gps测量范文
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篇1
中图分类号：O433文献标识码： A
全球定位系统（GPS）因为测量时间短、测量精度高、观测站之间无需通视，可提供三维坐标，测量过程具有全球性、全天候性、连续性和实时性等优点，在全球范围内的各个领域都得到了广泛的运用。任何先进技术都不可避免的有些不尽人意或者有待改善的不足，GPS也不例外，具体表现在实际测量过程中有一定程度上的不稳定，经常由于一种或者几种因素导致测量结果出现误差。为了改进GPS的上述缺点，本文对GPS测量中的误差以及误差精度控制技术进行分析。
一、GPS定位系统的组成部分
GPS定位系统是基于全球24颗定位人造卫星，向全球各个地方全天候地提供三维位置、三维速度信息的一种无线电导航定位系统。它由空间卫星群、地面控制系统以及用户装置部分组成，民用的定位精度可达10米内。
1.空间卫星群
GPS的空间卫星群由24颗卫星（21颗工作卫星；3颗备用卫星）组成，卫星分布在六个距地表20200 km的特定轨道上，每个轨道上有4颗卫星，各轨道面之间的交角60°，轨道倾角55°，卫星轨道运行的周期11 h 58 min，卫星的分部保证了在全球任何地点、时间、地平线能够至少接收到4颗卫星的信号。
2.地面控制系统
地面控制系统由由3个注入站、1个主控站、5个监测站所组成的。注入站把主控站计算出的信息全部注进到卫星里；主控站通过观测GPS卫星的运行数据，对卫星钟进行及时的参数修正，计算卫星星历，然后再将计算结果利用注入站传送到卫星当中；监控站则是接收卫星所发出的信号，对卫星工作情况进行监测。
3. 用户装置部分
GPS用户部分即GPS信号接收机，由天线单元和接收单元两部分组成。其作用就是收取卫星所发出的信号，然后通过这些接收到的信号计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。随着科技的不断发展，GPS的用户部分逐渐小型化，便于野外观测使用。
二、GPS的测量误差与精度控制技术
误差按性质可分为系统误差与偶然误差两类。这两类误差中，系统误差对测量结果的影响要远比偶然误差大的多，系统误差是 GPS 测量的主要误差来源，而且系统误差存在一定的规律性，所以可以采用一定的方法和措施来消除此项误差。从 GPS 测量误差的来源可分：卫星部分、信号传播部分、信号接收部分和其他影响部分四个部分。
2.1 卫星部分
卫星部分误差主要有卫星星历误差、卫星钟误差及相对论效应，卫星部分误差对距离测量的影响约为 1.5~15 米。卫星星历误差是卫星在空间的位置与实际位置之差，卫星星历的数据来源有广播星历和实测星历，广播星历由于 SA 政策，广大用户很难从系统的改善中获得应有的精度，而实测星历对导航和动态定位无任何意义，对静态定位有重要意义。卫星钟的钟差包括由钟差、频偏、频漂、钟的随机误差，在 GPS 测量中，无论是码相位观测或载波相位观测，都要求卫星钟和接收机钟保持严格同步。
由于GPS 卫星轨道的预测工作主要是通过 GPS 跟踪网来实施的。其中对数据影响最大的是坐标误差，较为严重的情况下，坐标误差是其他误差十倍之多。因此要特别注重跟踪站地心坐标的精度，要求要优于 0.1m，当对基站松弛轨道进行加权时，要求其坐标值要优于 5m。只要能够将跟踪基站进行数据分析，就能够将轨道根数误差修改而成为正值。通过以上手段，精密星历就能够传送给客户。
2.2 信号传播部分
信号传播部分的误差有电离层折射误差、多路径效应误差以及对流层折射误差，这些误差对距离测量的影响为 1.5~15 米，电离层折射误差是由于 GPS 信号在通过电离层时，信号的路径发生弯曲、传播速度发生变化。多路径效应是指测站周围的反射物反射卫星信号进入接收机天线，这时多个卫星信号产生干涉，而使观测值偏离真值。GPS 信号在通过对流层时，信号的路径发生弯曲，对流层折射的误差与信的高度角有关，当在地面方向（即高度角为 10 度），影响可达到 20 米。
GPS信号传播过程造成的误差可以从两个方面进行控制。第一，通过使用模型对 GPS 信号进行更正， 即通过对气象资料的分析研究而建立相应的模型， 对流层折射所发生的误差进行预测，从而通过数据处理进行更正。第二，通过同步观测的方法来求差，从而消除流层对 GPS 信号传播的影响。
2.3 信号接收和其他误差部分
与接收机有关的误差主要有接收机钟误差、接收机位置误差、天线相位中心位置误差及几何图形强度误差等，这一些误差对距离测量的影响为 1.5~5 米，其他误差主要为地球自转的影响和地球潮汐改正，对距离测量的影响为 1 米。实际与接收机相关的误差主要还是噪声误差（天线噪声、传输线噪声、接收机内部噪声），如果接收机钟与卫星钟的同步差为 1μs，由此引起的距离误差约为 300m，而接收机的位置误差是天线相位中心与测站标石中心的误差。
就目前而言，对于信号接收和其他误差部分，通常采用ROCK4 模型、标准模型、多项式模型等模型进行校正与预测，这几种模型之间并无过大优劣比较，预测精度的差距都不大，一般都能达到 1m 定规。为了能够获得更小的误差数值，笔者认为可以将这几种模型混合使用，从而得到更为精确的误差值，甚至精度将会控制在 0.1m 以内。
三、结束语
为了降低GPS的测量误差，需要对误差的产生原因进行深入分析，并且针对分析结果指定相应的解决措施；制定具体规范的操作规章制度，观测过程严格章程执行，这样才能保证测量结果的精确性。
参考文献
[1] 胡辉,陈艳.GPS接收机的定位误差分析[J].河南师范大学学报（自然科学版）,2010,38(6):68-71.
篇2
关键词：GPS地籍测量RTK
全球定位系统GPS作为新一代的卫星导航和定位系统，不仅具有良好的抗干扰性和保密性，而且具有全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力，能为土地测量提供精密的三维坐标、速度和时间。目前GPS系统已广泛用于地籍测量中，尤其是实时动态（RTK）定位技术在地籍测量中蕴含着巨大的技术潜力。
一、GPS测量的特点
相对于常规测量来说，GPS测量主要有以下特点：
（一）测量精度高，时间短
一般双频GPS接收机基线解算精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。近几年，随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20 min左右，动态相对定位仅需几秒钟。
（二）测站间无需通视，仪器操作简便
GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。另外，GPS接收机自动化程度越来越高，操作实现智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。
（三）全球性、全天候作业
由于GPS卫星分布合理，能为用户提供连续、实时的三维位置，三维速度和时间，在地球任何地点、任何时间均可连续同步观测到4颗以上的卫星，且测站之间不需点间透视，点位位置可根据需要可稀可密，使选点工作灵活，节约大量的造标费用，并不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响，可随时进行GPS测量。
二、GPS测量原理
GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心（测站点）的三维坐标。最终计算出准确的测量数据。
（一）静态测量
就是用两台或两台以上GPS接收机同步观测，对观测值进行处理，可等到两测站间精密的WGS-84基线向量，再经过平差、坐标传递、坐标转换等工作，最终等到测点的坐标。显然静态测量不具备实时性。
（二）实时动态（RTK）定位技术
是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在土地测量中有广阔的应用前景。实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。在土地测量中，RTK技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类及权属调查时，应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测，提高了测量速度和精度。
三、GPS测量模式地籍测量中应用RTK技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入成图系统，可及时地精确获得地籍图。在测量地籍时，GPS―RTK技术主要有两种方式：
（一）GPS-RTK接收机+测图软件
利用GPS―RTK接收机在野外实地测量各种地籍要素数据，经过GPS数据处理软件进行预处理，按相应的格式存储在数据文件中，同时配绘草图，供测图软件进行编辑成图。这样控制点大大减少，测量效率大大提高。但必须绘制测量草图，一些无线电死角和卫星信号死角无法采集数据，必须用全站仪进行补充。
（二）GPS-RTK接收机+全站仪+掌上电脑+测图软件
这种模式将克服集中数字测量模式的缺点，可适应任何地形环境条件和任意比例尺地籍图的测绘，实现全天候、无障碍、快速、高精度、高效的内外业一体化采集地籍信息。
四、RTK地籍碎步测量技术
与采取全站仪相比，采用RTK技术在地籍碎步测量中也具有非常突出的优势：
（一）采点速度快，因为解算速度已达到20Hz（一般用1Hz），即每秒钟就可以记录一组观测数据，所以初始化完成后单点采集的时间几乎可以忽略不计。
（二）作用范围广，减少做控制和换站的工作量。一般在沿基准站方向阻挡较少的地区，RTK作用半径可达十几公里。多台接收机可以同步工作，而且相互不影响，也无误差的积累。实践证明，在相同的时间内，一台流动站大约是一台全站仪工作效率的两倍。
（三）实现单人操作，节省劳动力。在保证基准站安全的前提下，每台流动站只需要一人。
五、GPS在地籍测量中需要注意的问题
（一）测绘点的选取
应用GPS实时动态技术进行土地测量之前，首先要完成测绘点的选取工作。选取测绘点时，要保证测绘点上空的开阔度，使对卫星进行连续跟踪时可以有更好的信号质量。测绘点上空不能存在成片的障碍物。同时测绘点的选取要远离电磁波干扰源，要保证测绘点方圆200m内不能有高压输电线以及大功率的无线电发射设施等。否则，将会导致多路径效应，影响测量精度，所以测绘点的选取也要避开高层建筑以及成片的水域。
（二）数据观测
在GPS 外业施测中，利用GPS 接收机获取 GPS卫星信号，其主要工作包括天线设置、接收机操作和测站记簿等。天线应与周围物体相隔一定的距离。天线的对中、整平和定向应符合精度要求，并应精确地测天线高。在作偏心观测时应精确测定偏心元素。天线高度偏心元素和观测中的各种情况和问题应正确记录在记录簿内。为了保证 GPS 观测的质量，在施测前应对 GPS 进行检测，并且宜在 GPS 网中加测部分电磁波测距边。
（三）基准设计
GPS网的基准设计，一般主要是指确定网的位置基准问题。确定网的位置基准，可选网中一点的坐标值并加以固定或给以适当的权，或者网中的点均不固定，通过自由网伪逆平差或稳拟平差，来确定网的位置基准。这种以最小约束法进行GPS网的平差，对网的定向与尺度没有影响，平差后网的方向和尺度以及网的相对精度都是相同的，但网的位置及点位精度却不相同。在网中选若干点的坐标值并加以固定，或者选网中若干点的坐标值并加以固定，或者选网中若干点的坐标值并给以适当的权，在确定网的位置基准的同时，将对GPS网的方向和尺度产生影响，其影响程度与约束条件的多少及所取观测值的精度有关。
（四）GPS控制网平差
在建立GPS控制网时，根据地区的特点和需要，建立该地区的坐标系统，或采用该地区原有的坐标系统。为此，常常以已有的地面已知点作为起算点。因此，在GPS网平差时，应考虑GPS坐标系统与地面参考坐标系统的尺度和方位的转换关系。
六、结语
GPS 卫星定位技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对地籍测量工作，特别是地籍控制测量工作带来了巨大的影响。应用GPS进行地籍控制测量，点与点之间不要求互相通视，这样避免了常规地藉测量控制时，控制点位选取的局限条件，并且布设成GPS网状结构对GPS网精度的影响也甚小。总之，GPSRTK测量技术完全可以满足土地测量的需要，使测量精度达到规范要求。各测量点间不需要通视，不仅快速、方便、不受地形限制，而且还省时、省力、提高了工作效率；基站和移动站间作用距离可达到10km以上，保证了移动站所测各点几乎具有同等的精度，避免了全站仪测量中因不通视而频繁转站带来的误差积累。
参考文献：
1. 马万松：《GPS在地籍测量中的应用》，《建筑》，2011年18期。
篇3
关键词：GPS测量技术
1. 概念论述
GPS是由美国研制的导航、授时和定位系统。它由空中卫星、地面跟踪监控站、和用户站三部分组成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力。GPS系统的特点是高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。
实时动态测量（RTK）Real Time Kinematic
RTK 定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。
2. GPS构成部分
主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分组成，GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20200km，运行周期为11h58min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。
GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。
GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心（测站点）的三维坐标。
3. GPS技术特点
从工程测量的实施应用中，我们可以充分看到GPS测量的优越性，充分显示了这一卫星定位技术的高精度和高效益。
采用GPS技术测设方格网，比常规方法适应性更强。网形构造简单，点的疏密和边的长短可灵活选取，即使离已知控制点较远也可以连接，并进行控制网的定位和定向。另外，它解决了点位之间无法通视的困难，选点灵活，不需要高标，同时还可以保证外业施测不受天气影响。测设大型（长边）方格网和通视条件特别困难时，尤其能够显示其优越性。
当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测理，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网，这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段，其实，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。下面就RTK技术在公路勘测中的应用作简单的介绍。
4.RTK技术在公路测量中的应用
众所周知，无论静态定位，还是准动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。
实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定 位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。
5. 实时动态（RTK）定位测量模式
RTK定位测量分为有快速静态定位和动态定位两种，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。
快速静态定位模式，要求GPS接收机在每一流动站上，静止的进行观测。在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数据，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标，如果解算结果的变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。
动态定位测量前需要在一控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需2～10s）进行初始化工作，之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置。
6.总结
GPS在公路勘测中的应用，对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，特别是实时动态（RTK）定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，因此大大降低了测图难度，既省时又省力，非常实用。实时动态RTK技术在公路勘测中的应用，对等级公路的勘测手段和作业方法产生了重大改变，极大地提高了勘测精度和勘测效率，对公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景，为我国国民经济发展带来了可观的经济效益。
参考文献：
[1]张正禄.工程测量学 武汉：武汉大学出版社，2005.
[2]詹长根.地籍测量学 武汉：武汉大学出版社，2005.
篇4
1．1水下测绘应用水下测绘在我国目前的工程测绘中是比较有难度的，由于水下的地理环境比较复杂，而且还会受到水位高度影响，所以水下测绘的整体难度系数是比较高的，若是水下测绘采取人工测绘的话，必须要将水位降低排除流速和压强等一些干扰的因素，否则很难保证测绘出最终结果的精准度。在我国水下工程发展不断壮大的同时，对水下测绘的依赖性也越来越高，从而使水下测绘中的应用成为了工程测绘中的重要部分。GPS测量技术自身就具备着明显的优势，由于测绘设备的体积非常小，不会对水下测绘造成影响，尤其是在测量当中，要收集的水下资料是非常关键的，其次还要快速的传送到计算机网络系统当中，通过相关的软件进行分析，从而得出最终的数据信息，也减少了水下环境因素的影响。水下测绘在GPS测量技术的协助下，取得了精准的测量结果，从而避免了人工下水的意外现象。
1．2形变测量应用形变是工程测绘中的重要组成部分，在大部分工程内部都存在着形变的因素影响，尤其是受到地理环境或是人为因素的影响，从而增加了形变控制的难度系数。针对形变的控制对GPS测量技术所提供的数据信息方便提出更具有科学性的方法。例如:某矿产的施工现场的地基出现了形变的现象，表现出比较严重的坍塌情况，该负责的人员可以通过GPS测量技术及时研究引发的形变的主要因素，同时测量出地基沉降的具体数据，从而进行对地基形变的控制，尽可能的降低地基变形对整体的矿产造成的危害。其中GPS测量技术在该矿产中主要发挥的作用是定位和检测的形式，检测地基发生变形的现象，控制好在安全范围之内，避免出现地基沉降的现象，做到全方位保护好施工现象的安全，从而降低了矿产的变形风险。
1．3城市测绘应用城市建设是我国目前发展实施的重要项目，然而要想实现多样化的城市建设，就必须要保证测绘的范围达到标准化。GPS测量技术在城市测绘中的应用最多的功能技术就是，高效的城市测绘系统定位、遥控等，从而提高城市测绘中的数据信息达到精准度。例如:某城市在进行测绘时，涉及到的大范围的控制，其中包括了三级测绘导线，需要GPS测量技术的精准测绘，运用在城市测绘中，由于施工建筑的原因，导致测绘受到一定程度的影响，GPS测量技术可以定位到城市内部的静态测绘，同时应用GPS技术，可以排除城市两个测绘中的基本测试点，完成直接性的测量技术，避免对城市测绘原本的基点造成破坏，还可以快速的实现城市测绘中的施工建设规划。
1．4网点控制应用网点控制最主要的应用就是体现在降低地面测量的耗时及减少外力的影响、我国在工程施工中重点的更新了网点的控制，为了确保网点控制的准确度还必需要利用GPS测量技术。GPS测量技术在网点控制中能够很好的保证基础网点的测绘效果，然而GPS测量技术针对网点控制的应用还要注意对城市造成的影响，从而避免对整体工程测绘中获取的数据信息出现误差。
2GPS测绘技术在工程测绘中的应用流程
2．1系统定位测量点在选择测量点时必须要以安全便捷为前提去设置GPS定位系统，在视野比较广阔的环境进行作业时，要避免或许会对GPS定位系统的传输和接收造成的影响的因素，从而在确定GPS的测量点后，需要准确的记录到工程测绘的图纸中，为日后进行工程测绘提供图纸的铺垫。
2．2构建测量标点GPS测量技术在构建测量点时，主要利用指示和提示两个测点的作用，待测量点定位好以后，就可以进行安装测量标志所用到的GPS测量技术。基于工程测绘的环境不同，所有构建的测量标志也随之不相同，通常比较常见的形式就是下面埋入标石作为记号，从而可以确认标石为稳定的测量标志。
2．3测量观测测量观测在GPS定位系统中是比较重要的测量技术，利用室外的观测对GPS测量技术进行严格的比对。例如:某地区工程项目测绘中在GPS测量技术的室外进行观测，其两者都必须在协调的情况下进行高质量的测绘，采用卫星定位对测量技术的数据信息进行收集，通过GPS测量技术在室外观测所接收到的卫星定位系统，可以有效的保证测量观测的数据。
3总结
篇5
关键词：定位系统；GPS技术；基础测绘；
21世纪是信息化的时代，而作为信息化产业技术方向的一部分，测绘专业在数字地球概念中扮演着重要的角色。而GPS全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点。在测绘领域中，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量及地形测量等各个领域。通过 GPS静态测量和 GPS RTK测量技术在性能特点、作业方法、技术条件及应用效果的分析，指出GPS技术在房产基础测量中具有传统测量技术无可比拟的优势。
1、GPS静态测量应用于房产平面控制测量
1．1GPS静态测量模式
GPS静态测量有常规静态测量与快速静态测量2种模式。
常规静态测量模式是采用2台(或2台以上)GPS接收机 ，分别安置在1条或数条基线的两端，同步观测 4颗以上卫星，每时段根据基线长度和测量等级观测45min以上的时间。
快速静态测量模式是在一个已知测站上安置1 台 GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次安置到各待测测站，每测站观测数分钟。
这两种模式均可用来建立房产平面控制网。应用 GPS进行房屋平面控制测量，点与点之间可以不要求互相通视，这样就避免了常规测量中控制点位选取的局限性。只要使用的 GPS仪器精度与等级控制测量精度相匹配，控制点位的选取符合 GPS点位选取条件，那么所布设的 GPS网精度就完全能够满足房产测量规程要求。
1．2 GPS静态测量的作业方法
1．2．1根据基线长度确定静态测量观测时间
以拓普康 GPS为例，为达到测量精度要求，在进行静态测量时，可根据基线长度和接收机的类型确定观测时间(表 1)。
表 1 根据基线长度确定的 GPS静态测量观测时间
以上观测的成果质量易受锁定的卫星数量、作业环境及各种干扰因素影响。为保证获得良好的观测成果，应做到：
(1)按相关的GPS规范要求选取观测时间；
(2)新用户应尽可能适当延长设计观测时间；
(3)单频接收机最好不要用于观测长度超过 15 km的基线 。
1．2．2 外业观测
(1)将 3台接收机分别在测站点上对中、整平；
(2)接收机开机，跟踪GPS／GLONASS卫星的信号；
(3)在外业表格上记录点号、仪器编号、天线高等信息；
(4)接收机跟踪卫星稳定后，开始记录观测数据；
(5)观测一定时间后，接收机停止记录观测数据；
(6)接收机关机。
1．3GPS静态测量特点
在布设控制网方面，GPS静态测量较之常规方法具有以下特点：
(1)测量精度高。GPS观测精度要明显高于常规测量方法，其基线向量的相对精度一般在 1／10000～1／100000000之间，这是普通测量方法很难达到的。
(2)选点灵活、不需要建造觇标。GPS测量不要求测站间相互通视，不需要建造觇标，作业成本低，大大降低了布网费用。
(3)全天侯作业。在任何时间、任何气候条件下，均可以进行 GPS观测，大大方便测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布设。
(4)观测时间短。采用 GPS布设一般等级的控制网，每个测站上的观测时间一般为 1～2个小时。采用快速静态定位的方法，观测时间更短。
(5)观测、处理自动化。采用 GPS布设控制网，观测和数据处理过程均高度自动化。
1．4 实例及效果
某房产基础测绘项目区面积 100km2 ，需要布设三等 GPS控制网。根据规范要求，点与点之间平均距离为 5km，现场踏勘后共布设 13个点，埋石、观测、数据解算共用时4个工作日。如果应用常规作业方法，以上工作量只能满足在控制点上建造觇标的要求，而且控制点成果精度会大大降低，返工率也会因为数据采集受人为因素的干扰而升高。
2、GPS RTK测量技术应用于房产基础图测绘
2．1GPS RTK测量技术的基本特点
GPS RTK是指载波相位实时动态差分(Real―Time Kinematic)定位，是 GPS定位的最新技术。
GPS RTK技术系统配置由基准站接收机、移动站接收机 2部分组成。基准站接收机设在具有已知坐标(地势较高处也可无已知坐标)的参考点上，连续接收所有可视 GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值 、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数 据链发送出去；移动站接收机在跟踪 GPS卫星信号的同时接收来 自基准站 的数据，通过 0TF(On The Fly)算法快速求解载波相位整周模糊度，获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。
2．2 基准站的选定和建立
基准站的安置是顺利进行 RTK测量的关键，选址时应注意：
(1)避免在无线电干扰强烈的地区选址；
(2)基准站站址及数据链电台发射天线必须具有一定的高度；
(3)为防止数据链丢失以及多路径效应的影响，站址周围应无 GPS信号反射物(大面积水域、大型建筑物等)。
2．3 RTK技术的作业方法
(1)将基准站设在制高点上，控制点距离小于RTK有效作业半径的2／3倍。为方便对 RTK测量成果进行控制检核和避免出现作业盲点，在测区环境不良地区增加基准站。
(2)施测第一个观测点为已知点，以检核第一个RTK测量结果是否精确。RTK测量前的检核工作很重要，它可以发现输入的控制点坐标、坐标系统、设置参数是否有误等问题。
(3)由于接收卫星状况不良等原因而造成的盲点地区，应在盲点周围加测控制点，以便用全站仪补测。
2．4 RTK技术的优点
(1)作业效率高。在一般的地形地势下，设站 1次即可测完大约 6km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，提高了劳动效率。
(2)定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足 RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度就能达到厘米级。
(3)降低作业条件要求。RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，只要满足 RTK的基本工作条件，就能快速进行高精度定位作业。
(4)操作简便，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置，就可以同步获得测量结果坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机通信。
2．5 实例及效果
仍以前述测区为例，该项目区需要在三等 GPS控制网的基础上，布设一级 GPS控制点。根据规范要求，点与点之间平均距离设计为 0.5 km，现场勘察后共布设 456个点，埋石、观测、数据解算共用时 12个工作 日。如果应用常规作业方法工期至少需 1个月。由于数据量庞大作业环境复杂，返工率也必然会大大提升。
3、结束语
通过以上对 GPS测量技术应用的分析，可以看出GPS技术在房产基础测绘中的具有传统测量无可比拟的优势，但由于其技术特点，该技术也存在一定的问题。
(1)受卫星状况限制。房产基础测绘主要在城市进行，卫星信号在高楼密布区被遮挡时间往往较长，使得作业时间受到限制，且易产生假值。
(2)空中环境影响。中午时间卫星信号受电离层干扰大，共用卫星数少，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。
(3)数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小。RTK数据链传输易受到障碍物，如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，传输过程中衰减严重，影响作业精度和作业半径。因此，在开展房产基础测绘工作时，应根据实际情况合理运用 GPS测量技术。
参考文献 ：
[1] 徐绍铨．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉测绘科技大学出版社 ，1998．
篇6
关键词:GPS；高程测量；误差；大地高；正高和正常高；高程异常
P216
1 问题的提出
众所周知，GPS能实时地提供三维坐标，在三、四等控制及一、二级控制中，用GPS测量方法进行平面控制已为绝大部分测绘生产部门所采用，但GPS所提供的高程控制部分还在很大程度上不能满足测绘生产的相应要求，因为GPS所提供的高程为大地高，即WGS-84椭球高，而测绘生产作业中所要提供的高程一般为正常高或正高，他们之间存在着差异-高程异常和大地水准面差距。若能准确在求出高程异常和大地水准面差距，并能及时地注意GPS测量本身的误差影响，我们就能解决GPS高程测量的问题，充分地发挥GPS定位的优越性。
2 GPS定位误差分析
2.1 GPS定位测量的误差来源
GPS定位测量的误差主要来源于以下几个方面：
（1） 来自卫星部分的误差：主要有星历误差、卫星钟误差、相对论效应；
（2） 来自信号传播有关的误差：主要有电离层折射误差的影响、对流层折射误差的影响、多路径效应。
（3） 与信号接收有关的误差：主要有接收机钟误差、接收机的位置误差、天线相位中心位置的偏差。
（4） 其它方面的误差影响：如地球自转和地球潮汐的影响。
2.2 减弱GPS测量误差的措施和方法
（1）加入全球的卫星监测网站，以获得高精度的卫星星历；
（2）利用同步观测值在不同的卫星与卫星之间、历元与历元之间进行差分处理；
（3）进行调周模糊度解算，经实验得出若同步观测时间在1h以上，可获得较好的稳定性。
3利用GPS高程测量方法求正常高或正高的精度探析
3.1 GPS高程测量本身的精度分析
对卫星部分的误差、与信号传播有关的误差和与信号接收有关的误差，我认为施测者要认真按要求选择合适的GPS点来构成GPS网，减弱多路径误差和对流星延迟折射误差；注意星历预报，选择合适的观测时间采用合理的观测时段，改善GPS卫星星历的精度；同时应注意设站时严格地对中和整平仪器，仪器尽量地设得高一点，准确地量取天线高，若能做到这些，GPS高程测量的误差经实践证明是可以满足三等控制的要求的。但我们所要求的高程并不是大地高而是正常高或正高，故必须精确地求出高程异常值或大地水准面差距。
3.2 高程异常值（大地水准面差距）的求取方法
GPS测量得到的是大地高程，也即椭球高，实际应用中所采用的高程为海拔高程，两者之间存在高程异常值的差异，即：h=H-N，其中，h为一点的海拔高程，H为该点的大地高程，N为该点的高程异常值（又称大地水准面差距），要想从大地高程精确归算到海拔高程，就要获取准确的高程异常值。
据有关文献资料可知，高程异常值的获取方法大致有如下几种：
（1） 从国家高程异常值图上查取，但精度不高，一般为厘米级。
（2） 从全球高程异常模型中得到，如国际上广泛采用的OSU9IA；此方法同样精度不高且不适合我国。
（3） 从局部地区的精化大地水准面模型中得到。这种方法往往精度较高，在几个厘米至十几个厘米之间，但是目前可供使用的地区很有限。
（4） 利用GPS水准高程拟拟合测量方法求得。
GPS重力高程测量是用重力资料定点的高程异常，结合GPS求出的大地高，再求出点的正常高（或正高）的一种方法。
从目前我国的大量实际资料统计来看，GPS重力高程的精度低于GPS水准高程。故采用重力场模型和GPS水准相结合的方法是一条有效的途径。其做法是：现案重力场模型计算地面点的高程异常，在GPS网中再联测部分点的几何水准，也可以求出这些点的高程异常，即可求出联测点的两种高程异常差，根据联测点平面坐标和高程异常，按曲面拟合法推求其它点的高程异常，从而求出点的正常高。
3.3 利用GPS水准高程拟合测量方法求得GPS点的高程的精度探析
首先，应根据测区的情况，合理布设已知点，并选定足够已知点；根据不同测区，选用合适的拟合模型；对高程大于100m的测区，一般要加地形改正；对含有不同趋势地区的大测区，可采取分区计算的方法，计算时，坐标取到米或10m，但高程异常应取到毫米。计算结果应由计算机绘出测区高程异常等值线图，以便分析测区高程异常变化情况，提高拟合计算精度。
以下是本人在具体的工程中所布设的GPS网中的高程精度情况。在工作中，本人为了探讨GPS高程的精度，对所有的GPS点都进行三等水准测量，并进行严密平差得出点的高程，同时利用GPS测量方法测得各点的高程数据，在高程拟合时分别采用一个已知点、两个已知点、三个已知点和四个已知点来进行高程拟合，所得结果列表如下：
GPS高程与三等水准测量高程精度情况比较
拟合时已知点个数 两者比较的最大值 两者比较的最小值 两者比较的平均值
以上数据只是针对一个较为简单的网而讨论的，数据还不够全面，从中我们可以看出，只要选择得合适，利用GPS获得较高精度的高程是完全可以的。
4 结束语
（1）我国地形复杂，大部分地区为高山地或丘陵地，为满足工程建设的需要，在条件具备的情况下，利用GPS测量技术是可以做到同时完成平面、高程测量，充分发挥GPS测量的优势，提高工作效率。
（2）在测区范围较小，地形变化小的测区内，先利用几何水准均匀的布测一些基本高程控制点，然后可以用GPS高程测量代替几何水准测量测设图根水准或测站点水准。
（3）GPS仪器的选用要选择精度不低于基线精度5mm+1ppm、高程精度10mm+2ppm，性能较为稳定且受外界环境因素影响小的GPS接收机。
（4）GPS高程测量观测时要充分考虑影响GPS测量精度诸如GPS图形结构，电离层影响，正确量取天线高等因素。最大程度地减少误差影响。
（5）外业实施过程中，要经常性地连测一些已知水准点，随时进行高程比较，以避免气候等不确定因素引起的观测数据粗差。本人曾有一次采用性能不好的接收机，同时在外界环境较差的条件下进行数据采集时，所有基线都不合格，不能进行基线解算和网平差计算。
总之，选择适当和处理较好时，GPS高程测量是完全可以达到四等水准测量的要求的。
参考文献
[1]陈俊勇，李建成.中国新一代高精度、高分辩率大地水准面研究和实施.武汉大学学报.
篇7
关键词：GPS；土地测量；应用
前言
GPS是以空中卫星为基础的无线电导航系统。该系统能够提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。利用GPS进行静态定位或运动定位，可满足多方面的需要。目前GPS 技术应用非常广泛，在土地测绘、城镇规划、地球资源调查与管理、石油地质勘测等领域发挥着巨大作用。GPS以其速度快、精度高、效益好等优点，在土地测量领域应用中取得了良好效果 ，尤其进行土地大面积的精确测量，应用GPS技术可以有效提高土地测量质量，为土地资源的合理利用和国民经济健康发展服务。
1.GPS技术特点及优势
GPS主要包括：空间部分―GPS卫星星座；地面监控部分；用户设备部分―GPS 信号接收机。与传统的测量系统比较，GPS系统具有以下显著特点：（1）定位精度高。实践表明，在300～1500m 精密工程定位中，与电磁波测距仪测定的边长比较，其边长误差为0.5mm。（2）观测时间短。在动态相对定位中，流动站在距离基准站15Km内，每站观测仅需1～2s。（3）可提供三维坐标。经典的大地测量将平面与高程采用不同的方法分别测量，而GPS系统可同时测定待测点的三维坐标，并达到四等水准的测量精度。（4）操作简单，集成化程度高，测绘功能、数据处理能力强大，流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测量工作，降低了人为误差，保证了作业精度。随着GPS接收机的不断改进，自动化程度越来越高。（5） 全天候作业。GPS系统可以在24小时内的任何时间作业，不受气候影响，特别适合露天测量作业。
2.GPS 技术在土地测量工作中的依据
在土地测量工作中，利用GPS 的定位、导航，通过地理位置的变化实现项目区实地和电子图件的实时联动，对项目现场地物的真实性和相关信息的准确性进行实时判断，现场记录或绘制调查成果。
GPS控制网的技术设计的依据是GPS测量规范（规程），它是国家测绘管理部门和行业部门所制定的技术标准和法规，目前GPS控制网设计依据的规范（规程）有：2001年国家质量技术监督局的国家标准《全球定位系统（GPS）测量规范》；1992年国家测绘局的测绘行业标准《全球定位系统（GPS）测量规范》；1998年建设部的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》；各部委根据本部门GPS工作的实际情况指定的其他GPS测量规程或细则。
3.GPS在土地测量中的应用
基于GPS在土地测量中的优势，要认识到现代化、自动化、高精度化的GPS技术在土地测量乃至整个土地管理作业中发挥着重要的作用。
3.1 GPS技术在地籍测绘中的应用
地籍测量是专门研究建立土地信息档案理论与技术方法的一门学科。地籍测绘成果是实施土地及建筑物产权管理的重要依据，当发生土地产权变更时，就要查阅地籍测绘资料和有关土地登记文件.核准土地权属关系，根据土籍测绘成果和土地登记文件确认其权属关系。地籍测绘是城市土地利用规划的基础，还能为建设用地和评定土地等级提供基础资料。是各级人民政府对土地资源的规划、开发、使用、保护和管理等所必需的基础资料之一。GPS卫星定位新技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对地籍测量工作，特别是地籍控制测量工作带来了巨大的影响。应用GPS进行地籍控制测量，不要求通视，这样避免了常规地籍控制工作点位选取的局限条件，并且GPS网状结构对GPS 网精度的影响也很小。采用GPS布设控制网作业受时间、气候等条件的影响较小，有利于按时、高效地完成控制网的布设；观测时间短，有效地提高工作效率，缩短作业时间，大量地减少了劳动强度；观测过程和数据处理过程均是高度自动化。正是由于GPS 具有布点灵活、全天候、速度快、精度高等优点，才使GPS 技术在国内各省市的城镇地籍控制测量中得以广泛应用。利用GPS 技术进行地籍控制，没有常规三角网（锁）布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁锁要求，只要使用的GPS 仪器精度与等级控制精度匹配，控制点位的选限符合GPS点位选取要求，那么所布设的GPS网精度就完全能够满足地籍规程要求。
3.2 GPS技术对地籍细部测量的影响
地籍调查规程要求地籍细部测量的精度为：城镇街坊界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点允许误差为15cm。利用GPS的RTK技术能满足上述精度要求。
GPS技术进行地籍细部测量时人为因素的控制：影响GPS卫星信号的地域采用传统方法进行地籍勘测，这样有利于加快地籍细部测量进度；在地籍细部测量中，可以利用GPS定位技术的流动站放样功能，在电子手簿上即时显示流动站所在点与放样线的方位、距离，仅需要单人背负流动站作业即可；注意GPS技术在地籍细部测量中的规范化操作。
3.3 GPS技术在土地勘测定界中的应用
土地勘测定界是根据土地征用、划拨、出让、农用地转用、土地利用规划及土地开发整理及复垦等等工作的需要，实地界定土地使用范围、测定界址位置、调绘土地利用现状、计算用地面积，以及为国土资源管理部门用地审批和地籍管理提供科学、准确的基础资料而进行的技术服务性工作。它是保证建设用地审批科学、合理、准确的手段。
在用地勘界中，使用GPS技术，可以把基准站架设到已做好的控制点上。利用已有控制点的成果，直接求取区域地方坐标转换参数，这时只需背着流动站在电台信号覆盖的范围内采集外业数据即可。对宗地面积大、地形复杂、权属地类等界线较多的情况下采用GPS技术极大的方便了工作、降低了劳动强度、缩短了工作时间、提高了精度、达到了事半功倍的效果。应用GPS技术最能发挥其作用的是线性工程用地勘界工作。如山区高速公路用地勘界中，地形地貌复杂，通视条件极差，野外作业条件十分艰苦。采用常规测量方法不仅费时费力，而且砍伐工作量大，很难开展工作。设计单位只提供D级GPS控制点。采用RTK技术可以不加密控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速地进行高速公路用地边界的放线和用地范围内权属地类等各种界线的采集。极大地缩短了工作时间、提高了劳动效率。
总结
伴随着现代科学技术与经济社会的日益发展，对新时期的土地管理工作提出了更严格的要求，土地测量作为土地管理工作的关键，在整个国民经济发展过程中占据着极为重要的地位。GPS作为当前应用较为广泛的土地测量现代化技术，对其进行全方位的研究有着深远的现实意义。只有不断加强对GPS土地测量技术的研究力度，才能不断推动土地测量和整个土地管理行业的快速发展。
参考文献：
篇8
随着当代科学技术的革新，GPS测量技术也逐渐得到了完善，具有高精度等特点，有效的推进测绘行业的发展。与普通的测量技术不同，GPS测量技术能够全天作业，在进行数据监测的过程中，运用GPS不仅能够有效的实现同一位置的连续观测以及不同位置的同步观测，还能够进行全天候监测。在监测的过程中，通过系统的三维定位，就能够实现任意地点以及任意时间的监测，无论是从技术操作方面看还是从时间监测方面看，都具有不可比拟的优势。
2GPS定位测量技术的优势
GPS定位技术起源于美国，从研发到投入使用，经历了20年的改进，最终成功的为世界的发展做出了贡献。GPS定位技术在我国各个领域内都得到了应用，效果较好。GPS定位测量技术具有精度高且全天候等特点。工程测绘工作通常要求较高，具有专业化与技术性等特点，随着科技的进步，如今也逐渐向信息化与数字化等方向发展，需要运用先进的测量技术来提高工作效率。
2．1测量精度较高
在工程测绘中，运用GPS定位测量技术，就能够通过全球定位系统进行定位，如此便能够保证运动载体实现最佳的路线运行。对于工程测绘工作来说，定位非常重要，按照实际的测绘需求，假如基线没有超过50km，就应当采用载波相位观测量，以此保证静态相对定位。在工程测绘工作中运用GPS定位系统中的测技术，就能够实现1×10－6以及2×10－6的精度，假如基线达到了100km－500km，相对定位的精确标准就能够达到10－6以及10－7的范围内。随着GPS定位测量技术的不断革新，测量的精度也会不断的提升。
2．2操作简便且节省时间
在工程测绘工作中运用GPS定位测量技术，操作简便，且能够节省时间。例如在工程测量中运用经典的静态相对定位模式实现测量时，假如测量的基线在20km内，单频接受的观测时间大约为1小时，而双频接受的观测时间则为15－20分钟，假如采用实时动态定位，初始的观测时间则为1－5分钟，其他不同位置的观测时间为几秒，因此在工程测绘中运用GPS定位测量技术，就能够有效的缩短观测的时间，有效的提升工作效率。目前，GPS定位系统已经分为高度自动化与智能化的系统技术，在工程测绘中运用GPS定位测量技术，就能够通过智能型接收机进行观测，工作人员只需安装一些开关仪器，就能够通过仪器进行实时监控。由于GPS定位测量技术的自动化程度较高，工程的测量与卫星捕捉都能够通过GPS定位测量仪器来实现，操作较为简便。此外，GPS用户接收机体积较小，方便携带，在日常工作中能够节约人力和物力，能够有效的节约工作成本。
2．3应用范围广
GPS定位系统的应用范围一般可从两方面来看，首先是运用于与各个行业中，人们最为熟悉的是车载导航，目前GPS导航系统目前已经成了汽车的基本配置。此外，GPS技术还广泛的应用于地质与矿产等行业中。其次，GPS定位系统还能够运用于环境条件中，GPS定位是借用卫星系统实现定位，一般不会受到天气与温度的影响，在对于工程测绘来说属于一大优势，因为工程测绘通常都是在野外工作，运用GPS定位系统能够克服恶劣的环境条件造成的影响，保证定位的精度。
3GPS定位测量技术在工程测绘中的运用
3．1测量工程变形情况
通常工程建设涉及的范围较广，经常会遇到一些人为因素或是地质运动造成的建筑物变形以及位移，假如出现此种情况，会直接影响工程测绘工作，使经济效益与社会效益受到影响。经过研究发现，造成工程变形的主要类别有大坝变形与建筑物沉降等，假如能够及时的对工程变形进行测量，就能够有效的减少工程变形对于工程测绘工作的影响。目前GPS定位测量技术已经开始广泛的应用与工程变形的监测工作中，例如运用高精度的三维定位技术，就能够对工程建筑出现的微小变化进行分析，提早做好防范准备，减少损失。
3．2大地测量控制网点
在大地测量网点工作中，通常需要花费大量的资源，且精度较低，无法适应当代社会的需求。为了解决这一问题，我国在1991年开始建设大地控制网，目前这一工程已经结束，并且已经开始运用。大地控制网能够测量数千里或者数万里，而城市控制网测量的距离较近，一般在十公里左右，但城市控制网的使用频率更高，对于城市建设来说具有非常重要的作用，因此需要借助GPS定位测量技术进行大范围的测量，为城市的发展做贡献。
3．3测量水下工程
在水下作业一般难度较大，需要考虑到水下压强以及流体力学等方面的问题，但随着资源的开发，这些资源对于国民经济的影响逐渐增加，进行水下工程测绘目前已经是测绘领域中必不可少的环节。GPS定位测量技术包括了三维测量技术，能够从纵向或者横向两个角度进行水下测量，同时还能够将测量的结果通过计算机分析软件与制图软件等直接呈现出来。例如在进行水下作业时，进行横线测量时应当选择差分GPS技术，如此便可有效的减少对于环境的影响，简化操作流程。而进行纵向测量时则应当选用探测仪，运用超声测量的方式得出具体的深度。
3．4测量矿井工程
目前我国已经将GPS定位测量技术运用于矿井工程的测量中，并通过GPS技术进行了测量演练，及时的对测量中存在的问题进行了分析。常规形式的测绘工作通常是由工作人员自行操作，人为操作较容易出现误差影响测绘工作的精准度，此外，在地质条件复杂的地段进行测绘工作，较容易出现安全事故，因此需要在矿井工程中运用GPS定位测量技术。采用GPS定位测量技术就能够高效的实现工程测绘中交互定位，且能够显示出最精确的测绘结果，同时还能够了解工程测绘工作的流程。为了保证测量技术在工程测绘中达到最佳效果，可在测量前运用计算机技术对于需要测定的位置进行分析，及时发现测量中可能会出现的问题，并做好防治措施，以此保证测量人员的安全，提高测量的精确度。
4结束语
篇9
关键词：GPS；公路测量；展望
一、GPS定位原理
GPS卫星定位是利用测距交会的原理确定点位。假设在地面上有三个无线电信号发射台，其坐标为已知，用户接收机在某一时刻采用无线电测距的方法，分别测得接收机至三个发射台的距离d1,d2,d3。只需以三个发射台为球心，以d1,d2,d3为半径做出三个定位球面，既可交会出用户接收机的空间位置。反之利用3颗以上的卫星已知位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置。这就是GPS卫星定位的基本原理一空间距离，后方交会。在GPS定位中，GPS卫星是高速运动的卫星，其坐标值随时间在快速变化着。需要实时的由GPS卫星信号测量出测站点至卫星的距离，实时的由卫星的导航电文解算出卫星的坐标值，并进行测站点的定位。依据测距的原理，其定位原理与方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位以及差分GPS定位等。
二、GPS RTK技术在公路测量中的应用
（一）绘制大比例尺地形图
大比例尺（1:1000或1:2000）带状地形图，为高等级公路选线、设计提供了依据，因此为设计人员提供高精度的数字带状地形图十分必要。用传统的方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，再绘制成大比例尺地形图。这种方法难度大、速度慢、花费时间长、效率低。随着测绘科学技术的发展，传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。在线路带状地形图测绘时，采用RTK进行碎部点的数据采集，省去建立图根控制这个中间环节，弥补了传统的测图中碎部点必须与测站点通视限制，在碎部点上只需停留一两分钟甚至几秒钟，即可获得该点坐标、高程数据。在遇到无法接收到卫星和无线电信号的村庄、城市内时，用RTK实时测出图根点，使用全站仪配合完成采集工作。这种方法需要采集碎部点的三维坐标和输入属性信息，而且速度快，既省时又省力，大大地克服了测图的难度。如在荷塘大道的测绘中，就采用了这种方法，大大加快了速度。
（二）道路的纵横断面放样和土石方计算
纵横断面放样时、先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工预放样点的文件，并储存起来，随时可以到现场测量所用;横断面放样时，先确定横断面作业形式（挖、填、半挖半填），然后把横断面设计有关数据输入电子手簿中（边坡坡度、路肩宽度、设计高）也生成一个施工预放样文件，储存起来，并随时到现场测量放样。还可利用软件自动与地面线衔接进行所谓的“载帽”工作，并利用“断面法”进行填挖土方量的计算。用绘图软件还可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图。因为所采用的数据都是测绘地形图时采集的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。而且必要时，可用动态GPS到现场检验复合，这与传统方法相比，既经济又易实现。
（三）道路中线放样
中线测量就是通过直线和曲线的测设，将道路中心线的平面位置具体地标定在现场上，并测定路线的实际里程，它是公路测量中关键性工作，是测绘纵、横断面图和平面图的基础，是公路设计、施工和后续工作的根据。使用RTK技术进行中线测量，不但克服了传统放样法和坐标放样法的缺点，而且具有观测时间短，精度高、无须通视、现场给出精确坐标等优点。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面标定出来。采用实时GPS测量时，只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度基本相等。高等级公路的路线主要由直线、缓和曲线、圆曲线构成。放样时，只要先输入各主控点桩号，然后输入起终点的方位角、直线段与缓和曲线的距离、圆曲线的半径，这样就可很轻松地进行放样，而且一切工作均由GPS电子手簿完成。另外，如果需要在直线段和曲线段加桩，只需输入加桩号就行，其余的工作由GPS完成。
三、GPS应用前景展望
1、GPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制，非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。
2、GPS测量可以大大提高工作效率及成果质量，它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。
3、GPS PTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。
4、GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量。提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。
5、GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。
总之，GPS技术在公路测量中的应用，特别是RTK技术将彻底改变公路测量模式。它是公路测量的一项革命性的技术革新，它将对传统的作业理念予以更新。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它还可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。因此GPSRTK技术在公路工程建设中有着广阔的应用前景。
篇10
关键词： 地籍测绘 GPS技术 控制网
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
中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：
1、地籍测绘的精度标准
11地籍图的精度标准
地籍测量就是只界址点和边界点的坐标、土地的边界线、房屋、楼房的实际使用轮廓的面积和马路与公路以及高速等各方面的交通路线,还有水利工程的实地测量等等。一般界址点和界址线是测量的空间或者其它建筑的主要点, 界址点的坐标确定是通过实际勘测得出的一组精确数据, 这种方法就是界址点的数学表达式。一般界址点的精度是根据当地的实际情况来进行给定的, 这是由于当地的经济发展不能达到国家的使用标准。在我国, 由于地区经济的发展有差异, 对界址点的精度确定分为不同的等级。详见精度等级表1
1.2 地籍控制测量精度标准
地籍控制测量遵循逐级递减、由整体到部分的控制(分级布网,但也可越级布网) 原则。
地籍控制测量大致可以分为两大类: 一种是基本控制测量, 另一种是地籍控制测量。地籍的基本测量分为4 个等级, 可以根据等级布置相应的等级三角网(锁)、边界网、GPS 网等。在进行地籍测量工作的时候, 如果依据基本控制测量可以分为一、二两个等级, 布置相对应的三角网、GPS网、导线网等。
地籍平面直角坐标系统的确定要参照国家的相关标准进行确定,条件不允许的地区可根据当地的实际需要进行设立坐标系, 但是要合理精确。精度指标是GPS 网技术的主要核心, 它的精度测量准确直接影响着GPS网的设计方案、测量规划和数据记载处理方法。测量的精度是依据界址点和地籍图的精度为依据的。按照地籍测量规范 中规定, 相对起算点的误差在0 05m 左右。
2、设立GPS地籍的控制网
21 控制网的策划方案和实施
在进行控制网的设立过程中, 要参照国家的相关标准进行策划,科学、合理的对控制网进行规划设计。大多数地籍控制网都可以划分成3个等级, 二、三、四等三角网、边角网、边界网(锁) , 以及一、二导线网和相关的GPS 网等。不同的地籍控制点要根据当地地区的发展而定, 从而采取相关的措施进行管理控制。在运用GPS网技术对地籍进行控制的时候, 如果有不常规的三角网的时候, 一般都采取各边保持等边的原则。
2.1.1相关准则标准的设计。
当前施工标准中将GPS 网的基准主要都集中为网的位置基准、方向基准、尺度基准等, 在选择网的基准时主要还是利用网的整体平差计算后所得到的。通常所说的GPS 网的基准设计多数是用于在定位网的位置基准问题。在选择网的位置基准中我们能把网中一点的坐标值进行固定操作后放宽权限, 这样就能利用自由网伪逆平差对网的位置基准加以制定。把最小约束法来实现GPS 网的平差并不会给网的定向、尺度造成影响, 平差后网的方向与尺度在精度指标上都是保持一致的, 而网的位置、点位精度往往存在较大的差异。对网进行相对点的坐标值开展固定中, 我们必须要对不同的坐标值并实施固定, 当网的位置基准处于在相同水平后可以将GPS网的方向、尺度来进行调整, 确保达到观察检测的最佳位置。
2．1． 2 选点与观测方案的策划。
应想到不同的GPS 测量在观测站间没有彼此通视的详细要求, 并且每个网中的图形都呈现了各种状况。因此, 在确定工作点位置时必须要按照具体的情况而定。另外,点位确定的情况常会给测量结果造成有关的影响, 这就需要在选点工作之前做好准备, 对于有关的地理信息资料实施收集的处理, 掌握好原有标志点的具体布置状况来选择最佳的观测站的位置。为了确保数据信号的顺利传输, 在点位的布置中不亦确定了于斜坡上, 且所选择的位置必须达到观测、记录等标准的具体需要。
以GPS创建的地籍测量控制网, 其点间不用每个地方都进行通视, 对每个点保持2个方向的通视就可以, 而少数点设置1 个方向通视。点间距离的大小需根据具体情况调整, 无需考虑到图形结构形式, 每个GPS 网的最短边需控制在700 - 900m, 长边最大在20 -30km。点位时需要根据具体情况而定, 以满足使用要求为准。
影响GPS定位精度的因素是多个方面的, 而观测卫星的几何布置情况则是常见的因素之一。因而, 考虑到需把握最好的观测时期,在观测计划进行拟定过程中, 必须要对GPS卫星的可见性图实施编制。在GPS定位时需要重点对观测卫星与地面测站构造的图形结构进行观察, 在强度的因子选择需要的将空间位置精度因子当成典范,针对绝对的定位、相对定位等, 都一定要达到详细的标准需要。选择了较好的观测时间之后再按照计划安排展开操作, 其中必须要与网的规模、精度要求、作业数量等相关问题针对性处理, 对具体的工程安排应该加以科学的规划。
2．2 开展数据监测的有关方案
GPS 的数据在预处理重要就是进行有关的编辑、运算、加工等,经过制定详细的操作编辑、加工整合等各流程, 再将不同形式的专用信息文件进行分流处理, 这样就可以为后面的平差计算进行准备。为了可以提高外业检测的质量水平, 我们一定要做好针对性的外业检核, 这是确保预期定位精度的最佳方式。在完成观测任务之后需要对外业的观测数据质量采取综合检查审核的方式, 这样可以尽早察觉到存在的异常情况, 以尽早采取措施加以处理。对同步边观测数据实施检核, 其重点在于观测数据剔除、观值之间的偏差, 检核的关键在于对每种模型之间的变化情况进行调整。而残差分析就是试图把观测值中的偶然差进行分离的操作。选用GPS技术完成地籍控制测量时一定要对早期收集到的数据实施有效处理, 这样就可以将各基线向量确定下来。之后则可以对同步边观测数据实施检核、观测等操作, 从而保证了GPS 测量规范的精度指标的具体要求。
3、测量GPS地籍的方法
3．1 测量的预期准备
在测量之前必须要进行相关方面的准备, 其主要内容有: 掌握接收机的操作, 熟悉差分处理软件应用, 完善野外测量所操作的步骤等。对地籍测量的每方面情况进行分析后, 再选择有针对性的GPS 测量流程。另一方面就是对测量队伍做全面组织, 每个队伍都要安排仪器操作、记录资料等名工作者。记录员主要是对土地的具体情况加以记录, 而操纵者则是运用GPS 接收机来收发监测信号, 以保证测量工作的顺利进行。
3．2 现有绘测控制网的评估与加密
对于已经勘测的地区必须知道一定的控制点以便测量。如果没有足够的测量点, 或者控制点不够多, 可以采用GPS 静态分析进行定位, 把已知点进行引点或者加密。
3．3 数据布置与编码
在一般情况下, 如果选用1 台GPS 接收机当成基准站, 那么就必须设置的测站GPS接收机应有2 - 3台, 其可在相同时间里完成操作。要想防止数据在处理过程中出现混乱状态, 则需要根据各台流动站GPS 接收机实施编码, 如I号, 2 号, 3号, N 号。对于那些的接收机实施测量中, 其涉及到的数据文件名一定要具备日期、机号、文件等各方面的信息, 以对数据内部完成需要的操作处理。另外,对于野外测量中不仅要采集权属界线的空间坐标, 也要进行采集权属操作, 收集到不同的土地信息。这就需要在进行测量前针对不同的属性实施统一编码。
3．4流动站GPS接收机的数据采集
结合目前的地籍测量情况, 我们在采集过程中要重点做好两大方面的数据收集, 主要包括了: 地块坐标的数据、属性数据等。在测量之前应将GPS接收机打开, 确定4颗或更多的卫星, 到达Setup菜单后就是完成初始化, 并布置相应的采样率和天线视角。一般移动站与天线视角要比基准站的天线视角大, 这样就必须要移动站离基准站的距离再增加100km 后, 其移动站的天线视角相应增加1, 以此来确保移动站内部的GPS 卫星信息可以及时接收。GPS 接收机的布置情况,可装置在自行车、摩托车、汽车等不同设备上。以实际的测量结果所显示, 将GPS接收机的时速控制在60km 的汽车时, 就不会给测量精度带来干扰。而天线必须架设于支撑杆上, 且举过人的头顶后垂直移动天线, 防止受到其它物体的干扰, 避免给测量信号的收集、数据信息处理带来不便。
3．5 处理内业差分的办法
在对地籍进行内业差分处理和分析的时候, 一般都是结合基准站和流动站采集的观测数据, 在根据差分计算处理分析得出移动站在不同时刻的坐标点。普通的GPS 接收机都会装有差分软件, 以方便对数据的查分处理。常运用的差分处理方法有: 位置差分、伪距静态差分等。例如在使用Prom arkX- CM 接收机时, 接收机可以接受到10 个频道, 完成对L1 载波和C /A 码的实施勘测, 同时还可以完成对RTCM 差分信息的接受, 完成相应的移动差分、位置差分等相关数据采集工作, 这种方法在野外进行数据采集的时候运用比较多。
4、结语
GPS 测绘技术的应用使地籍测量更加快速、精确的测量, 不仅提高了数据接受的速度, 而且还改善了传统的计量方法, 提升了地籍的管理实施水平, 对测量的科学、合理、高效又迈进了一大步,让测量工作稳定顺利的进行。
参考文献
[ 1 ]李明峰, 冯宝红, 刘三枝. GPS 定位技术及其应用[M ].北京: 国防工业出版社, 2006.
[ 2 ]徐绍栓, GPS 定位技术在地籍测量中的应用及发展前景[ J] . 中国土地科学, Vo l9. N0. 2, 1995. 3.
[ 3 ]李国伟, GPS 在土地测绘中的应用及前景[ J] 中国土地科学, Vo.l 9, No. 4, 1995. 7.
[ 4 ]徐绍栓, GPS 定位技术在地籍测量中的应用及发展前景[ J] . 中国土地科学, Vo l9. N O. 2, 1995. 3.