都昌縣農(nóng)村用地地籍調(diào)查控制網(wǎng)的施設(shè)

余志 胡水平 謝肖明

（1.江西省測(cè)繪地理信息局江西南昌 330025；2.江西遠(yuǎn)拓測(cè)繪有限公司江西贛州 3410000）

都昌縣農(nóng)村用地地籍調(diào)查控制網(wǎng)的施設(shè)

（1.江西省測(cè)繪地理信息局江西南昌 330025；2.江西遠(yuǎn)拓測(cè)繪有限公司江西贛州 3410000）

本文敘述江西省都昌縣農(nóng)村集體建設(shè)用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查控制網(wǎng)的施設(shè)過(guò)程，作者采用三角形全面網(wǎng)來(lái)建立地籍調(diào)查控制網(wǎng)，實(shí)踐證明，這是一種有效方法，作者還用數(shù)據(jù)說(shuō)明了在平差前確認(rèn)已知點(diǎn)精度的重要性。

GPS；基線；控制網(wǎng)；E級(jí)點(diǎn)；平差

1 工程概要

都昌縣位于江西省北部、鄱陽(yáng)湖東北之濱。東交鄱陽(yáng)縣，隔鄱陽(yáng)湖南望永修、新建、南昌、余干諸縣，西界星子縣，北鄰湖口、彭澤兩縣。地跨東經(jīng)116°02′～116°39′、北緯28°59′～29°38′。面積2227平方千米。下轄24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

都昌縣人民政府為準(zhǔn)確查清全縣集體建設(shè)用地使用權(quán)和宅基地使用權(quán)等的權(quán)屬、界址、面積、用途和位置，形成權(quán)屬合法、界址清楚、面積準(zhǔn)確、地類（用途）明確、圖數(shù)實(shí)地一致的農(nóng)村地籍調(diào)查成果，為建設(shè)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)及管理信息系統(tǒng)和農(nóng)村集體土地確權(quán)登記發(fā)證提供基礎(chǔ)和依據(jù)，需要一個(gè)全縣坐標(biāo)系統(tǒng)一、控制點(diǎn)密度合理、精度可靠的GPS控制網(wǎng)。為此，在都昌縣域范圍內(nèi)布設(shè)了一個(gè)65點(diǎn)的E級(jí)GPS控制網(wǎng)。（見(jiàn)圖1）

2 采用的坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)

根據(jù)《江西省農(nóng)村地籍調(diào)查技術(shù)規(guī)定》：農(nóng)村集體建設(shè)用地使用權(quán)和宅基地使用權(quán)的地籍調(diào)查采用1980西安坐標(biāo)系，高斯-克呂格投影任意中央子午線的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。在一個(gè)縣域范圍內(nèi)采用統(tǒng)一的中央子午線。都昌縣國(guó)土資源局要求全縣采用城鎮(zhèn)地籍測(cè)量相同的中央子午線，即：116度15分00秒，可保證投影長(zhǎng)度變形值不大于2.5cm/km的要求。

高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

3 已有控制資料的分析利用

2003-2004年江西省測(cè)繪地理信息局組織施測(cè)C級(jí)GPS點(diǎn)在都昌縣境內(nèi)共有5個(gè)C級(jí)GPS點(diǎn)，分別為V025、V047、V598、V023、V088。通過(guò)野外現(xiàn)場(chǎng)踏勘，標(biāo)石保存完好的有V598、V023和V088，作為本項(xiàng)目平面控制網(wǎng)的起算點(diǎn)。

由于在全縣布設(shè)控制網(wǎng)，需要對(duì)起算點(diǎn)進(jìn)行精度檢查，分析起算數(shù)據(jù)的情況。

以測(cè)區(qū)中部1個(gè)E級(jí)點(diǎn)GS15作為起算，在WGS-84坐標(biāo)系下進(jìn)行三維無(wú)約束平差，計(jì)算3個(gè)已知GPS點(diǎn)的邊長(zhǎng)精度。起算點(diǎn)的邊長(zhǎng)精度統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 起算點(diǎn)的邊長(zhǎng)精度統(tǒng)計(jì)

從表1可以看出：已知點(diǎn)邊長(zhǎng)相對(duì)誤差均小于1:80000，3個(gè)C級(jí)GPS點(diǎn)的點(diǎn)位精度符合規(guī)范要求，可作為本次E級(jí)GPS控制網(wǎng)的平面起算數(shù)據(jù)。

圖1 控制網(wǎng)示意圖

4 GPS平面控制測(cè)量

4.1 GPS點(diǎn)的選點(diǎn)、埋標(biāo)和編號(hào)

4.1.1 GPS點(diǎn)選點(diǎn)工作主要遵守的原則

（1）遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源(如電視臺(tái)、電臺(tái)、微波站等),其距離不小于200m；遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無(wú)線電信號(hào)傳送通道,其距離不應(yīng)小于50m，以避免電磁場(chǎng)對(duì)GPS信號(hào)的干擾；

（2）選在交通方便，并有利于其他觀測(cè)手段擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)；

（3）便于安置接收設(shè)備和操作，視野開(kāi)闊，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度角不宜超過(guò)15°；

（4）選點(diǎn)位置可以長(zhǎng)期保存，地面基礎(chǔ)穩(wěn)定,不宜破壞。

4.1.2 GPS點(diǎn)埋石要求

（1）E級(jí)GPS點(diǎn)在土質(zhì)基礎(chǔ)上現(xiàn)澆標(biāo)石，規(guī)格為:上底面為15cm×15cm，下底面為20cm×20cm，高為40cm的方柱型標(biāo)石，中心插入長(zhǎng)度約為12cm采用模具制作的鋼標(biāo)志，刻注等級(jí)和點(diǎn)號(hào)，并涂上紅油漆。

（2）E級(jí)GPS點(diǎn)在水泥路面上標(biāo)志制作要求為：打入長(zhǎng)度約為12cm采用模具制作的鋼標(biāo)志，并刻成20cm×20cm的“口”字型方塊，刻注等級(jí)和點(diǎn)號(hào)，并涂上紅油漆。

（3）E級(jí)GPS點(diǎn)在高層建筑物上標(biāo)志制作要求為:采用打毛樓面并打入水泥釘現(xiàn)場(chǎng)澆灌標(biāo)石，上下底面為20cm×20cm、高為15cm的方柱型標(biāo)石，中心插入長(zhǎng)度為12cm采用模具制作的鋼標(biāo)志，刻注等級(jí)和點(diǎn)號(hào)，并涂上紅油漆。

4.1.3 GPS點(diǎn)的編號(hào)

E級(jí)GPS點(diǎn)中心標(biāo)志北方為編號(hào)(編號(hào)采用E加序號(hào)的方法，序號(hào)從001開(kāi)始，如E001)，南方均為GPS-GT(GT為國(guó)土簡(jiǎn)稱)。（見(jiàn)圖2）

圖2 E級(jí)GPS點(diǎn)編號(hào)

選點(diǎn)、埋標(biāo)后按要求制作點(diǎn)之記。

4.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

測(cè)區(qū)GPS網(wǎng)內(nèi)共有65個(gè)GPS點(diǎn)（其中62個(gè)E級(jí)點(diǎn)、3個(gè)C級(jí)已知起算點(diǎn)），為提高網(wǎng)內(nèi)精度，便于基線解算，全網(wǎng)采用邊連式布設(shè)成三角形全面網(wǎng)，詳見(jiàn)控制網(wǎng)示意圖。

（1）為提高觀測(cè)質(zhì)量和精度，所有GPS點(diǎn)的外業(yè)觀測(cè)均采用靜態(tài)定位施測(cè)，采用6臺(tái)接收機(jī)同步作業(yè)，觀測(cè)過(guò)程中符合以下技術(shù)要求：

數(shù)據(jù)采樣率（間隔）10秒

有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥4

衛(wèi)星截止高度角為15°

觀測(cè)平均時(shí)段長(zhǎng)度≥45分鐘

幾何圖形強(qiáng)度因子PDOP〈6

天線對(duì)中精度為2mm

閉合環(huán)或符合路線邊數(shù)≤8

在觀測(cè)前、后量取天線高，分別從三個(gè)方向進(jìn)行量取，取平均值為最終天線高。

（2）作業(yè)前，根據(jù)接收機(jī)實(shí)際數(shù)量、GPS網(wǎng)形、衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)等，編制觀測(cè)計(jì)劃，繪制聯(lián)測(cè)路線，盡量避開(kāi)PDOP變化較大的觀測(cè)時(shí)段。按照GPS接收機(jī)操作手冊(cè)的規(guī)定，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行同步觀測(cè)。

4.3 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)處理

根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)的要求：網(wǎng)平差在1980西安坐標(biāo)系、WGS-84世界大地坐標(biāo)系中分別進(jìn)行解算，選取中央子午線經(jīng)度為116度15分00秒。

GPS網(wǎng)的基線解算、網(wǎng)平差采用中海達(dá)公司研制的最新版平差軟件：HGO數(shù)據(jù)處理軟件包(中文版)。

4.3.1 基線解算

基線采用多基線處理模式統(tǒng)一解算，解算后的基線按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)（包括重復(fù)基線、同步環(huán)和異步環(huán)相對(duì)誤差較差驗(yàn)算），檢查基線向量中誤差（rms）、方差比（Ratio）以及天線高等，剔除不良基線，選取滿足規(guī)程要求的雙差固定整數(shù)解作為最終基線資料，參與后期網(wǎng)平差計(jì)算。

（1）重復(fù)基線。經(jīng)統(tǒng)計(jì)：GPS控制網(wǎng)有重復(fù)基線21條，其中：基線GS01～GS80（邊長(zhǎng)6562.4722m）的相對(duì)誤差為最大值5.44ppm，邊長(zhǎng)誤差為0.0357m。重復(fù)基線相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 重復(fù)基線相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)表

（2）同步環(huán)。GPS控制網(wǎng)共檢查同步環(huán)337個(gè)，其中：同步閉合環(huán)（GS39-GS59-V023-1）的全長(zhǎng)相對(duì)誤差為最大值5.45ppm（限差為10ppm）。同步環(huán)相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。0～3ppm 3～6ppm最大

（ppm）個(gè)數(shù)占%個(gè)數(shù)占%都昌縣E級(jí)GPS控制網(wǎng)337 327 97.0 10 3.0 5.45

GPS網(wǎng)名稱總數(shù)

（3）異步環(huán)。GPS控制網(wǎng)共檢查異步環(huán)321個(gè)，其中：異步閉合環(huán)（GS16-GS30-GS32-GS33）的全長(zhǎng)相對(duì)誤差為最大值13.36ppm（限差為15ppm）；異步閉合環(huán)（GS40-GS59-GS65-V023）的全長(zhǎng)絕對(duì)誤差為最大值0.0793m（限差為1.373m）。異步環(huán)相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。

以上統(tǒng)計(jì)資料表明基線的各種相對(duì)誤差符合規(guī)范要求。0～5ppm 5～15ppm最大

（ppm）個(gè)數(shù)占%個(gè)數(shù)占%都昌縣E級(jí)GPS控制網(wǎng)321 313 97.5 8 2.5 13.36

GPS網(wǎng)名稱總數(shù)

4.3.2 三維無(wú)約束平差

在WGS-84世界大地坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無(wú)約束平差，GPS網(wǎng)平差計(jì)算采用合格的雙差固定整數(shù)解基線構(gòu)網(wǎng)。檢查GPS基線向量網(wǎng)本身的內(nèi)符合精度、基線向量間有無(wú)明顯的系統(tǒng)誤差，并剔除含有粗差的基線邊。三維無(wú)約束基線精度見(jiàn)表5。從表5可以看出：基線向量改正數(shù)均滿足規(guī)范要求，充分說(shuō)明GPS控制網(wǎng)網(wǎng)有較好的內(nèi)符精度。

GPS網(wǎng)名稱最弱邊相對(duì)誤差［邊長(zhǎng)名］最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差(cm)都昌縣E級(jí)GPS控制網(wǎng)1:462069（GS53-GS54）2.27（GS54）

4.3.3 二維約束平差

在確認(rèn)3個(gè)C級(jí)GPS起算點(diǎn)的可靠性和精度后，再進(jìn)行GPS網(wǎng)二維約束平差計(jì)算，網(wǎng)平差主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表6，各項(xiàng)限差均滿足規(guī)范要求。

GPS網(wǎng)名稱最弱點(diǎn)位中誤差（cm）最弱邊相對(duì)中誤差都昌縣E級(jí)GPS控制網(wǎng)0.97 1:996414

5 GPS高程控制測(cè)量

根據(jù)《江西省農(nóng)村地籍調(diào)查技術(shù)規(guī)定》和技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)要求，E級(jí)GPS點(diǎn)采用擬合高程，即在GPS網(wǎng)平差過(guò)程中，利用起算點(diǎn)的水準(zhǔn)高程進(jìn)行大地水準(zhǔn)面擬合，然后根據(jù)網(wǎng)三維約束平差推導(dǎo)未知點(diǎn)的GPS擬合高程。

6 結(jié)論

GPS控制網(wǎng)在觀測(cè)時(shí)要確認(rèn)已知點(diǎn)的精度和可靠性，當(dāng)已知點(diǎn)精度不滿足規(guī)范要求時(shí)，要增加其它精度可靠的已知點(diǎn)。

采用邊連式布設(shè)三角形全面網(wǎng)是建立農(nóng)村集體建設(shè)用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查控制網(wǎng)的一種有效方法，可大大加強(qiáng)網(wǎng)形結(jié)構(gòu)、提高控制點(diǎn)精度、保證足夠的控制點(diǎn)密度。