国土测绘中GNSS 技术与传统控制测量对比分析

一、引言

国土测绘作为一项基础性、前期性工作，对于国家的资源管理、规划决策、经济建设等诸多方面都具有不可替代的重要意义。准确、高效的测绘成果是保障各项工作科学开展的基石。在国土测绘技术发展历程中，传统控制测量方法曾长期占据主导地位，为国土测绘事业做出了重要贡献。然而，随着卫星技术、信息技术的飞速发展，GNSS 技术应运而生，并以其显著优势迅速在国土测绘领域得到广泛应用，推动着国土测绘技术不断迈向新的高度。因此，深入对比分析 GNSS 技术与传统控制测量在国土测绘中的应用情况，具有重要的现实意义。

二、传统控制测量概述

2.1 传统控制测量原理

传统控制测量主要包含三角测量、导线测量以及水准测量等方法。三角测量依据三角形内角和定理与正弦定理，通过测量三角形内角及部分边长，推算未知点坐标；导线测量利用全站仪测量相邻控制点间距离和角度，依据已知点坐标推算未知点坐标；水准测量基于水平视线测量两点高差，从而求得未知点高程。

2.2 传统控制测量特点

传统控制测量在小范围、操作规范时精度较高，但测量范围扩大，误差积累会导致精度下降。其对作业条件要求苛刻，需控制点通视，在山区、城市高楼区等通视困难区域，实施难度大；且受天气影响明显，恶劣天气下无法测量。此外，传统控制测量作业流程繁琐，需多人协作，作业效率较低。

三、GNSS 技术概述

3.1 GNSS 技术原理

GNSS 技术基于卫星信号接收与距离交会原理，通过至少四颗卫星发射的位置与时间信息，经接收机测算信号传播时间，运用空间距离交会法确定地面点三维坐标。为提升定位精度，实际常采用差分定位技术，如实时动态（RTK）定位，在基准站连续观测卫星数据并传输至流动站，流动站通过差分计算，消除卫星轨道、电离层、对流层等误差，实现厘米级高精度定位，为国土测绘提供可靠坐标数据。

3.2 GNSS 技术特点

GNSS 技术具备显著优势。精度方面，短距离采用 RTK 技术可达厘米级平面定位精度，高程精度满足工程测量需求；长距离借助精密单点定位（PPP）或静态相对定位技术，结合高精度卫星星历与误差改正模型，精度可达毫米级以上，适用于地壳形变监测等高精度测绘。作业条件上，GNSS 无需控制点通视，在山区、森林等复杂地形畅行无阻，且受天气影响小，小雨、阴天仍可正常作业。作业效率高，以 RTK 为例，单人操作下每个测点仅需数秒至数十秒，自动化数据采集处理大幅缩短测量时间，在大面积国土测绘中可多组并行作业，显著提升测绘效率。

四、GNSS 技术与传统控制测量在国土测绘中的对比分析

4.1 精度对比

在大比例尺地形测图领域，传统控制测量若控制网布设科学、观测操作规范，于小范围区域内可实现较高精度。以全站仪导线测量为例，在边长 1 公里以内的闭合导线中，平面精度能达到 ±1-2mm， 。然而，随着测区范围扩大，误差累积问题逐渐暴露，当测区面积超过 50 平方公里时，平面位置误差可能超过 ±5cm ，高程误差可达 ±10cm 。与之相比，GNSSRTK 技术在卫星信号稳定、多路径效应较小的环境下，平面精度可稳定保持在 ±2cm 以内，高程精度约 ±3cm，完全满足 1：500-1：2000 大比例尺地形测图的精度要求。在长距离国土边界测绘等高精度项目中，传统测量因多次转点、大量观测计算，误差不断叠加，百公里导线测量终点平面误差甚至可达数米。而 GNSS 静态测量通过连续观测 4 小时以上，并采用精密星历与复杂误差改正模型，相对定位精度可达10^-7-10^-9 ，能够为边界划定、大地控制网构建等提供高精度数据支撑。

4.2 作业效率对比

传统控制测量作业流程繁琐且依赖多人协作。以在 100 平方公里测区建立四等水准控制网为例，需配置 1 名观测员、2 名立尺员及 1 名记录员，按照每天工作8 小时计算，完成约500 个测站观测，总计需要约30 天时间。每个测站不仅要完成仪器整平、前后视读数，还需严格控制前后视距差，相邻测站高差关系也需精准把控。而采用 GNSS 拟合高程方法，仅需 3-5 名技术人员携带接收机，借助网络 RTK 或基准站差分模式，7 天内即可完成相同区域高程控制测量。在大面积控制点加密作业中，传统导线测量每个控制点从仪器架设、对中整平到角度距离观测，平均耗时45 分钟，且受通视条件限制，选点需反复勘察。GNSS RTK 技术单人操作，每个控制点测量仅需 3-5 分钟，在 500 平方公里测区进行控制点加密时，传统方法需 3-4 个月，而 GNSS 技术仅需 2-3 周，极大提升了测绘项目进度。

4.3 作业条件对比

传统控制测量对作业环境要求苛刻。在山区地形中，为满足控制点通视条件，测量人员需攀爬至海拔较高的山顶、山脊位置，单次搬运全站仪、三脚架等设备重量超 15 公斤，部分偏远点位需徒步 2 小时以上才能到达。在植被覆盖率超 80% 的茂密森林区域，传统测量方法因视线受阻，实际可作业区域不足测区总面积的 60% 。同时，传统光学测量仪器受天气影响显著，降雨强度超过中雨时，仪器视窗易形成水雾，导致观测精度下降；雾天能见度低于500 米时，导线测量基本无法开展。GNSS 技术则突破通视限制，只要测站上空无大面积遮挡，在山谷、林下等复杂地形均可作业。面对小雨、阴天等天气，GNSS 接收机仅需增加观测时长，仍可保持较高测量效率，在极端天气下，其信号受影响程度也远低于传统测量方法。

4.4 成本对比

传统控制测量设备投入相对较低，一套普通全站仪市场价格约 3-5 万元，水准仪仅需 1-2 万元。但在 1000 平方公里地形测绘项目中，需组建 30-50 人的测量团队，包含观测、记录、后勤保障等岗位，若按人均月工资 8000 元计算，仅人力成本每月就达 24-40 万元。此外，受地形、天气影响，项目周期通常延长至 4-6 个月，设备租赁、人员差旅等成本进一步增加。GNSS 技术方面，一套高精度 RTK 接收机价格在 15-20 万元，设备采购成本较高。不过，采用 GNSS 测量技术，仅需 10-15 人团队即可完成相同规模项目，人力成本降低60% 以上。并且其作业效率高，受外界因素干扰小，项目周期可缩短至1-2 个月，综合设备折旧、人力薪酬、时间成本等因素，在大规模国土测绘项目中，GNSS技术总成本比传统测量方法可降低 10-15% 。

五、结论

通过对 GNSS 技术与传统控制测量在国土测绘中的全面对比分析可知，GNSS 技术凭借其高精度、高效率、受作业条件限制小以及在大规模项目中综合成本低等显著优势，在国土测绘领域展现出了强大的竞争力和广阔的应用前景。在实际国土测绘工作中，测绘人员应根据项目的具体需求、测区的实际情况以及成本预算等因素，合理选择测量方法，充分发挥 GNSS 技术和传统控制测量方法各自的优势，以实现高效、精准的国土测绘目标，为国家的国土规划、资源管理等工作提供可靠的数据支持。

参考文献：

[1] 尹娇 .GNSS 技术在地籍测量中的应用 [J]. 黑龙江科学 ，2025，16（04）：128-130.

[2] 罗有福 .GNSS 技术在大坝边坡变形监测系统集成与精度提升的研究 [J].信息与电脑 ，2025，37（03）：87-89.

[3] 马晓琪 ， 舒紫默 ， 刘琳怡 .GNSS 技术在航道测量工程中的应用实践 [J].中国水运 ，2025，（03）：80-82.