算检核：（3-7）③改正后的角值：（3-8） （4）导线边坐标方位角的推算：（3-9）（5）计算各边坐标增量：（3-10）（6）坐标增量闭合差计算与调整：理论上（3-11）实际上（3-12）①计算坐标增量闭合差：（3-13）导线全长闭合差：（3-14）导线全长相对闭合差：（3-15）②分配坐标增量闭合差若K<1/2000，则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。（3-16）（3-17）（3-18）计算待求点坐标根据起始点的已知坐标和经过改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。（3-19）（3-20）这样就可以得知待求点位的坐标，在地籍控制测量中，也经常通过这样的方法做控制点。3.4GPS-RTK控制测量3.4.1RTK的定义RTK是一种利用载波相位观测值在流动站和基准站进行的一种实时动态相对定位技术。它是现阶段常用的GPS测量方法，与以前的GPS静态测量需要事后进行解算才能获得厘米级的精度相比，RTK是在实际测量中能够短时间内得到厘米级的定位精度，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率[4]。RTK能够实时并准确的提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级的定位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周末知数的解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，流动站就可以可随时得出厘米级的定位结果。3.4.2RTK原理GPS实时动态测量（Real-TimeKinematic）简称RTK，具体作业方法是在已知点上设置一台GPS接收机作为基准站，并将一些必要的数据如基准站的坐标、高程、坐标转换参数等输入GPS控制手簿，一至多台GPS接收机设置为流动站[5]。基准站和流动站同时接收卫星信号，基准站将接收到的卫星信号通过基准站电台发送到流动站，流动站将接收到的卫星信号与基准站发来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理，实时得到本站的坐标和高程及其实测精度，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将提示测量人员是否接受该成果，接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录进手簿[6]。3.4.3RTK技术要点（1）基准站的选择RTK外业数据采集中，随着与基准站距离的增大，流动站初始化的时间将会增长，精度也会有所降低，所以流动站与基准站之间的距离不能太大，一般要求在1-10km范围内，基准站和流动站的观测数据质量的好坏、无线电的信号传播质量好坏对定位结果的影响很大，基准站位置的选择非常重要。因此在测区内任一点设站均能保证上述要求。同时要考虑到基准站周围上空干净，即基准站周围上空无大面积的遮挡物和大功率无线电干扰，同时也要提高基准站天线的架设高度。（2）坐标转换参数的求解地籍测量中要求采用的坐标系一般是是国家北京54坐标系，而在RTK实际测量中所得到的坐标为高斯平面坐标。求取转换参数可根据已有的WGS-84坐标和国家北京54坐标时，在两套坐标系统建立相对应关系，从而求得转换参数。在求解转换参数时，尽量要求至少3个的控制点数。此外，在实际作业可以发现，利用远离测区的控制点求解的转换参数，误差较大，因此在求解转换参数时，最好使用测区附近的控制点来求解。（3）RTK作业前的检验数据链传输质量和流动站的观测环境将决定RTK测量的可靠性，虽然RTK技术运用了较好的数据处理方法，但他利用的数据量较少，而且很难消除由于卫星信号受遮挡、无线电传输错误所造成的误差。因此对于每日施工前设置新的基准站和接收机或控制器内的数据或参数更新后都要进行复测检核[7]。通过检验，可以发现在基准站和流动站设置中的问题，同时可以检验RTK作业的精度情况是否可以满足所要求精度指标。为了保证RTK的实测精度和可靠性，必须严格进行已知点的检核，避免出现作业盲点。研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%，RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此必须进行严格质量控制，主要采用以下两种方法：①已知点检核比较法。用RTK测出已知控制点的坐标进行比较检核，发现问题即时采取措施进行改正。②重测比较法。每次初始化成功后，先重测1-2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果。③在控制点成果较少的情况下，也可以使用前一次测定的结果与本次测量结果进行比较，以达到检验的目的[8]。（4）RTK控制测量外业操作要点架设好三脚架，安装好接收器，对中整平后，打开手簿，新建一个文件夹，打开新建的文件夹，输入各项参数后，进入测量。（5）内业数据处理及精度检核外业进行完后，将手薄通过数据线连到计算机上，通过匹配的传输软件可以将外业测量成果以文本的格式传到计算机上，在通过整理，打印出控制点的测量成果。为检验RTK控制点的实际精度，可以用全站仪对相互通视的点进行测量的方式所得到的三维坐标对应的RTK控制点坐标进行比较。很容易得出RTK实测精度完全符合导线测量精度要求。（6）RTK作业中注意的问题在应用RTK测量中，要注意以下几个问题：①基准站一般要选择在周围没有遮挡物等开阔地方，这样基准站能够接收到尽可能多的GPS卫星信号，避免了信号干扰。②基准站要远离无线电发射源、高压线及水面，以避免出现多路径效应。同时要尽可能把基准站选在地势较高的地方，并架设稳定牢固，观测期间不能有轻微晃动，以免影响测量精度[9]。③作业前，应做好及时接收到卫星星历预报，选择PDOP值小于5的情况下进行RTK外业测量，可以得到稳定的信号，有利于测量的准确性。3.4.4RTK的特点RTK技术可以让用户可以在很短的时间内获得厘米级精度的定位结果，并能对所获得的结果进行精度评定，与传统控制测量相比，它具有以下优点：①作业效率高。外业所用的时间短，得到的三维坐标精度高。②定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足RTK的基本工作条件，在参考站系统覆盖范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。③降低了作业条件要求。和传统测量相比，网络RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足网络RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。④RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作极大减少，减少人为误差，保证了作业精度。⑤操作简便，容易使用，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置，就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。同时，RTK也存在不足之处：（1）随着流动站和基准站之间的距离的增加，降低了各种误差的空间相关性，增加了外业作业的观测时间，甚至无法固定整周模糊度而使得RTK只能获得浮点解，因此在RTK外业作业中，尽量把流动站和基准站之间的距离控制在15km以内。（2）流动站的坐标只是根据所设置基准站来确定的，因此它的可靠性较差。3.5CORS控制测量3.5.1CORS的来源CORS的理论源于上世纪八十年代中期加拿大提出的“主动控制系统(ActiveControlSystem，ACS)”。该理论认为GPS主要误差源来自于卫星星历，D.E.Wells等人提出利用一批永久性参考站点，为用户提供高精度的预报星历以提高测量精度。之后基准站点(FiducialPoints，FP)概念的提出，使这一理论的实用化推进了许多，它的主要理论基础即在同一批测量的GPS点中选出一些点位可靠，对整个测区具有控制意义的测站，采取较长时间的连续跟踪观测，通过这些站点组成的网络解算，获取覆盖该地区和该时间段的“局域精密星历”及其他改正参数，用于测区内其它基线观测值的精密解算。CORS是目前国内乃至全世界GPS的最新技术和发展趋势，发达国家基本上每几十公里就有一个站，发展中国家也在陆续地建立起CORS。当前国外美国连续运行基准站网系统（CORS）、加拿大的主动控制网系统（CACS）、日本GPS连续应变监测系统（COSMOS）、澳大利亚悉尼网络RTK系统（SYDNET）、德国卫星定位与导航服务系统（SAPOS）都已投入使用；国内而言，继深圳率先建立CORS以来，CORS热潮不断，北京、上海、成都、青岛、武汉、天津、昆明等地也都先后建立了市级CORS。3.5.2CORS的定义与组成 连续运行参考站系统(ContinuouslyOperatingReferenceSystem，简称CORS)可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN／WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息子，以及其他有关GPS服务项目的系统[11]。CORS主要由以下几个系统构成：控制中心、固定参考站、数据通讯和用户部分[10]。控制中心控制中心即数据处理中心及数据播发中心。数据处理中心的主要任务是对来自各观测站的观测资料进行预处理和质量分析，并通过统一解算，实时估计出网内系统性的残余误差，建立相应的误差模型，然后通过数据播发中心将这些信息传输给用户。固定参考站固定参考站系统是分布在整个网络中的固定的GPS接收系统，它最少需要三个站，但没有上限，站与站之间的距离可达70km(传统高精度GPS网络，站间距离不过10～20km)。固定站与控制中心之间通过通讯线相连，实时地将数据传送到控制中心。数据通讯链路CORS的数据通讯包括两类：一类是基准站、数据处理中心以及数据播发中心等固定台站间的数据通信。这类通信可以通过光纤、光缆、数据通信线等方式来实现，当然也可以通过无线通信的方式来实现，可根据现场的具体情况来定。第二类是数据播发中心与流动用户之间的移动通信，可采用GSM、GPRS、CDMA等方式来实现。用户部分用户部分出了需配备GPS接收机外，还应配备数据通信设备及相应的数据处理软件。3.5.3CORS的原理CORS是在一个相当大的区域内均匀地布设多个连续运行的GPS参考站，构成一个网，各参考站对同一目标连续进行测量，然后通过数据通讯系统将实时的观测数据传输到控制中心，系统控制中心首先会对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对数据按照某一模型进行统一解算，得到误差改正模型，然后向用户及时发送改正后的数据，用户只需要一台接收机便可得到高精度的可靠的定位结果。3.5.4CORS的特点CORS系统提供的网络RTK定位精度一般在厘米级甚至更高精度，完全可以满足城镇地籍控制测量要求，在已建成CORS系统的地区或城市，利用其进行控制测量作业非常便利。CORS系统与传统控制测量相比，其主要优势体现在：采用连续基站，用户可以全天候全方位观测，使用方便，提高了工作效率。缩短了初始化时间，增大了有效工作的范围。用户不需用架设基站，真正实现了单机作业，降低了各项费用，节约了成本。随着科技的进一步发展，数据监控系统日趋完善，减少了系统误差，有效消除了周跳，提高了差分作业的可靠性。数据链通讯方式固定可靠，可以减少噪声干扰。C0RS发布的信息经过一系列复杂的数学模型改正，测量精度和可靠性远大大高于单个参考站RTK。CORS可以即时获得三维坐标，省时省力，提高了工作效率。CORS系统可长期提供稳定、统一的参考坐标系，为地籍测量提供有效的基准。3.5.5近年来CORS的发展以及在地籍控制测量中的应用在过去常见的地籍控制测量中，如三角测量，导线测量，它们不但要求测站之间相互通视，而且对人力财力要求比较高，还花费大量的时间，且得出的精度不均匀，如果得到的点位精度不合理时，还得返工重测，与它们相比，CORS不需要测站间的相互通视，只需要花费少量的费用建立固定的CORS系统，便可以即时获得某个点的精确的三维坐标。随着科技的发展和测量技术的提高，为满足国民经济建设信息化的需要，近年来，国内不同行业已经陆续建立了一系列卫星定位连续运行网络，建立CORS系统已成为测量最新技术的发展趋势，国内已进入了蓬勃发展的阶段。深圳市建立了我国第一个连续运行参考站系统（SZCORS），目前已开始全面地测量应用。全国部分省、市，如广东省、江苏省、北京、天津等数十个城市建立了省级或城市的CORS系统，在国民经济建设中发挥着重大作用。通过建设若干稳定连续运行的GPS基准站，提供统一的基准站站点坐标和GPS测量数据，可以满足各类不同行业用户对精度定位，快速和实时定位、导航的要求，及时地满足城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、交通监控，矿山测量等多种现代化信息化管理的社会要求。CORS的建立大大的提高了地籍测绘的精度、速度与效率，并且降低了劳动强度。节约了成本，省去了测量标志保护与修复的费用，CORS将是城市信息化的重要组成部分，由它建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架，是数字城市建设的基础。CORS建为城市测绘工作提供了一个统一的基准，能够有效的解决不同行业、不同部门之间坐标系统的差异问题[12]。CO