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【關(guān)鍵字】gps測量 測量誤差 精度控制技術(shù)

中圖分類號：O433文獻標(biāo)識碼： A

全球定位系統(tǒng)（GPS）因為測量時間短、測量精度高、觀測站之間無需通視，可提供三維坐標(biāo)，測量過程具有全球性、全天候性、連續(xù)性和實時性等優(yōu)點，在全球范圍內(nèi)的各個領(lǐng)域都得到了廣泛的運用。任何先進技術(shù)都不可避免的有些不盡人意或者有待改善的不足，GPS也不例外，具體表現(xiàn)在實際測量過程中有一定程度上的不穩(wěn)定，經(jīng)常由于一種或者幾種因素導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。為了改進GPS的上述缺點，本文對GPS測量中的誤差以及誤差精度控制技術(shù)進行分析。

一、GPS定位系統(tǒng)的組成部分

GPS定位系統(tǒng)是基于全球24顆定位人造衛(wèi)星，向全球各個地方全天候地提供三維位置、三維速度信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它由空間衛(wèi)星群、地面控制系統(tǒng)以及用戶裝置部分組成，民用的定位精度可達10米內(nèi)。

1.空間衛(wèi)星群

GPS的空間衛(wèi)星群由24顆衛(wèi)星（21顆工作衛(wèi)星；3顆備用衛(wèi)星）組成，衛(wèi)星分布在六個距地表20200 km的特定軌道上，每個軌道上有4顆衛(wèi)星，各軌道面之間的交角60°，軌道傾角55°，衛(wèi)星軌道運行的周期11 h 58 min，衛(wèi)星的分部保證了在全球任何地點、時間、地平線能夠至少接收到4顆衛(wèi)星的信號。

2.地面控制系統(tǒng)

地面控制系統(tǒng)由由3個注入站、1個主控站、5個監(jiān)測站所組成的。注入站把主控站計算出的信息全部注進到衛(wèi)星里；主控站通過觀測GPS衛(wèi)星的運行數(shù)據(jù)，對衛(wèi)星鐘進行及時的參數(shù)修正，計算衛(wèi)星星歷，然后再將計算結(jié)果利用注入站傳送到衛(wèi)星當(dāng)中；監(jiān)控站則是接收衛(wèi)星所發(fā)出的信號，對衛(wèi)星工作情況進行監(jiān)測。

3. 用戶裝置部分

GPS用戶部分即GPS信號接收機，由天線單元和接收單元兩部分組成。其作用就是收取衛(wèi)星所發(fā)出的信號，然后通過這些接收到的信號計算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。隨著科技的不斷發(fā)展，GPS的用戶部分逐漸小型化，便于野外觀測使用。

二、GPS的測量誤差與精度控制技術(shù)

誤差按性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差與偶然誤差兩類。這兩類誤差中，系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響要遠比偶然誤差大的多，系統(tǒng)誤差是 GPS 測量的主要誤差來源，而且系統(tǒng)誤差存在一定的規(guī)律性，所以可以采用一定的方法和措施來消除此項誤差。從 GPS 測量誤差的來源可分：衛(wèi)星部分、信號傳播部分、信號接收部分和其他影響部分四個部分。

2.1 衛(wèi)星部分

衛(wèi)星部分誤差主要有衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差及相對論效應(yīng)，衛(wèi)星部分誤差對距離測量的影響約為 1.5~15 米。衛(wèi)星星歷誤差是衛(wèi)星在空間的位置與實際位置之差，衛(wèi)星星歷的數(shù)據(jù)來源有廣播星歷和實測星歷，廣播星歷由于 SA 政策，廣大用戶很難從系統(tǒng)的改善中獲得應(yīng)有的精度，而實測星歷對導(dǎo)航和動態(tài)定位無任何意義，對靜態(tài)定位有重要意義。衛(wèi)星鐘的鐘差包括由鐘差、頻偏、頻漂、鐘的隨機誤差，在 GPS 測量中，無論是碼相位觀測或載波相位觀測，都要求衛(wèi)星鐘和接收機鐘保持嚴(yán)格同步。

由于GPS 衛(wèi)星軌道的預(yù)測工作主要是通過 GPS 跟蹤網(wǎng)來實施的。其中對數(shù)據(jù)影響最大的是坐標(biāo)誤差，較為嚴(yán)重的情況下，坐標(biāo)誤差是其他誤差十倍之多。因此要特別注重跟蹤站地心坐標(biāo)的精度，要求要優(yōu)于 0.1m，當(dāng)對基站松弛軌道進行加權(quán)時，要求其坐標(biāo)值要優(yōu)于 5m。只要能夠?qū)⒏櫥具M行數(shù)據(jù)分析，就能夠?qū)④壍栏鶖?shù)誤差修改而成為正值。通過以上手段，精密星歷就能夠傳送給客戶。

2.2 信號傳播部分

信號傳播部分的誤差有電離層折射誤差、多路徑效應(yīng)誤差以及對流層折射誤差，這些誤差對距離測量的影響為 1.5~15 米，電離層折射誤差是由于 GPS 信號在通過電離層時，信號的路徑發(fā)生彎曲、傳播速度發(fā)生變化。多路徑效應(yīng)是指測站周圍的反射物反射衛(wèi)星信號進入接收機天線，這時多個衛(wèi)星信號產(chǎn)生干涉，而使觀測值偏離真值。GPS 信號在通過對流層時，信號的路徑發(fā)生彎曲，對流層折射的誤差與信的高度角有關(guān)，當(dāng)在地面方向（即高度角為 10 度），影響可達到 20 米。

GPS信號傳播過程造成的誤差可以從兩個方面進行控制。第一，通過使用模型對 GPS 信號進行更正， 即通過對氣象資料的分析研究而建立相應(yīng)的模型， 對流層折射所發(fā)生的誤差進行預(yù)測，從而通過數(shù)據(jù)處理進行更正。第二，通過同步觀測的方法來求差，從而消除流層對 GPS 信號傳播的影響。

2.3 信號接收和其他誤差部分

與接收機有關(guān)的誤差主要有接收機鐘誤差、接收機位置誤差、天線相位中心位置誤差及幾何圖形強度誤差等，這一些誤差對距離測量的影響為 1.5~5 米，其他誤差主要為地球自轉(zhuǎn)的影響和地球潮汐改正，對距離測量的影響為 1 米。實際與接收機相關(guān)的誤差主要還是噪聲誤差（天線噪聲、傳輸線噪聲、接收機內(nèi)部噪聲），如果接收機鐘與衛(wèi)星鐘的同步差為 1μs，由此引起的距離誤差約為 300m，而接收機的位置誤差是天線相位中心與測站標(biāo)石中心的誤差。

就目前而言，對于信號接收和其他誤差部分，通常采用ROCK4 模型、標(biāo)準(zhǔn)模型、多項式模型等模型進行校正與預(yù)測，這幾種模型之間并無過大優(yōu)劣比較，預(yù)測精度的差距都不大，一般都能達到 1m 定規(guī)。為了能夠獲得更小的誤差數(shù)值，筆者認(rèn)為可以將這幾種模型混合使用，從而得到更為精確的誤差值，甚至精度將會控制在 0.1m 以內(nèi)。

三、結(jié)束語

為了降低GPS的測量誤差，需要對誤差的產(chǎn)生原因進行深入分析，并且針對分析結(jié)果指定相應(yīng)的解決措施；制定具體規(guī)范的操作規(guī)章制度，觀測過程嚴(yán)格章程執(zhí)行，這樣才能保證測量結(jié)果的精確性。

參考文獻

[1] 胡輝,陳艷.GPS接收機的定位誤差分析[J].河南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2010,38(6):68-71.

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關(guān)鍵詞：GPS地籍測量RTK

全球定位系統(tǒng)GPS作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，不僅具有良好的抗干擾性和保密性，而且具有全球性、全天候、連續(xù)性、實時性的精密三維導(dǎo)航與定位能力，能為土地測量提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間。目前GPS系統(tǒng)已廣泛用于地籍測量中，尤其是實時動態(tài)（RTK）定位技術(shù)在地籍測量中蘊含著巨大的技術(shù)潛力。

一、GPS測量的特點

相對于常規(guī)測量來說，GPS測量主要有以下特點：

（一）測量精度高，時間短

一般雙頻GPS接收機基線解算精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長，GPS測量優(yōu)越性愈加突出。近幾年，隨著GPS測量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，在進行GPS測量時，靜態(tài)相對定位每站僅需20 min左右，動態(tài)相對定位僅需幾秒鐘。

（二）測站間無需通視，儀器操作簡便

GPS測量不需要測站間相互通視，可根據(jù)實際需要確定點位，使得選點工作更加靈活方便。另外，GPS接收機自動化程度越來越高，操作實現(xiàn)智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機后設(shè)定參數(shù)，接收機即可進行自動觀測和記錄。

（三）全球性、全天候作業(yè)

由于GPS衛(wèi)星分布合理，能為用戶提供連續(xù)、實時的三維位置，三維速度和時間，在地球任何地點、任何時間均可連續(xù)同步觀測到4顆以上的衛(wèi)星，且測站之間不需點間透視，點位位置可根據(jù)需要可稀可密，使選點工作靈活，節(jié)約大量的造標(biāo)費用，并不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響，可隨時進行GPS測量。

二、GPS測量原理

GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成，GPS用戶設(shè)備由GPS接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，跟蹤衛(wèi)星的運行，并對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機中心（測站點）的三維坐標(biāo)。最終計算出準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。

（一）靜態(tài)測量

就是用兩臺或兩臺以上GPS接收機同步觀測，對觀測值進行處理，可等到兩測站間精密的WGS-84基線向量，再經(jīng)過平差、坐標(biāo)傳遞、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等工作，最終等到測點的坐標(biāo)。顯然靜態(tài)測量不具備實時性。

（二）實時動態(tài)（RTK）定位技術(shù)

是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破，在土地測量中有廣闊的應(yīng)用前景。實時動態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實時動態(tài)測量的保證，其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準(zhǔn)點，安置一臺接收機作為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù)，隨機計算機根據(jù)相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標(biāo)和測量精度。在土地測量中，RTK技術(shù)可實時地測定界址點坐標(biāo)，確定土地使用界限范圍，計算用地面積，在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時，應(yīng)用RTK技術(shù)可實時測量權(quán)屬界限、土地分類修測，提高了測量速度和精度。

三、GPS測量模式地籍測量中應(yīng)用RTK技術(shù)測定每一宗土地的權(quán)屬界址點以及測繪地籍圖，能實時測定有關(guān)界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入成圖系統(tǒng)，可及時地精確獲得地籍圖。在測量地籍時，GPS―RTK技術(shù)主要有兩種方式：

（一）GPS-RTK接收機+測圖軟件

利用GPS―RTK接收機在野外實地測量各種地籍要素數(shù)據(jù)，經(jīng)過GPS數(shù)據(jù)處理軟件進行預(yù)處理，按相應(yīng)的格式存儲在數(shù)據(jù)文件中，同時配繪草圖，供測圖軟件進行編輯成圖。這樣控制點大大減少，測量效率大大提高。但必須繪制測量草圖，一些無線電死角和衛(wèi)星信號死角無法采集數(shù)據(jù)，必須用全站儀進行補充。

（二）GPS-RTK接收機+全站儀+掌上電腦+測圖軟件

這種模式將克服集中數(shù)字測量模式的缺點，可適應(yīng)任何地形環(huán)境條件和任意比例尺地籍圖的測繪，實現(xiàn)全天候、無障礙、快速、高精度、高效的內(nèi)外業(yè)一體化采集地籍信息。

四、RTK地籍碎步測量技術(shù)

與采取全站儀相比，采用RTK技術(shù)在地籍碎步測量中也具有非常突出的優(yōu)勢：

（一）采點速度快，因為解算速度已達到20Hz（一般用1Hz），即每秒鐘就可以記錄一組觀測數(shù)據(jù)，所以初始化完成后單點采集的時間幾乎可以忽略不計。

（二）作用范圍廣，減少做控制和換站的工作量。一般在沿基準(zhǔn)站方向阻擋較少的地區(qū)，RTK作用半徑可達十幾公里。多臺接收機可以同步工作，而且相互不影響，也無誤差的積累。實踐證明，在相同的時間內(nèi)，一臺流動站大約是一臺全站儀工作效率的兩倍。

（三）實現(xiàn)單人操作，節(jié)省勞動力。在保證基準(zhǔn)站安全的前提下，每臺流動站只需要一人。

五、GPS在地籍測量中需要注意的問題

（一）測繪點的選取

應(yīng)用GPS實時動態(tài)技術(shù)進行土地測量之前，首先要完成測繪點的選取工作。選取測繪點時，要保證測繪點上空的開闊度，使對衛(wèi)星進行連續(xù)跟蹤時可以有更好的信號質(zhì)量。測繪點上空不能存在成片的障礙物。同時測繪點的選取要遠離電磁波干擾源，要保證測繪點方圓200m內(nèi)不能有高壓輸電線以及大功率的無線電發(fā)射設(shè)施等。否則，將會導(dǎo)致多路徑效應(yīng)，影響測量精度，所以測繪點的選取也要避開高層建筑以及成片的水域。

（二）數(shù)據(jù)觀測

在GPS 外業(yè)施測中，利用GPS 接收機獲取 GPS衛(wèi)星信號，其主要工作包括天線設(shè)置、接收機操作和測站記簿等。天線應(yīng)與周圍物體相隔一定的距離。天線的對中、整平和定向應(yīng)符合精度要求，并應(yīng)精確地測天線高。在作偏心觀測時應(yīng)精確測定偏心元素。天線高度偏心元素和觀測中的各種情況和問題應(yīng)正確記錄在記錄簿內(nèi)。為了保證 GPS 觀測的質(zhì)量，在施測前應(yīng)對 GPS 進行檢測，并且宜在 GPS 網(wǎng)中加測部分電磁波測距邊。

（三）基準(zhǔn)設(shè)計

GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計，一般主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問題。確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，可選網(wǎng)中一點的坐標(biāo)值并加以固定或給以適當(dāng)?shù)臋?quán)，或者網(wǎng)中的點均不固定，通過自由網(wǎng)偽逆平差或穩(wěn)擬平差，來確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。這種以最小約束法進行GPS網(wǎng)的平差，對網(wǎng)的定向與尺度沒有影響，平差后網(wǎng)的方向和尺度以及網(wǎng)的相對精度都是相同的，但網(wǎng)的位置及點位精度卻不相同。在網(wǎng)中選若干點的坐標(biāo)值并加以固定，或者選網(wǎng)中若干點的坐標(biāo)值并加以固定，或者選網(wǎng)中若干點的坐標(biāo)值并給以適當(dāng)?shù)臋?quán)，在確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)的同時，將對GPS網(wǎng)的方向和尺度產(chǎn)生影響，其影響程度與約束條件的多少及所取觀測值的精度有關(guān)。

（四）GPS控制網(wǎng)平差

在建立GPS控制網(wǎng)時，根據(jù)地區(qū)的特點和需要，建立該地區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)，或采用該地區(qū)原有的坐標(biāo)系統(tǒng)。為此，常常以已有的地面已知點作為起算點。因此，在GPS網(wǎng)平差時，應(yīng)考慮GPS坐標(biāo)系統(tǒng)與地面參考坐標(biāo)系統(tǒng)的尺度和方位的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

六、結(jié)語

GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了革命性的變化，也對地籍測量工作，特別是地籍控制測量工作帶來了巨大的影響。應(yīng)用GPS進行地籍控制測量，點與點之間不要求互相通視，這樣避免了常規(guī)地藉測量控制時，控制點位選取的局限條件，并且布設(shè)成GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對GPS網(wǎng)精度的影響也甚小?？傊?，GPSRTK測量技術(shù)完全可以滿足土地測量的需要，使測量精度達到規(guī)范要求。各測量點間不需要通視，不僅快速、方便、不受地形限制，而且還省時、省力、提高了工作效率；基站和移動站間作用距離可達到10km以上，保證了移動站所測各點幾乎具有同等的精度，避免了全站儀測量中因不通視而頻繁轉(zhuǎn)站帶來的誤差積累。

參考文獻：

1. 馬萬松：《GPS在地籍測量中的應(yīng)用》，《建筑》，2011年18期。

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關(guān)鍵詞：GPS測量技術(shù)

1. 概念論述

GPS是由美國研制的導(dǎo)航、授時和定位系統(tǒng)。它由空中衛(wèi)星、地面跟蹤監(jiān)控站、和用戶站三部分組成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力。GPS系統(tǒng)的特點是高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等。

實時動態(tài)測量（RTK）Real Time Kinematic

RTK 定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理。流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運動狀態(tài)。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

2. GPS構(gòu)成部分

主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分組成，GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)，軌道平面的傾角為55°，衛(wèi)星的平均高度為20200km，運行周期為11h58min。衛(wèi)星用L波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號，導(dǎo)航定位信號中含有衛(wèi)星的位置信息，使衛(wèi)星成為一個動態(tài)的已知點。在地球的任何地點、任何時刻，在高度角15°以上，平均可同時觀測到6顆衛(wèi)星，最多可達到9顆。

GPS地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站組成。主控站根據(jù)各監(jiān)測站對GPS衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，計算各衛(wèi)星的軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來的導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲器中。

GPS用戶設(shè)備由GPS接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備（如計算機）等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，跟蹤衛(wèi)星的運行，并對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機中心（測站點）的三維坐標(biāo)。

3. GPS技術(shù)特點

從工程測量的實施應(yīng)用中，我們可以充分看到GPS測量的優(yōu)越性，充分顯示了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度和高效益。

采用GPS技術(shù)測設(shè)方格網(wǎng)，比常規(guī)方法適應(yīng)性更強。網(wǎng)形構(gòu)造簡單，點的疏密和邊的長短可靈活選取，即使離已知控制點較遠也可以連接，并進行控制網(wǎng)的定位和定向。另外，它解決了點位之間無法通視的困難，選點靈活，不需要高標(biāo)，同時還可以保證外業(yè)施測不受天氣影響。測設(shè)大型（長邊）方格網(wǎng)和通視條件特別困難時，尤其能夠顯示其優(yōu)越性。

當(dāng)前，用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測理，為勘測階段測繪帶狀地形圖，路線平面、縱面測量提供依據(jù)；在施工階段為橋梁，隧道建立施工控制網(wǎng)，這僅僅是GPS在公路測量中應(yīng)用的初級階段，其實，公路測量的技術(shù)潛力蘊于RTK（實時動態(tài)定位）技術(shù)的應(yīng)用之中，RTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，有著非常廣闊的前景。下面就RTK技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用作簡單的介紹。

4.RTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用

眾所周知，無論靜態(tài)定位，還是準(zhǔn)動態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無法實時解算出定位結(jié)果，而且也無法對觀測數(shù)據(jù)進行檢核，這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在實際工作中經(jīng)常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。

實時動態(tài)定位（RTK）系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實時動態(tài)測量的保證，其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準(zhǔn)點，安置一臺接收機作為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù)，隨機計算機根據(jù)相對定 位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標(biāo)和測量精度。這樣用戶就可以實時監(jiān)測待測點的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況，根據(jù)待測點的精度指標(biāo)，確定觀測時間，從而減少冗余觀測，提高工作效率。

5. 實時動態(tài)（RTK）定位測量模式

RTK定位測量分為有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)）前端數(shù)據(jù)采集。

快速靜態(tài)定位模式，要求GPS接收機在每一流動站上，靜止的進行觀測。在觀測過程中，同時接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測數(shù)據(jù)，實時解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)，如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設(shè)計要求，便可以結(jié)束實時觀測。

動態(tài)定位測量前需要在一控制點上靜止觀測數(shù)分鐘（有的儀器只需2～10s）進行初始化工作，之后流動站就可以按預(yù)定的采樣間隔自動進行觀測，并連同基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時確定采樣點的空間位置。

6.總結(jié)

GPS在公路勘測中的應(yīng)用，對高等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了革命性的變革，極大地提高了勘測精度和勘測效率，特別是實時動態(tài)（RTK）定位技術(shù)將在公路勘測、施工和后期養(yǎng)護、管理方面有著廣闊的應(yīng)用前景由于只需要采集碎部點的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此大大降低了測圖難度，既省時又省力，非常實用。實時動態(tài)RTK技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用，對等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了重大改變，極大地提高了勘測精度和勘測效率，對公路勘測、施工和后期養(yǎng)護、管理方面有著廣闊的應(yīng)用前景，為我國國民經(jīng)濟發(fā)展帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]張正祿.工程測量學(xué) 武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[2]詹長根.地籍測量學(xué) 武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

篇4

1．1水下測繪應(yīng)用水下測繪在我國目前的工程測繪中是比較有難度的，由于水下的地理環(huán)境比較復(fù)雜，而且還會受到水位高度影響，所以水下測繪的整體難度系數(shù)是比較高的，若是水下測繪采取人工測繪的話，必須要將水位降低排除流速和壓強等一些干擾的因素，否則很難保證測繪出最終結(jié)果的精準(zhǔn)度。在我國水下工程發(fā)展不斷壯大的同時，對水下測繪的依賴性也越來越高，從而使水下測繪中的應(yīng)用成為了工程測繪中的重要部分。GPS測量技術(shù)自身就具備著明顯的優(yōu)勢，由于測繪設(shè)備的體積非常小，不會對水下測繪造成影響，尤其是在測量當(dāng)中，要收集的水下資料是非常關(guān)鍵的，其次還要快速的傳送到計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中，通過相關(guān)的軟件進行分析，從而得出最終的數(shù)據(jù)信息，也減少了水下環(huán)境因素的影響。水下測繪在GPS測量技術(shù)的協(xié)助下，取得了精準(zhǔn)的測量結(jié)果，從而避免了人工下水的意外現(xiàn)象。

1．2形變測量應(yīng)用形變是工程測繪中的重要組成部分，在大部分工程內(nèi)部都存在著形變的因素影響，尤其是受到地理環(huán)境或是人為因素的影響，從而增加了形變控制的難度系數(shù)。針對形變的控制對GPS測量技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)信息方便提出更具有科學(xué)性的方法。例如:某礦產(chǎn)的施工現(xiàn)場的地基出現(xiàn)了形變的現(xiàn)象，表現(xiàn)出比較嚴(yán)重的坍塌情況，該負(fù)責(zé)的人員可以通過GPS測量技術(shù)及時研究引發(fā)的形變的主要因素，同時測量出地基沉降的具體數(shù)據(jù)，從而進行對地基形變的控制，盡可能的降低地基變形對整體的礦產(chǎn)造成的危害。其中GPS測量技術(shù)在該礦產(chǎn)中主要發(fā)揮的作用是定位和檢測的形式，檢測地基發(fā)生變形的現(xiàn)象，控制好在安全范圍之內(nèi)，避免出現(xiàn)地基沉降的現(xiàn)象，做到全方位保護好施工現(xiàn)象的安全，從而降低了礦產(chǎn)的變形風(fēng)險。

1．3城市測繪應(yīng)用城市建設(shè)是我國目前發(fā)展實施的重要項目，然而要想實現(xiàn)多樣化的城市建設(shè)，就必須要保證測繪的范圍達到標(biāo)準(zhǔn)化。GPS測量技術(shù)在城市測繪中的應(yīng)用最多的功能技術(shù)就是，高效的城市測繪系統(tǒng)定位、遙控等，從而提高城市測繪中的數(shù)據(jù)信息達到精準(zhǔn)度。例如:某城市在進行測繪時，涉及到的大范圍的控制，其中包括了三級測繪導(dǎo)線，需要GPS測量技術(shù)的精準(zhǔn)測繪，運用在城市測繪中，由于施工建筑的原因，導(dǎo)致測繪受到一定程度的影響，GPS測量技術(shù)可以定位到城市內(nèi)部的靜態(tài)測繪，同時應(yīng)用GPS技術(shù)，可以排除城市兩個測繪中的基本測試點，完成直接性的測量技術(shù)，避免對城市測繪原本的基點造成破壞，還可以快速的實現(xiàn)城市測繪中的施工建設(shè)規(guī)劃。

1．4網(wǎng)點控制應(yīng)用網(wǎng)點控制最主要的應(yīng)用就是體現(xiàn)在降低地面測量的耗時及減少外力的影響、我國在工程施工中重點的更新了網(wǎng)點的控制，為了確保網(wǎng)點控制的準(zhǔn)確度還必需要利用GPS測量技術(shù)。GPS測量技術(shù)在網(wǎng)點控制中能夠很好的保證基礎(chǔ)網(wǎng)點的測繪效果，然而GPS測量技術(shù)針對網(wǎng)點控制的應(yīng)用還要注意對城市造成的影響，從而避免對整體工程測繪中獲取的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)誤差。

2GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用流程

2．1系統(tǒng)定位測量點在選擇測量點時必須要以安全便捷為前提去設(shè)置GPS定位系統(tǒng)，在視野比較廣闊的環(huán)境進行作業(yè)時，要避免或許會對GPS定位系統(tǒng)的傳輸和接收造成的影響的因素，從而在確定GPS的測量點后，需要準(zhǔn)確的記錄到工程測繪的圖紙中，為日后進行工程測繪提供圖紙的鋪墊。

2．2構(gòu)建測量標(biāo)點GPS測量技術(shù)在構(gòu)建測量點時，主要利用指示和提示兩個測點的作用，待測量點定位好以后，就可以進行安裝測量標(biāo)志所用到的GPS測量技術(shù)?；诠こ虦y繪的環(huán)境不同，所有構(gòu)建的測量標(biāo)志也隨之不相同，通常比較常見的形式就是下面埋入標(biāo)石作為記號，從而可以確認(rèn)標(biāo)石為穩(wěn)定的測量標(biāo)志。

2．3測量觀測測量觀測在GPS定位系統(tǒng)中是比較重要的測量技術(shù)，利用室外的觀測對GPS測量技術(shù)進行嚴(yán)格的比對。例如:某地區(qū)工程項目測繪中在GPS測量技術(shù)的室外進行觀測，其兩者都必須在協(xié)調(diào)的情況下進行高質(zhì)量的測繪，采用衛(wèi)星定位對測量技術(shù)的數(shù)據(jù)信息進行收集，通過GPS測量技術(shù)在室外觀測所接收到的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以有效的保證測量觀測的數(shù)據(jù)。

3總結(jié)

篇5

關(guān)鍵詞：定位系統(tǒng)；GPS技術(shù)；基礎(chǔ)測繪；

21世紀(jì)是信息化的時代，而作為信息化產(chǎn)業(yè)技術(shù)方向的一部分，測繪專業(yè)在數(shù)字地球概念中扮演著重要的角色。而GPS全球定位系統(tǒng)具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點。在測繪領(lǐng)域中，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測量、工程測量、航空攝影測量及地形測量等各個領(lǐng)域。通過 GPS靜態(tài)測量和 GPS RTK測量技術(shù)在性能特點、作業(yè)方法、技術(shù)條件及應(yīng)用效果的分析，指出GPS技術(shù)在房產(chǎn)基礎(chǔ)測量中具有傳統(tǒng)測量技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。

1、GPS靜態(tài)測量應(yīng)用于房產(chǎn)平面控制測量

1．1GPS靜態(tài)測量模式

GPS靜態(tài)測量有常規(guī)靜態(tài)測量與快速靜態(tài)測量2種模式。

常規(guī)靜態(tài)測量模式是采用2臺(或2臺以上)GPS接收機 ，分別安置在1條或數(shù)條基線的兩端，同步觀測 4顆以上衛(wèi)星，每時段根據(jù)基線長度和測量等級觀測45min以上的時間。

快速靜態(tài)測量模式是在一個已知測站上安置1 臺 GPS接收機作為基準(zhǔn)站，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星。移動站接收機依次安置到各待測測站，每測站觀測數(shù)分鐘。

這兩種模式均可用來建立房產(chǎn)平面控制網(wǎng)。應(yīng)用 GPS進行房屋平面控制測量，點與點之間可以不要求互相通視，這樣就避免了常規(guī)測量中控制點位選取的局限性。只要使用的 GPS儀器精度與等級控制測量精度相匹配，控制點位的選取符合 GPS點位選取條件，那么所布設(shè)的 GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足房產(chǎn)測量規(guī)程要求。

1．2 GPS靜態(tài)測量的作業(yè)方法

1．2．1根據(jù)基線長度確定靜態(tài)測量觀測時間

以拓普康 GPS為例，為達到測量精度要求，在進行靜態(tài)測量時，可根據(jù)基線長度和接收機的類型確定觀測時間(表 1)。

表 1 根據(jù)基線長度確定的 GPS靜態(tài)測量觀測時間

以上觀測的成果質(zhì)量易受鎖定的衛(wèi)星數(shù)量、作業(yè)環(huán)境及各種干擾因素影響。為保證獲得良好的觀測成果，應(yīng)做到：

(1)按相關(guān)的GPS規(guī)范要求選取觀測時間；

(2)新用戶應(yīng)盡可能適當(dāng)延長設(shè)計觀測時間；

(3)單頻接收機最好不要用于觀測長度超過 15 km的基線 。

1．2．2 外業(yè)觀測

(1)將 3臺接收機分別在測站點上對中、整平；

(2)接收機開機，跟蹤GPS／GLONASS衛(wèi)星的信號；

(3)在外業(yè)表格上記錄點號、儀器編號、天線高等信息；

(4)接收機跟蹤衛(wèi)星穩(wěn)定后，開始記錄觀測數(shù)據(jù)；

(5)觀測一定時間后，接收機停止記錄觀測數(shù)據(jù)；

(6)接收機關(guān)機。

1．3GPS靜態(tài)測量特點

在布設(shè)控制網(wǎng)方面，GPS靜態(tài)測量較之常規(guī)方法具有以下特點：

(1)測量精度高。GPS觀測精度要明顯高于常規(guī)測量方法，其基線向量的相對精度一般在 1／10000～1／100000000之間，這是普通測量方法很難達到的。

(2)選點靈活、不需要建造覘標(biāo)。GPS測量不要求測站間相互通視，不需要建造覘標(biāo)，作業(yè)成本低，大大降低了布網(wǎng)費用。

(3)全天侯作業(yè)。在任何時間、任何氣候條件下，均可以進行 GPS觀測，大大方便測量作業(yè)，有利于按時、高效地完成控制網(wǎng)的布設(shè)。

(4)觀測時間短。采用 GPS布設(shè)一般等級的控制網(wǎng)，每個測站上的觀測時間一般為 1～2個小時。采用快速靜態(tài)定位的方法，觀測時間更短。

(5)觀測、處理自動化。采用 GPS布設(shè)控制網(wǎng)，觀測和數(shù)據(jù)處理過程均高度自動化。

1．4 實例及效果

某房產(chǎn)基礎(chǔ)測繪項目區(qū)面積 100km2 ，需要布設(shè)三等 GPS控制網(wǎng)。根據(jù)規(guī)范要求，點與點之間平均距離為 5km，現(xiàn)場踏勘后共布設(shè) 13個點，埋石、觀測、數(shù)據(jù)解算共用時4個工作日。如果應(yīng)用常規(guī)作業(yè)方法，以上工作量只能滿足在控制點上建造覘標(biāo)的要求，而且控制點成果精度會大大降低，返工率也會因為數(shù)據(jù)采集受人為因素的干擾而升高。

2、GPS RTK測量技術(shù)應(yīng)用于房產(chǎn)基礎(chǔ)圖測繪

2．1GPS RTK測量技術(shù)的基本特點

GPS RTK是指載波相位實時動態(tài)差分(Real―Time Kinematic)定位，是 GPS定位的最新技術(shù)。

GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)配置由基準(zhǔn)站接收機、移動站接收機 2部分組成。基準(zhǔn)站接收機設(shè)在具有已知坐標(biāo)(地勢較高處也可無已知坐標(biāo))的參考點上，連續(xù)接收所有可視 GPS衛(wèi)星信號，并將測站的坐標(biāo)、觀測值 、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)通過數(shù) 據(jù)鏈發(fā)送出去；移動站接收機在跟蹤 GPS衛(wèi)星信號的同時接收來 自基準(zhǔn)站 的數(shù)據(jù)，通過 0TF(On The Fly)算法快速求解載波相位整周模糊度，獲取所在點相對于基準(zhǔn)點的坐標(biāo)和精度指標(biāo)。

2．2 基準(zhǔn)站的選定和建立

基準(zhǔn)站的安置是順利進行 RTK測量的關(guān)鍵，選址時應(yīng)注意：

(1)避免在無線電干擾強烈的地區(qū)選址；

(2)基準(zhǔn)站站址及數(shù)據(jù)鏈電臺發(fā)射天線必須具有一定的高度；

(3)為防止數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路徑效應(yīng)的影響，站址周圍應(yīng)無 GPS信號反射物(大面積水域、大型建筑物等)。

2．3 RTK技術(shù)的作業(yè)方法

(1)將基準(zhǔn)站設(shè)在制高點上，控制點距離小于RTK有效作業(yè)半徑的2／3倍。為方便對 RTK測量成果進行控制檢核和避免出現(xiàn)作業(yè)盲點，在測區(qū)環(huán)境不良地區(qū)增加基準(zhǔn)站。

(2)施測第一個觀測點為已知點，以檢核第一個RTK測量結(jié)果是否精確。RTK測量前的檢核工作很重要，它可以發(fā)現(xiàn)輸入的控制點坐標(biāo)、坐標(biāo)系統(tǒng)、設(shè)置參數(shù)是否有誤等問題。

(3)由于接收衛(wèi)星狀況不良等原因而造成的盲點地區(qū)，應(yīng)在盲點周圍加測控制點，以便用全站儀補測。

2．4 RTK技術(shù)的優(yōu)點

(1)作業(yè)效率高。在一般的地形地勢下，設(shè)站 1次即可測完大約 6km半徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù)，提高了勞動效率。

(2)定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累。只要滿足 RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK的平面精度就能達到厘米級。

(3)降低作業(yè)條件要求。RTK技術(shù)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，只要滿足 RTK的基本工作條件，就能快速進行高精度定位作業(yè)。

(4)操作簡便，數(shù)據(jù)處理能力強。只要在設(shè)站時進行簡單的設(shè)置，就可以同步獲得測量結(jié)果坐標(biāo)。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強，能方便快捷地與計算機通信。

2．5 實例及效果

仍以前述測區(qū)為例，該項目區(qū)需要在三等 GPS控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，布設(shè)一級 GPS控制點。根據(jù)規(guī)范要求，點與點之間平均距離設(shè)計為 0.5 km，現(xiàn)場勘察后共布設(shè) 456個點，埋石、觀測、數(shù)據(jù)解算共用時 12個工作 日。如果應(yīng)用常規(guī)作業(yè)方法工期至少需 1個月。由于數(shù)據(jù)量龐大作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，返工率也必然會大大提升。

3、結(jié)束語

通過以上對 GPS測量技術(shù)應(yīng)用的分析，可以看出GPS技術(shù)在房產(chǎn)基礎(chǔ)測繪中的具有傳統(tǒng)測量無可比擬的優(yōu)勢，但由于其技術(shù)特點，該技術(shù)也存在一定的問題。

(1)受衛(wèi)星狀況限制。房產(chǎn)基礎(chǔ)測繪主要在城市進行，衛(wèi)星信號在高樓密布區(qū)被遮擋時間往往較長，使得作業(yè)時間受到限制，且易產(chǎn)生假值。

(2)空中環(huán)境影響。中午時間衛(wèi)星信號受電離層干擾大，共用衛(wèi)星數(shù)少，因而初始化時間長甚至不能初始化，也就無法進行測量。

(3)數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小。RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物，如高大山體、高大建筑物和各種高頻信號源的干擾，傳輸過程中衰減嚴(yán)重，影響作業(yè)精度和作業(yè)半徑。因此，在開展房產(chǎn)基礎(chǔ)測繪工作時，應(yīng)根據(jù)實際情況合理運用 GPS測量技術(shù)。

參考文獻 ：

[1] 徐紹銓．GPS測量原理及應(yīng)用[M]．武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社 ，1998．

篇6

關(guān)鍵詞:GPS；高程測量；誤差；大地高；正高和正常高；高程異常

P216

1 問題的提出

眾所周知，GPS能實時地提供三維坐標(biāo)，在三、四等控制及一、二級控制中，用GPS測量方法進行平面控制已為絕大部分測繪生產(chǎn)部門所采用，但GPS所提供的高程控制部分還在很大程度上不能滿足測繪生產(chǎn)的相應(yīng)要求，因為GPS所提供的高程為大地高，即WGS-84橢球高，而測繪生產(chǎn)作業(yè)中所要提供的高程一般為正常高或正高，他們之間存在著差異-高程異常和大地水準(zhǔn)面差距。若能準(zhǔn)確在求出高程異常和大地水準(zhǔn)面差距，并能及時地注意GPS測量本身的誤差影響，我們就能解決GPS高程測量的問題，充分地發(fā)揮GPS定位的優(yōu)越性。

2 GPS定位誤差分析

2.1 GPS定位測量的誤差來源

GPS定位測量的誤差主要來源于以下幾個方面：

（1） 來自衛(wèi)星部分的誤差：主要有星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、相對論效應(yīng)；

（2） 來自信號傳播有關(guān)的誤差：主要有電離層折射誤差的影響、對流層折射誤差的影響、多路徑效應(yīng)。

（3） 與信號接收有關(guān)的誤差：主要有接收機鐘誤差、接收機的位置誤差、天線相位中心位置的偏差。

（4） 其它方面的誤差影響：如地球自轉(zhuǎn)和地球潮汐的影響。

2.2 減弱GPS測量誤差的措施和方法

（1）加入全球的衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)站，以獲得高精度的衛(wèi)星星歷；

（2）利用同步觀測值在不同的衛(wèi)星與衛(wèi)星之間、歷元與歷元之間進行差分處理；

（3）進行調(diào)周模糊度解算，經(jīng)實驗得出若同步觀測時間在1h以上，可獲得較好的穩(wěn)定性。

3利用GPS高程測量方法求正常高或正高的精度探析

3.1 GPS高程測量本身的精度分析

對衛(wèi)星部分的誤差、與信號傳播有關(guān)的誤差和與信號接收有關(guān)的誤差，我認(rèn)為施測者要認(rèn)真按要求選擇合適的GPS點來構(gòu)成GPS網(wǎng)，減弱多路徑誤差和對流星延遲折射誤差；注意星歷預(yù)報，選擇合適的觀測時間采用合理的觀測時段，改善GPS衛(wèi)星星歷的精度；同時應(yīng)注意設(shè)站時嚴(yán)格地對中和整平儀器，儀器盡量地設(shè)得高一點，準(zhǔn)確地量取天線高，若能做到這些，GPS高程測量的誤差經(jīng)實踐證明是可以滿足三等控制的要求的。但我們所要求的高程并不是大地高而是正常高或正高，故必須精確地求出高程異常值或大地水準(zhǔn)面差距。

3.2 高程異常值（大地水準(zhǔn)面差距）的求取方法

GPS測量得到的是大地高程，也即橢球高，實際應(yīng)用中所采用的高程為海拔高程，兩者之間存在高程異常值的差異，即：h=H-N，其中，h為一點的海拔高程，H為該點的大地高程，N為該點的高程異常值（又稱大地水準(zhǔn)面差距），要想從大地高程精確歸算到海拔高程，就要獲取準(zhǔn)確的高程異常值。

據(jù)有關(guān)文獻資料可知，高程異常值的獲取方法大致有如下幾種：

（1） 從國家高程異常值圖上查取，但精度不高，一般為厘米級。

（2） 從全球高程異常模型中得到，如國際上廣泛采用的OSU9IA；此方法同樣精度不高且不適合我國。

（3） 從局部地區(qū)的精化大地水準(zhǔn)面模型中得到。這種方法往往精度較高，在幾個厘米至十幾個厘米之間，但是目前可供使用的地區(qū)很有限。

（4） 利用GPS水準(zhǔn)高程擬擬合測量方法求得。

GPS重力高程測量是用重力資料定點的高程異常，結(jié)合GPS求出的大地高，再求出點的正常高（或正高）的一種方法。

從目前我國的大量實際資料統(tǒng)計來看，GPS重力高程的精度低于GPS水準(zhǔn)高程。故采用重力場模型和GPS水準(zhǔn)相結(jié)合的方法是一條有效的途徑。其做法是：現(xiàn)案重力場模型計算地面點的高程異常，在GPS網(wǎng)中再聯(lián)測部分點的幾何水準(zhǔn)，也可以求出這些點的高程異常，即可求出聯(lián)測點的兩種高程異常差，根據(jù)聯(lián)測點平面坐標(biāo)和高程異常，按曲面擬合法推求其它點的高程異常，從而求出點的正常高。

3.3 利用GPS水準(zhǔn)高程擬合測量方法求得GPS點的高程的精度探析

首先，應(yīng)根據(jù)測區(qū)的情況，合理布設(shè)已知點，并選定足夠已知點；根據(jù)不同測區(qū)，選用合適的擬合模型；對高程大于100m的測區(qū)，一般要加地形改正；對含有不同趨勢地區(qū)的大測區(qū)，可采取分區(qū)計算的方法，計算時，坐標(biāo)取到米或10m，但高程異常應(yīng)取到毫米。計算結(jié)果應(yīng)由計算機繪出測區(qū)高程異常等值線圖，以便分析測區(qū)高程異常變化情況，提高擬合計算精度。

以下是本人在具體的工程中所布設(shè)的GPS網(wǎng)中的高程精度情況。在工作中，本人為了探討GPS高程的精度，對所有的GPS點都進行三等水準(zhǔn)測量，并進行嚴(yán)密平差得出點的高程，同時利用GPS測量方法測得各點的高程數(shù)據(jù)，在高程擬合時分別采用一個已知點、兩個已知點、三個已知點和四個已知點來進行高程擬合，所得結(jié)果列表如下：

GPS高程與三等水準(zhǔn)測量高程精度情況比較

擬合時已知點個數(shù) 兩者比較的最大值 兩者比較的最小值 兩者比較的平均值

以上數(shù)據(jù)只是針對一個較為簡單的網(wǎng)而討論的，數(shù)據(jù)還不夠全面，從中我們可以看出，只要選擇得合適，利用GPS獲得較高精度的高程是完全可以的。

4 結(jié)束語

（1）我國地形復(fù)雜，大部分地區(qū)為高山地或丘陵地，為滿足工程建設(shè)的需要，在條件具備的情況下，利用GPS測量技術(shù)是可以做到同時完成平面、高程測量，充分發(fā)揮GPS測量的優(yōu)勢，提高工作效率。

（2）在測區(qū)范圍較小，地形變化小的測區(qū)內(nèi)，先利用幾何水準(zhǔn)均勻的布測一些基本高程控制點，然后可以用GPS高程測量代替幾何水準(zhǔn)測量測設(shè)圖根水準(zhǔn)或測站點水準(zhǔn)。

（3）GPS儀器的選用要選擇精度不低于基線精度5mm+1ppm、高程精度10mm+2ppm，性能較為穩(wěn)定且受外界環(huán)境因素影響小的GPS接收機。

（4）GPS高程測量觀測時要充分考慮影響GPS測量精度諸如GPS圖形結(jié)構(gòu)，電離層影響，正確量取天線高等因素。最大程度地減少誤差影響。

（5）外業(yè)實施過程中，要經(jīng)常性地連測一些已知水準(zhǔn)點，隨時進行高程比較，以避免氣候等不確定因素引起的觀測數(shù)據(jù)粗差。本人曾有一次采用性能不好的接收機，同時在外界環(huán)境較差的條件下進行數(shù)據(jù)采集時，所有基線都不合格，不能進行基線解算和網(wǎng)平差計算。

總之，選擇適當(dāng)和處理較好時，GPS高程測量是完全可以達到四等水準(zhǔn)測量的要求的。

參考文獻

[1]陳俊勇，李建成.中國新一代高精度、高分辯率大地水準(zhǔn)面研究和實施.武漢大學(xué)學(xué)報.

篇7

關(guān)鍵詞：GPS；土地測量；應(yīng)用

前言

GPS是以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提供全天候、連續(xù)、實時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息。利用GPS進行靜態(tài)定位或運動定位，可滿足多方面的需要。目前GPS 技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，在土地測繪、城鎮(zhèn)規(guī)劃、地球資源調(diào)查與管理、石油地質(zhì)勘測等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。GPS以其速度快、精度高、效益好等優(yōu)點，在土地測量領(lǐng)域應(yīng)用中取得了良好效果 ，尤其進行土地大面積的精確測量，應(yīng)用GPS技術(shù)可以有效提高土地測量質(zhì)量，為土地資源的合理利用和國民經(jīng)濟健康發(fā)展服務(wù)。

1.GPS技術(shù)特點及優(yōu)勢

GPS主要包括：空間部分―GPS衛(wèi)星星座；地面監(jiān)控部分；用戶設(shè)備部分―GPS 信號接收機。與傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)比較，GPS系統(tǒng)具有以下顯著特點：（1）定位精度高。實踐表明，在300～1500m 精密工程定位中，與電磁波測距儀測定的邊長比較，其邊長誤差為0.5mm。（2）觀測時間短。在動態(tài)相對定位中，流動站在距離基準(zhǔn)站15Km內(nèi)，每站觀測僅需1～2s。（3）可提供三維坐標(biāo)。經(jīng)典的大地測量將平面與高程采用不同的方法分別測量，而GPS系統(tǒng)可同時測定待測點的三維坐標(biāo)，并達到四等水準(zhǔn)的測量精度。（4）操作簡單，集成化程度高，測繪功能、數(shù)據(jù)處理能力強大，流動站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動實現(xiàn)多種測繪功能，減少了輔助測量工作，降低了人為誤差，保證了作業(yè)精度。隨著GPS接收機的不斷改進，自動化程度越來越高。（5） 全天候作業(yè)。GPS系統(tǒng)可以在24小時內(nèi)的任何時間作業(yè)，不受氣候影響，特別適合露天測量作業(yè)。

2.GPS 技術(shù)在土地測量工作中的依據(jù)

在土地測量工作中，利用GPS 的定位、導(dǎo)航，通過地理位置的變化實現(xiàn)項目區(qū)實地和電子圖件的實時聯(lián)動，對項目現(xiàn)場地物的真實性和相關(guān)信息的準(zhǔn)確性進行實時判斷，現(xiàn)場記錄或繪制調(diào)查成果。

GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計的依據(jù)是GPS測量規(guī)范（規(guī)程），它是國家測繪管理部門和行業(yè)部門所制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，目前GPS控制網(wǎng)設(shè)計依據(jù)的規(guī)范（規(guī)程）有：2001年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的國家標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》；1992年國家測繪局的測繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》；1998年建設(shè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》；各部委根據(jù)本部門GPS工作的實際情況指定的其他GPS測量規(guī)程或細(xì)則。

3.GPS在土地測量中的應(yīng)用

基于GPS在土地測量中的優(yōu)勢，要認(rèn)識到現(xiàn)代化、自動化、高精度化的GPS技術(shù)在土地測量乃至整個土地管理作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。

3.1 GPS技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用

地籍測量是專門研究建立土地信息檔案理論與技術(shù)方法的一門學(xué)科。地籍測繪成果是實施土地及建筑物產(chǎn)權(quán)管理的重要依據(jù)，當(dāng)發(fā)生土地產(chǎn)權(quán)變更時，就要查閱地籍測繪資料和有關(guān)土地登記文件.核準(zhǔn)土地權(quán)屬關(guān)系，根據(jù)土籍測繪成果和土地登記文件確認(rèn)其權(quán)屬關(guān)系。地籍測繪是城市土地利用規(guī)劃的基礎(chǔ)，還能為建設(shè)用地和評定土地等級提供基礎(chǔ)資料。是各級人民政府對土地資源的規(guī)劃、開發(fā)、使用、保護和管理等所必需的基礎(chǔ)資料之一。GPS衛(wèi)星定位新技術(shù)的迅速發(fā)展，給測繪工作帶來了革命性的變化，也對地籍測量工作，特別是地籍控制測量工作帶來了巨大的影響。應(yīng)用GPS進行地籍控制測量，不要求通視，這樣避免了常規(guī)地籍控制工作點位選取的局限條件，并且GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對GPS 網(wǎng)精度的影響也很小。采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)作業(yè)受時間、氣候等條件的影響較小，有利于按時、高效地完成控制網(wǎng)的布設(shè)；觀測時間短，有效地提高工作效率，縮短作業(yè)時間，大量地減少了勞動強度；觀測過程和數(shù)據(jù)處理過程均是高度自動化。正是由于GPS 具有布點靈活、全天候、速度快、精度高等優(yōu)點，才使GPS 技術(shù)在國內(nèi)各省市的城鎮(zhèn)地籍控制測量中得以廣泛應(yīng)用。利用GPS 技術(shù)進行地籍控制，沒有常規(guī)三角網(wǎng)（鎖）布設(shè)時要求近似等邊及精度估算偏低時應(yīng)加測對角線或增設(shè)起始邊等繁鎖要求，只要使用的GPS 儀器精度與等級控制精度匹配，控制點位的選限符合GPS點位選取要求，那么所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足地籍規(guī)程要求。

3.2 GPS技術(shù)對地籍細(xì)部測量的影響

地籍調(diào)查規(guī)程要求地籍細(xì)部測量的精度為：城鎮(zhèn)街坊界址點及街坊內(nèi)明顯的界址點間距允許誤差為10cm，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點及村莊內(nèi)部界址點允許誤差為15cm。利用GPS的RTK技術(shù)能滿足上述精度要求。

GPS技術(shù)進行地籍細(xì)部測量時人為因素的控制：影響GPS衛(wèi)星信號的地域采用傳統(tǒng)方法進行地籍勘測，這樣有利于加快地籍細(xì)部測量進度；在地籍細(xì)部測量中，可以利用GPS定位技術(shù)的流動站放樣功能，在電子手簿上即時顯示流動站所在點與放樣線的方位、距離，僅需要單人背負(fù)流動站作業(yè)即可；注意GPS技術(shù)在地籍細(xì)部測量中的規(guī)范化操作。

3.3 GPS技術(shù)在土地勘測定界中的應(yīng)用

土地勘測定界是根據(jù)土地征用、劃撥、出讓、農(nóng)用地轉(zhuǎn)用、土地利用規(guī)劃及土地開發(fā)整理及復(fù)墾等等工作的需要，實地界定土地使用范圍、測定界址位置、調(diào)繪土地利用現(xiàn)狀、計算用地面積，以及為國土資源管理部門用地審批和地籍管理提供科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料而進行的技術(shù)服務(wù)性工作。它是保證建設(shè)用地審批科學(xué)、合理、準(zhǔn)確的手段。

在用地勘界中，使用GPS技術(shù)，可以把基準(zhǔn)站架設(shè)到已做好的控制點上。利用已有控制點的成果，直接求取區(qū)域地方坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，這時只需背著流動站在電臺信號覆蓋的范圍內(nèi)采集外業(yè)數(shù)據(jù)即可。對宗地面積大、地形復(fù)雜、權(quán)屬地類等界線較多的情況下采用GPS技術(shù)極大的方便了工作、降低了勞動強度、縮短了工作時間、提高了精度、達到了事半功倍的效果。應(yīng)用GPS技術(shù)最能發(fā)揮其作用的是線性工程用地勘界工作。如山區(qū)高速公路用地勘界中，地形地貌復(fù)雜，通視條件極差，野外作業(yè)條件十分艱苦。采用常規(guī)測量方法不僅費時費力，而且砍伐工作量大，很難開展工作。設(shè)計單位只提供D級GPS控制點。采用RTK技術(shù)可以不加密控制點，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點，便可以高精度并快速地進行高速公路用地邊界的放線和用地范圍內(nèi)權(quán)屬地類等各種界線的采集。極大地縮短了工作時間、提高了勞動效率。

總結(jié)

伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟社會的日益發(fā)展，對新時期的土地管理工作提出了更嚴(yán)格的要求，土地測量作為土地管理工作的關(guān)鍵，在整個國民經(jīng)濟發(fā)展過程中占據(jù)著極為重要的地位。GPS作為當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的土地測量現(xiàn)代化技術(shù)，對其進行全方位的研究有著深遠的現(xiàn)實意義。只有不斷加強對GPS土地測量技術(shù)的研究力度，才能不斷推動土地測量和整個土地管理行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻：

篇8

隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的革新，GPS測量技術(shù)也逐漸得到了完善，具有高精度等特點，有效的推進測繪行業(yè)的發(fā)展。與普通的測量技術(shù)不同，GPS測量技術(shù)能夠全天作業(yè)，在進行數(shù)據(jù)監(jiān)測的過程中，運用GPS不僅能夠有效的實現(xiàn)同一位置的連續(xù)觀測以及不同位置的同步觀測，還能夠進行全天候監(jiān)測。在監(jiān)測的過程中，通過系統(tǒng)的三維定位，就能夠?qū)崿F(xiàn)任意地點以及任意時間的監(jiān)測，無論是從技術(shù)操作方面看還是從時間監(jiān)測方面看，都具有不可比擬的優(yōu)勢。

2GPS定位測量技術(shù)的優(yōu)勢

GPS定位技術(shù)起源于美國，從研發(fā)到投入使用，經(jīng)歷了20年的改進，最終成功的為世界的發(fā)展做出了貢獻。GPS定位技術(shù)在我國各個領(lǐng)域內(nèi)都得到了應(yīng)用，效果較好。GPS定位測量技術(shù)具有精度高且全天候等特點。工程測繪工作通常要求較高，具有專業(yè)化與技術(shù)性等特點，隨著科技的進步，如今也逐漸向信息化與數(shù)字化等方向發(fā)展，需要運用先進的測量技術(shù)來提高工作效率。

2．1測量精度較高

在工程測繪中，運用GPS定位測量技術(shù)，就能夠通過全球定位系統(tǒng)進行定位，如此便能夠保證運動載體實現(xiàn)最佳的路線運行。對于工程測繪工作來說，定位非常重要，按照實際的測繪需求，假如基線沒有超過50km，就應(yīng)當(dāng)采用載波相位觀測量，以此保證靜態(tài)相對定位。在工程測繪工作中運用GPS定位系統(tǒng)中的測技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)1×10－6以及2×10－6的精度，假如基線達到了100km－500km，相對定位的精確標(biāo)準(zhǔn)就能夠達到10－6以及10－7的范圍內(nèi)。隨著GPS定位測量技術(shù)的不斷革新，測量的精度也會不斷的提升。

2．2操作簡便且節(jié)省時間

在工程測繪工作中運用GPS定位測量技術(shù)，操作簡便，且能夠節(jié)省時間。例如在工程測量中運用經(jīng)典的靜態(tài)相對定位模式實現(xiàn)測量時，假如測量的基線在20km內(nèi)，單頻接受的觀測時間大約為1小時，而雙頻接受的觀測時間則為15－20分鐘，假如采用實時動態(tài)定位，初始的觀測時間則為1－5分鐘，其他不同位置的觀測時間為幾秒，因此在工程測繪中運用GPS定位測量技術(shù)，就能夠有效的縮短觀測的時間，有效的提升工作效率。目前，GPS定位系統(tǒng)已經(jīng)分為高度自動化與智能化的系統(tǒng)技術(shù)，在工程測繪中運用GPS定位測量技術(shù)，就能夠通過智能型接收機進行觀測，工作人員只需安裝一些開關(guān)儀器，就能夠通過儀器進行實時監(jiān)控。由于GPS定位測量技術(shù)的自動化程度較高，工程的測量與衛(wèi)星捕捉都能夠通過GPS定位測量儀器來實現(xiàn)，操作較為簡便。此外，GPS用戶接收機體積較小，方便攜帶，在日常工作中能夠節(jié)約人力和物力，能夠有效的節(jié)約工作成本。

2．3應(yīng)用范圍廣

GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用范圍一般可從兩方面來看，首先是運用于與各個行業(yè)中，人們最為熟悉的是車載導(dǎo)航，目前GPS導(dǎo)航系統(tǒng)目前已經(jīng)成了汽車的基本配置。此外，GPS技術(shù)還廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)與礦產(chǎn)等行業(yè)中。其次，GPS定位系統(tǒng)還能夠運用于環(huán)境條件中，GPS定位是借用衛(wèi)星系統(tǒng)實現(xiàn)定位，一般不會受到天氣與溫度的影響，在對于工程測繪來說屬于一大優(yōu)勢，因為工程測繪通常都是在野外工作，運用GPS定位系統(tǒng)能夠克服惡劣的環(huán)境條件造成的影響，保證定位的精度。

3GPS定位測量技術(shù)在工程測繪中的運用

3．1測量工程變形情況

通常工程建設(shè)涉及的范圍較廣，經(jīng)常會遇到一些人為因素或是地質(zhì)運動造成的建筑物變形以及位移，假如出現(xiàn)此種情況，會直接影響工程測繪工作，使經(jīng)濟效益與社會效益受到影響。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，造成工程變形的主要類別有大壩變形與建筑物沉降等，假如能夠及時的對工程變形進行測量，就能夠有效的減少工程變形對于工程測繪工作的影響。目前GPS定位測量技術(shù)已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用與工程變形的監(jiān)測工作中，例如運用高精度的三維定位技術(shù)，就能夠?qū)こ探ㄖ霈F(xiàn)的微小變化進行分析，提早做好防范準(zhǔn)備，減少損失。

3．2大地測量控制網(wǎng)點

在大地測量網(wǎng)點工作中，通常需要花費大量的資源，且精度較低，無法適應(yīng)當(dāng)代社會的需求。為了解決這一問題，我國在1991年開始建設(shè)大地控制網(wǎng)，目前這一工程已經(jīng)結(jié)束，并且已經(jīng)開始運用。大地控制網(wǎng)能夠測量數(shù)千里或者數(shù)萬里，而城市控制網(wǎng)測量的距離較近，一般在十公里左右，但城市控制網(wǎng)的使用頻率更高，對于城市建設(shè)來說具有非常重要的作用，因此需要借助GPS定位測量技術(shù)進行大范圍的測量，為城市的發(fā)展做貢獻。

3．3測量水下工程

在水下作業(yè)一般難度較大，需要考慮到水下壓強以及流體力學(xué)等方面的問題，但隨著資源的開發(fā)，這些資源對于國民經(jīng)濟的影響逐漸增加，進行水下工程測繪目前已經(jīng)是測繪領(lǐng)域中必不可少的環(huán)節(jié)。GPS定位測量技術(shù)包括了三維測量技術(shù)，能夠從縱向或者橫向兩個角度進行水下測量，同時還能夠?qū)y量的結(jié)果通過計算機分析軟件與制圖軟件等直接呈現(xiàn)出來。例如在進行水下作業(yè)時，進行橫線測量時應(yīng)當(dāng)選擇差分GPS技術(shù)，如此便可有效的減少對于環(huán)境的影響，簡化操作流程。而進行縱向測量時則應(yīng)當(dāng)選用探測儀，運用超聲測量的方式得出具體的深度。

3．4測量礦井工程

目前我國已經(jīng)將GPS定位測量技術(shù)運用于礦井工程的測量中，并通過GPS技術(shù)進行了測量演練，及時的對測量中存在的問題進行了分析。常規(guī)形式的測繪工作通常是由工作人員自行操作，人為操作較容易出現(xiàn)誤差影響測繪工作的精準(zhǔn)度，此外，在地質(zhì)條件復(fù)雜的地段進行測繪工作，較容易出現(xiàn)安全事故，因此需要在礦井工程中運用GPS定位測量技術(shù)。采用GPS定位測量技術(shù)就能夠高效的實現(xiàn)工程測繪中交互定位，且能夠顯示出最精確的測繪結(jié)果，同時還能夠了解工程測繪工作的流程。為了保證測量技術(shù)在工程測繪中達到最佳效果，可在測量前運用計算機技術(shù)對于需要測定的位置進行分析，及時發(fā)現(xiàn)測量中可能會出現(xiàn)的問題，并做好防治措施，以此保證測量人員的安全，提高測量的精確度。

4結(jié)束語

篇9

關(guān)鍵詞：GPS；公路測量；展望

一、GPS定位原理

GPS衛(wèi)星定位是利用測距交會的原理確定點位。假設(shè)在地面上有三個無線電信號發(fā)射臺，其坐標(biāo)為已知，用戶接收機在某一時刻采用無線電測距的方法，分別測得接收機至三個發(fā)射臺的距離d1,d2,d3。只需以三個發(fā)射臺為球心，以d1,d2,d3為半徑做出三個定位球面，既可交會出用戶接收機的空間位置。反之利用3顆以上的衛(wèi)星已知位置又可交會出地面未知點（用戶接收機）的位置。這就是GPS衛(wèi)星定位的基本原理一空間距離，后方交會。在GPS定位中，GPS衛(wèi)星是高速運動的衛(wèi)星，其坐標(biāo)值隨時間在快速變化著。需要實時的由GPS衛(wèi)星信號測量出測站點至衛(wèi)星的距離，實時的由衛(wèi)星的導(dǎo)航電文解算出衛(wèi)星的坐標(biāo)值，并進行測站點的定位。依據(jù)測距的原理，其定位原理與方法主要有偽距法定位、載波相位測量定位以及差分GPS定位等。

二、GPS RTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用

（一）繪制大比例尺地形圖

大比例尺（1:1000或1:2000）帶狀地形圖，為高等級公路選線、設(shè)計提供了依據(jù)，因此為設(shè)計人員提供高精度的數(shù)字帶狀地形圖十分必要。用傳統(tǒng)的方法測圖，先要建立控制點，然后進行碎部測量，再繪制成大比例尺地形圖。這種方法難度大、速度慢、花費時間長、效率低。隨著測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的測圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設(shè)備、新技術(shù)、新方法所取代。在線路帶狀地形圖測繪時，采用RTK進行碎部點的數(shù)據(jù)采集，省去建立圖根控制這個中間環(huán)節(jié)，彌補了傳統(tǒng)的測圖中碎部點必須與測站點通視限制，在碎部點上只需停留一兩分鐘甚至幾秒鐘，即可獲得該點坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)。在遇到無法接收到衛(wèi)星和無線電信號的村莊、城市內(nèi)時，用RTK實時測出圖根點，使用全站儀配合完成采集工作。這種方法需要采集碎部點的三維坐標(biāo)和輸入屬性信息，而且速度快，既省時又省力，大大地克服了測圖的難度。如在荷塘大道的測繪中，就采用了這種方法，大大加快了速度。

（二）道路的縱橫斷面放樣和土石方計算

縱橫斷面放樣時、先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個施工預(yù)放樣點的文件，并儲存起來，隨時可以到現(xiàn)場測量所用;橫斷面放樣時，先確定橫斷面作業(yè)形式（挖、填、半挖半填），然后把橫斷面設(shè)計有關(guān)數(shù)據(jù)輸入電子手簿中（邊坡坡度、路肩寬度、設(shè)計高）也生成一個施工預(yù)放樣文件，儲存起來，并隨時到現(xiàn)場測量放樣。還可利用軟件自動與地面線銜接進行所謂的“載帽”工作，并利用“斷面法”進行填挖土方量的計算。用繪圖軟件還可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖。因為所采用的數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集的，不需要到現(xiàn)場進行縱、橫斷面測量，大大減少了外業(yè)工作。而且必要時，可用動態(tài)GPS到現(xiàn)場檢驗復(fù)合，這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟又易實現(xiàn)。

（三）道路中線放樣

中線測量就是通過直線和曲線的測設(shè)，將道路中心線的平面位置具體地標(biāo)定在現(xiàn)場上，并測定路線的實際里程，它是公路測量中關(guān)鍵性工作，是測繪縱、橫斷面圖和平面圖的基礎(chǔ)，是公路設(shè)計、施工和后續(xù)工作的根據(jù)。使用RTK技術(shù)進行中線測量，不但克服了傳統(tǒng)放樣法和坐標(biāo)放樣法的缺點，而且具有觀測時間短，精度高、無須通視、現(xiàn)場給出精確坐標(biāo)等優(yōu)點。設(shè)計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路中線在地面標(biāo)定出來。采用實時GPS測量時，只需將中樁點坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的，不會產(chǎn)生累計誤差，各點放樣精度基本相等。高等級公路的路線主要由直線、緩和曲線、圓曲線構(gòu)成。放樣時，只要先輸入各主控點樁號，然后輸入起終點的方位角、直線段與緩和曲線的距離、圓曲線的半徑，這樣就可很輕松地進行放樣，而且一切工作均由GPS電子手簿完成。另外，如果需要在直線段和曲線段加樁，只需輸入加樁號就行，其余的工作由GPS完成。

三、GPS應(yīng)用前景展望

1、GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受距離限制，非常適合于國家大地點破壞嚴(yán)重地區(qū)、地形條件困難地區(qū)、局部重點工程地區(qū)等。

2、GPS測量可以大大提高工作效率及成果質(zhì)量，它不受人為因素的影響。整個作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)控制，自動記錄、自動數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動平差計算。

3、GPS PTK技術(shù)將徹底改變公路測量模式。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。

4、GPS測量可以極大地降低勞動作業(yè)強度，減少野外砍伐工作量。提高作業(yè)效率。一般GPS測量作業(yè)效率為常規(guī)測量方法的3倍以上。

5、GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣，是GPS測量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。特別是在當(dāng)前高等級公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢下，GPS高程測量無疑是一種有效的手段。

總之，GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用，特別是RTK技術(shù)將徹底改變公路測量模式。它是公路測量的一項革命性的技術(shù)革新，它將對傳統(tǒng)的作業(yè)理念予以更新。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧勘察。它還可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。因此GPSRTK技術(shù)在公路工程建設(shè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

篇10

關(guān)鍵詞： 地籍測繪 GPS技術(shù) 控制網(wǎng)

Abstract: the author combined with years of the worked experience introduces cadastral GPS application of methods, and the cadastre of control nets and the cadastre of GPS measurement methods are analyzed.

Keywords: cadastral surveying and mapping GPS technology control nets

中圖分類號：P228.4文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、地籍測繪的精度標(biāo)準(zhǔn)

11地籍圖的精度標(biāo)準(zhǔn)

地籍測量就是只界址點和邊界點的坐標(biāo)、土地的邊界線、房屋、樓房的實際使用輪廓的面積和馬路與公路以及高速等各方面的交通路線,還有水利工程的實地測量等等。一般界址點和界址線是測量的空間或者其它建筑的主要點, 界址點的坐標(biāo)確定是通過實際勘測得出的一組精確數(shù)據(jù), 這種方法就是界址點的數(shù)學(xué)表達式。一般界址點的精度是根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況來進行給定的, 這是由于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展不能達到國家的使用標(biāo)準(zhǔn)。在我國, 由于地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展有差異, 對界址點的精度確定分為不同的等級。詳見精度等級表1

1.2 地籍控制測量精度標(biāo)準(zhǔn)

地籍控制測量遵循逐級遞減、由整體到部分的控制(分級布網(wǎng),但也可越級布網(wǎng)) 原則。

地籍控制測量大致可以分為兩大類: 一種是基本控制測量, 另一種是地籍控制測量。地籍的基本測量分為4 個等級, 可以根據(jù)等級布置相應(yīng)的等級三角網(wǎng)(鎖)、邊界網(wǎng)、GPS 網(wǎng)等。在進行地籍測量工作的時候, 如果依據(jù)基本控制測量可以分為一、二兩個等級, 布置相對應(yīng)的三角網(wǎng)、GPS網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)等。

地籍平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)的確定要參照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行確定,條件不允許的地區(qū)可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H需要進行設(shè)立坐標(biāo)系, 但是要合理精確。精度指標(biāo)是GPS 網(wǎng)技術(shù)的主要核心, 它的精度測量準(zhǔn)確直接影響著GPS網(wǎng)的設(shè)計方案、測量規(guī)劃和數(shù)據(jù)記載處理方法。測量的精度是依據(jù)界址點和地籍圖的精度為依據(jù)的。按照􀀁地籍測量規(guī)范 中規(guī)定, 相對起算點的誤差在0 05m 左右。

2、設(shè)立GPS地籍的控制網(wǎng)

21 控制網(wǎng)的策劃方案和實施

在進行控制網(wǎng)的設(shè)立過程中, 要參照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行策劃,科學(xué)、合理的對控制網(wǎng)進行規(guī)劃設(shè)計。大多數(shù)地籍控制網(wǎng)都可以劃分成3個等級, 二、三、四等三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、邊界網(wǎng)(鎖) , 以及一、二導(dǎo)線網(wǎng)和相關(guān)的GPS 網(wǎng)等。不同的地籍控制點要根據(jù)當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的發(fā)展而定, 從而采取相關(guān)的措施進行管理控制。在運用GPS網(wǎng)技術(shù)對地籍進行控制的時候, 如果有不常規(guī)的三角網(wǎng)的時候, 一般都采取各邊保持等邊的原則。

2.1.1相關(guān)準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計。

當(dāng)前施工標(biāo)準(zhǔn)中將GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)主要都集中為網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)等, 在選擇網(wǎng)的基準(zhǔn)時主要還是利用網(wǎng)的整體平差計算后所得到的。通常所說的GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計多數(shù)是用于在定位網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問題。在選擇網(wǎng)的位置基準(zhǔn)中我們能把網(wǎng)中一點的坐標(biāo)值進行固定操作后放寬權(quán)限, 這樣就能利用自由網(wǎng)偽逆平差對網(wǎng)的位置基準(zhǔn)加以制定。把最小約束法來實現(xiàn)GPS 網(wǎng)的平差并不會給網(wǎng)的定向、尺度造成影響, 平差后網(wǎng)的方向與尺度在精度指標(biāo)上都是保持一致的, 而網(wǎng)的位置、點位精度往往存在較大的差異。對網(wǎng)進行相對點的坐標(biāo)值開展固定中, 我們必須要對不同的坐標(biāo)值并實施固定, 當(dāng)網(wǎng)的位置基準(zhǔn)處于在相同水平后可以將GPS網(wǎng)的方向、尺度來進行調(diào)整, 確保達到觀察檢測的最佳位置。

2．1． 2 選點與觀測方案的策劃。

應(yīng)想到不同的GPS 測量在觀測站間沒有彼此通視的詳細(xì)要求, 并且每個網(wǎng)中的圖形都呈現(xiàn)了各種狀況。因此, 在確定工作點位置時必須要按照具體的情況而定。另外,點位確定的情況常會給測量結(jié)果造成有關(guān)的影響, 這就需要在選點工作之前做好準(zhǔn)備, 對于有關(guān)的地理信息資料實施收集的處理, 掌握好原有標(biāo)志點的具體布置狀況來選擇最佳的觀測站的位置。為了確保數(shù)據(jù)信號的順利傳輸, 在點位的布置中不亦確定了于斜坡上, 且所選擇的位置必須達到觀測、記錄等標(biāo)準(zhǔn)的具體需要。

以GPS創(chuàng)建的地籍測量控制網(wǎng), 其點間不用每個地方都進行通視, 對每個點保持2個方向的通視就可以, 而少數(shù)點設(shè)置1 個方向通視。點間距離的大小需根據(jù)具體情況調(diào)整, 無需考慮到圖形結(jié)構(gòu)形式, 每個GPS 網(wǎng)的最短邊需控制在700 - 900m, 長邊最大在20 -30km。點位時需要根據(jù)具體情況而定, 以滿足使用要求為準(zhǔn)。

影響GPS定位精度的因素是多個方面的, 而觀測衛(wèi)星的幾何布置情況則是常見的因素之一。因而, 考慮到需把握最好的觀測時期,在觀測計劃進行擬定過程中, 必須要對GPS衛(wèi)星的可見性圖實施編制。在GPS定位時需要重點對觀測衛(wèi)星與地面測站構(gòu)造的圖形結(jié)構(gòu)進行觀察, 在強度的因子選擇需要的將空間位置精度因子當(dāng)成典范,針對絕對的定位、相對定位等, 都一定要達到詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)需要。選擇了較好的觀測時間之后再按照計劃安排展開操作, 其中必須要與網(wǎng)的規(guī)模、精度要求、作業(yè)數(shù)量等相關(guān)問題針對性處理, 對具體的工程安排應(yīng)該加以科學(xué)的規(guī)劃。

2．2 開展數(shù)據(jù)監(jiān)測的有關(guān)方案

GPS 的數(shù)據(jù)在預(yù)處理重要就是進行有關(guān)的編輯、運算、加工等,經(jīng)過制定詳細(xì)的操作編輯、加工整合等各流程, 再將不同形式的專用信息文件進行分流處理, 這樣就可以為后面的平差計算進行準(zhǔn)備。為了可以提高外業(yè)檢測的質(zhì)量水平, 我們一定要做好針對性的外業(yè)檢核, 這是確保預(yù)期定位精度的最佳方式。在完成觀測任務(wù)之后需要對外業(yè)的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量采取綜合檢查審核的方式, 這樣可以盡早察覺到存在的異常情況, 以盡早采取措施加以處理。對同步邊觀測數(shù)據(jù)實施檢核, 其重點在于觀測數(shù)據(jù)剔除、觀值之間的偏差, 檢核的關(guān)鍵在于對每種模型之間的變化情況進行調(diào)整。而殘差分析就是試圖把觀測值中的偶然差進行分離的操作。選用GPS技術(shù)完成地籍控制測量時一定要對早期收集到的數(shù)據(jù)實施有效處理, 這樣就可以將各基線向量確定下來。之后則可以對同步邊觀測數(shù)據(jù)實施檢核、觀測等操作, 從而保證了GPS 測量規(guī)范的精度指標(biāo)的具體要求。

3、測量GPS地籍的方法

3．1 測量的預(yù)期準(zhǔn)備

在測量之前必須要進行相關(guān)方面的準(zhǔn)備, 其主要內(nèi)容有: 掌握接收機的操作, 熟悉差分處理軟件應(yīng)用, 完善野外測量所操作的步驟等。對地籍測量的每方面情況進行分析后, 再選擇有針對性的GPS 測量流程。另一方面就是對測量隊伍做全面組織, 每個隊伍都要安排儀器操作、記錄資料等名工作者。記錄員主要是對土地的具體情況加以記錄, 而操縱者則是運用GPS 接收機來收發(fā)監(jiān)測信號, 以保證測量工作的順利進行。

3．2 現(xiàn)有繪測控制網(wǎng)的評估與加密

對于已經(jīng)勘測的地區(qū)必須知道一定的控制點以便測量。如果沒有足夠的測量點, 或者控制點不夠多, 可以采用GPS 靜態(tài)分析進行定位, 把已知點進行引點或者加密。

3．3 數(shù)據(jù)布置與編碼

在一般情況下, 如果選用1 臺GPS 接收機當(dāng)成基準(zhǔn)站, 那么就必須設(shè)置的測站GPS接收機應(yīng)有2 - 3臺, 其可在相同時間里完成操作。要想防止數(shù)據(jù)在處理過程中出現(xiàn)混亂狀態(tài), 則需要根據(jù)各臺流動站GPS 接收機實施編碼, 如I號, 2 號, 3號, N 號。對于那些的接收機實施測量中, 其涉及到的數(shù)據(jù)文件名一定要具備日期、機號、文件等各方面的信息, 以對數(shù)據(jù)內(nèi)部完成需要的操作處理。另外,對于野外測量中不僅要采集權(quán)屬界線的空間坐標(biāo), 也要進行采集權(quán)屬操作, 收集到不同的土地信息。這就需要在進行測量前針對不同的屬性實施統(tǒng)一編碼。

3．4流動站GPS接收機的數(shù)據(jù)采集

結(jié)合目前的地籍測量情況, 我們在采集過程中要重點做好兩大方面的數(shù)據(jù)收集, 主要包括了: 地塊坐標(biāo)的數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等。在測量之前應(yīng)將GPS接收機打開, 確定4顆或更多的衛(wèi)星, 到達Setup菜單后就是完成初始化, 并布置相應(yīng)的采樣率和天線視角。一般移動站與天線視角要比基準(zhǔn)站的天線視角大, 這樣就必須要移動站離基準(zhǔn)站的距離再增加100km 后, 其移動站的天線視角相應(yīng)增加1, 以此來確保移動站內(nèi)部的GPS 衛(wèi)星信息可以及時接收。GPS 接收機的布置情況,可裝置在自行車、摩托車、汽車等不同設(shè)備上。以實際的測量結(jié)果所顯示, 將GPS接收機的時速控制在60km 的汽車時, 就不會給測量精度帶來干擾。而天線必須架設(shè)于支撐桿上, 且舉過人的頭頂后垂直移動天線, 防止受到其它物體的干擾, 避免給測量信號的收集、數(shù)據(jù)信息處理帶來不便。

3．5 處理內(nèi)業(yè)差分的辦法

在對地籍進行內(nèi)業(yè)差分處理和分析的時候, 一般都是結(jié)合基準(zhǔn)站和流動站采集的觀測數(shù)據(jù), 在根據(jù)差分計算處理分析得出移動站在不同時刻的坐標(biāo)點。普通的GPS 接收機都會裝有差分軟件, 以方便對數(shù)據(jù)的查分處理。常運用的差分處理方法有: 位置差分、偽距靜態(tài)差分等。例如在使用Prom arkX- CM 接收機時, 接收機可以接受到10 個頻道, 完成對L1 載波和C /A 碼的實施勘測, 同時還可以完成對RTCM 差分信息的接受, 完成相應(yīng)的移動差分、位置差分等相關(guān)數(shù)據(jù)采集工作, 這種方法在野外進行數(shù)據(jù)采集的時候運用比較多。

4、結(jié)語

GPS 測繪技術(shù)的應(yīng)用使地籍測量更加快速、精確的測量, 不僅提高了數(shù)據(jù)接受的速度, 而且還改善了傳統(tǒng)的計量方法, 提升了地籍的管理實施水平, 對測量的科學(xué)、合理、高效又邁進了一大步,讓測量工作穩(wěn)定順利的進行。

參考文獻

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