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差分GPS技术在地籍测量中的应用
张显峰崔伟宏
摘要：提出了运用移动差分GPS技术获取土地利用变化信息的新方法。该方法在包头市郊区县进行了实验，结果证明与传统测量方法相比，具有快速、准确，操作简便的优点，GPS数据输入GIS，可以快速成图。关键词：地籍测量；DGPS；应用中图分类号：P271文献标识码：B文章编号：0494-0911(2000)06-0004-03
ApplicationofDifferentialGPSTechnologytoCadastralSurvey
表1两种差分方式的比较
差分
方式观测量初始化时间失锁后重新锁定卫星精度成本操作RTK载波相位数分钟长厘米级高较复杂后处理移动差分C/A伪距、载波相位多谱勒观测量数秒很短米级低简单
基于以上考虑，我们采用后处理移动差分方式来获取土地利用的变化数据。目前市场上的GPS接收机中大部分都具有移动差分功能，例如Magellan公司的MarkX系列，Trimble公司的4000GEO等。在比较各公司产品的综合性能和价格性能比基础上，选取Magellan公司的PromarkX-CM接收机作为测量工具。该机具有10个接收通道，可接收L1载波和C/A码观测量，并具有接收RTCM差分信息的功能，可进行位置差分，伪距静态差分，移动差分，载波相位差分和实时动态差分。机器自带4Mb内存，能连续观测记录30h伪距码或8h载波相位数据，对野外连续作业十分方便，此外随机配备的差分处理软件功能强大，提供多种数据接口和坐标系统。四、GPS外业测量工作的实施目前，我国已经制定出《全球定位系统(GPS)测量规范》，由于将差分GPS运用于大地测量尚处于研究阶段，没有相关的规程出台。笔者曾在内蒙古包头市郊区县(面积2083km2)进行了GPS野外测量，获取土地利用变化数据。综合上述工作，总结出运用差分GPS进行土地利用调查的实施方法与步骤。1.测量前的准备工作准备工作包括熟悉PromarkX-CMGPS接收机的操作，差分处理软件的熟练使用，制定野外测量操作规程及组建作业队伍等。在分析土地利用调查的各种复杂情况基础上，制定出适合GPS测量特点的操作规程。此外，测量队伍的组建也很关键，一个作业队应该至少由3人组成，仪器操作员，记录员和导航员。记录员由了解国家土地详查规程的人员充当，导航员由当地乡级土地员或村干部充当，其职责是寻找变化地块。仪器操作员的任务是操作GPS接收机，监视工作状态是否正常。2.现有测绘控制网的评价与加密如果是单机绝对定位，GPS测量是不需要任何测绘控制点的，但考虑到差分计算的要求以及将GPS数据与土地详查等GIS数据叠加配准时需要进行坐标转换，所以，测区内必须有一定数量的测绘控制点。如果测区内已有足够数量的WGS84GPS控制点和北京54坐标控制点，则完全满足我们的需要，至于测绘控制点的精度，即使是E级控制点，其常量误差为±10mm，相对误差为±20×10-6D，足以满足农村地籍测量需要。如果测区内没有GPS测绘控制点，或密度不够。可以用GPS静态差分定位技术进行引点或加密。测绘控制点(网)的建立或加密的具体方法参见有关文献。3.测量中数据组织与编码一般说来，用一台GPS接收机作为基准站，测站GPS接收机则有数台，同时进行测量。为了避免差分处理时数据管理混乱，我们对每台移动测站GPS接收机进行编码，如1号，2号，3号，……，N号，在每一台移动接收机进行测量时，其数据文件名需包含日期、机号、文件序号等信息，这样便于数据的内业处理和存档管理。如文件名为07160305.mob，表示测量时间为7月16日，3号机第5个数据文件。此外，在野外测量中除采集变化边界的空间坐标外，还要采集权属，土地利用类型等属性信息。因此在测量前应该对各属性进行统一编码。编码原则应该与土地详查中的编码原则一致。4.基准站的建设如果测区内有足够数量的GPS测量控制点，将基准站设置在测区中心位置。基准站周围要求无高大建筑物、树木等地物的遮挡，无强的电磁干扰(如变电站、高压线等)。用三角架将GPS抗多路径效应的天线架在已知点上，并将三角架的水平与垂直方向调平对准已知点。天线用专用电缆与GPS接收机相联。打开GPS接收机进行初始化，设置采样率(大于或等于移动站)和天线视角(基准站一般为10°)等参数。一旦准备工作完成，即可开始采样(对ProMarkX-CM来说，选用dif+2模式)。如果测区内没有任何测量控制点，则需从测区外的已知点引点建立控制点(引点时最好有两个点，其中一点用做检验)；如果测区面积大，控制点太少，则需要进行加密。5.变化图斑的识别与标识土地利用变更调查只需调查土地利用属性发生变化的地块，测量它们的变化边界和登记变化属性。为了加速测量工作，在测量之前应该先识别出变化地块的大致位置并标识在图上，供野外测