市籍

城市地籍测量中提高界址点的测量精度的方法研究

摘要：在城市地籍测量中界址点的测量精度质量对地籍测量的成果有着直接

的关系。文章就棱镜偏心误差的削减的方法、模型构建、计算机自动化等问题进

行了探讨和分析，提出了提高测站点点位精度的方法和措施，具有重要的实用价

值和理论意义，供参考。

关键词：地籍测量；界址点；测量精度

城市地基测量中的界址点的测量精度高低直接反映着该地籍测量的精度高

低。因此，提高界址点的测量精度等于提高地籍测量的质量。削减城市地基测量

中的界址点测量误差则是提高界址点的测量精度的目的。

一、棱镜偏心误差的削减方法

（一）棱镜偏心误差分析

在城市地基测量中数字测图测量员往往容易忽视棱镜偏心误差。实际上，棱

镜偏心误差对城市地籍测量的精度有很大的关系，其误差不是可以忽略不计的，

而是必须采取削减对策的。产生棱镜偏心误差的主要原因有四个：一是棱镜本身

有一定的体积，导致其不能准确放置在待测点而产生误差；二是测定地物特征点

上无法立镜而产生棱镜偏心误差；三是由于测定地物特征点正好被障碍物遮挡而

产生的误差；四是由于操作人员不严谨，致使棱镜放置位置稍偏移产生误差。

（二）棱镜偏心误差削减模型的构建

就如何结合应对棱镜本身体积造成的棱镜偏心误差、测定地物特征点位置不

佳无法立镜而产生棱镜偏心误差、人为产生的棱镜偏心误差，建立消减误差模型。

有关数据和实践证明，在地籍测量中，一是观测值总是在以最佳位置Q点

为圆心，棱镜半径为半径的圆周内外分布；二是观测值总是在测站点至最佳位置

点的直线（如直线QA或QB）上；三观测值一般不超过直线QA或QB的垂直

线HN（如图1所示）。

图1棱镜偏心的模拟示意图

在Mapsuv数字测图平台下，根据棱镜偏心误差分布规律、棱镜自身特征及

其它的反射原理，绘制了棱镜偏心的模拟图（如图1所示）。图1中Q为真位置；

A、B为测站点；1、2、3、4、5、6、7为偏心点；△HPE、△FQG、△DQE

为棱镜；∠HPE=∠NQE=90°；Q1=Q2=Q3=Q4=Q5=Q6=Q7=e≈r（r为棱镜半径、

ω为偏心距）；∠1Q4=67.5°、2Q4=45°、∠3Q4=22.5°、∠5Q4=-22.5°、∠6Q4=-45°、

∠7Q4=-67.5°，称它们为棱镜偏心角。

据棱镜偏心的类型的不同，棱镜偏心误差削减模型如下四种：

1．棱镜前左右偏心误差削减模型

设偏心距为ω，棱镜偏心角为υ，如∠2Q4、∠3Q4（以测站点至最佳位置点

的边为起算边逆时针读数），照准偏角为τ，如∠2AQ、∠3AQ，3APμ、5APμ分

别为βA3、βA5的方位角，A3、A5分别为测站点A至待测点3和5的平距，则

Q（

，

、

为棱镜前左右偏心点误差削减后的坐标，

、

为棱镜前左右偏心点实测坐标，β为测站点至实测点方向的方位角。

在实际测量中，确定υ与τ的值是十分复杂和困难的。本人通过对一个界址

点随机的反复测了300次试验得出：棱镜偏心角在-50°～50°的频率为94%。

棱镜偏心角在0°～50°或-50°～0°时，照准偏角τi为

（i=0，1，2，…，50）（

）（4）

式中M为测站点至实测点的平距，ν0=0°，ν1=1°，ν2=2°，……，ν50=50°。

则τ

（9）式为棱镜前左右偏心误差削减模型，棱镜前右偏心取上号、棱镜前左

偏心取下号。

2．棱镜后左右偏心误差削减模型

实测点至测站点边与实测点至最佳位置点边的夹角e的确定：e随着棱镜偏

心角的变化而变化。一般情况下，棱镜后左右偏心很少见。e可取

（11）式为棱镜后左右偏心误差削减模型，当棱镜后右偏心取上号，若棱镜

后左偏心取下号。

3．棱镜正前后偏心误差削减模型

（12）

（12）式为棱镜正前后偏心误差削减模型，当棱镜正前偏心取上号，若棱镜

正后偏心取下号。

4．棱镜正左右偏心误差削减模型

（13）

（13）式为棱镜正左右偏心误差削减模型，当棱镜正右偏心取上号，棱镜正

左偏心取下号。

（三）倒立镜观测法

棱镜产生偏心误差与它的本身体积有着重要的关系，可见不同的立镜方法会

因自身体积产生不同的影响，进而有差异的棱镜偏心误差。同时，倒立镜时与棱

镜本身体积几乎无关，可见倒立镜观测法能够缩小，甚至是能够消除棱镜本身体

积而产生的误差。不过，由于一般的带测点上不易倒立镜，致使使用该方法带来

一定的制约性，只有在草坪、公路等低地物或者地面上的地物才能使用该方法。

虽然倒立镜观测法受观测物的制约，但是该方法实用简单，易于掌握操作。

（四）棱镜偏心误差削减模型的计算机自动化

由于大多数商品化测绘软件没有棱镜偏心误差削减功能，带来很大不便，

但是使用者可以使用棱镜偏心误差削减模型的计算机自动化来实现棱镜偏心误

差的削减。我们有以上分析可知，进行棱镜偏心误差削减只需要测站点和棱镜位

置的坐标，就能根据偏心类型和偏心距计算出接近真位置的坐标。该模型编码方

法相对简单，完全可以要求技术人员对本单位的全站仪与棱镜，直接编到程序中，

实现棱镜偏心误差削减的计算机自动化计算。

（五）支站次数的控制

在地籍碎部测量中，有的地块由于客观原因致使不能加密控制点，则无法满

足施工需求，必然要求支站。据有关资料和实际考证可知，控制支站次数、选择

高精度测量仪器、保证测站点点位精度就会大大地提高界址点的测量精度。

二、提高测站点点位精度的方法和措施

界址点的测量是在平面控制网的基础上实施的，而测站点通常是基本控制点

或加密控制点。从上文界址点的点位误差分析我们可知，测站点点位误差，对界

址点的测量精度影响很大，削减测站点点位中误差的重要方法是提高测站点点位

精度的质量。这也是提高界址点的测量精度的一种有效、可行的方法。提高测站

点点位精度的质量的措施主要有以下几种：

1．提高GPS控制网的起算边长精度。在布设GPS网时，可以采用高精度

激光测距边作为起算边长，GPS网与地面网一同联合平差。

2．GPS观测员在进行GPS网观测中必须严格按照技术规定实施作业，以

提高测站点点位精度的质量。

3．采取增加观测期数、重复设站次数等方法和措施提高GPS网的可靠性。

4．采取移除质量差的基线、严格设定基线解除的控制参数等方法和措施精

化基线向量解算。

5．使用标准生产厂家的高质量、高精度的GPS测量仪器，以提高进行布测

GPS控制网的科学性、准确性。

三、结论

地籍控制测量采用的测量方法较多，但是自身又具有范围大、控制点密度高

的特点。界址点的测量精度对地籍测量质量有直接的影响，而测站点点位误差又

对其的影响有直接的关系。对于实现棱镜偏心误差削减模型的微机自动化，可采

用JAVA、C++等预言编写程序，实现自动化，以提高地籍测量的速度，减轻测

量工作人员的工作量。影响界址点的测量精度质量的原因是多方面的，只要以严

谨的、科学的态度，采取有效的技术和方法，提高界址点的测量精度是可能的。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。