gps測量范文
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篇1
中圖分類號：O433文獻標識碼： A
全球定位系統（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，測量過程具有全球性、全天候性、連續性和實時性等優點，在全球范圍內的各個領域都得到了廣泛的運用。任何先進技術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，具體表現在實際測量過程中有一定程度上的不穩定，經常由于一種或者幾種因素導致測量結果出現誤差。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進行分析。
一、GPS定位系統的組成部分
GPS定位系統是基于全球24顆定位人造衛星，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航定位系統。它由空間衛星群、地面控制系統以及用戶裝置部分組成，民用的定位精度可達10米內。
1.空間衛星群
GPS的空間衛星群由24顆衛星（21顆工作衛星；3顆備用衛星）組成，衛星分布在六個距地表20200 km的特定軌道上，每個軌道上有4顆衛星，各軌道面之間的交角60°，軌道傾角55°，衛星軌道運行的周期11 h 58 min，衛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顆衛星的信號。
2.地面控制系統
地面控制系統由由3個注入站、1個主控站、5個監測站所組成的。注入站把主控站計算出的信息全部注進到衛星里；主控站通過觀測GPS衛星的運行數據，對衛星鐘進行及時的參數修正，計算衛星星歷，然后再將計算結果利用注入站傳送到衛星當中；監控站則是接收衛星所發出的信號，對衛星工作情況進行監測。
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。其作用就是收取衛星所發出的信號，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緯度、高度、速度、時間等信息。隨著科技的不斷發展，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
誤差按性質可分為系統誤差與偶然誤差兩類。這兩類誤差中，系統誤差對測量結果的影響要遠比偶然誤差大的多，系統誤差是 GPS 測量的主要誤差來源，而且系統誤差存在一定的規律性，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 衛星部分
衛星部分誤差主要有衛星星歷誤差、衛星鐘誤差及相對論效應，衛星部分誤差對距離測量的影響約為 1.5~15 米。衛星星歷誤差是衛星在空間的位置與實際位置之差，衛星星歷的數據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的改善中獲得應有的精度，而實測星歷對導航和動態定位無任何意義，對靜態定位有重要意義。衛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，都要求衛星鐘和接收機鐘保持嚴格同步。
由于GPS 衛星軌道的預測工作主要是通過 GPS 跟蹤網來實施的。其中對數據影響最大的是坐標誤差，較為嚴重的情況下，坐標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的精度，要求要優于 0.1m，當對基站松弛軌道進行加權時，要求其坐標值要優于 5m。只要能夠將跟蹤基站進行數據分析，就能夠將軌道根數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，信號的路徑發生彎曲、傳播速度發生變化。多路徑效應是指測站周圍的反射物反射衛星信號進入接收機天線，這時多個衛星信號產生干涉，而使觀測值偏離真值。GPS 信號在通過對流層時，信號的路徑發生彎曲，對流層折射的誤差與信的高度角有關，當在地面方向（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的模型， 對流層折射所發生的誤差進行預測，從而通過數據處理進行更正。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。實際與接收機相關的誤差主要還是噪聲誤差（天線噪聲、傳輸線噪聲、接收機內部噪聲），如果接收機鐘與衛星鐘的同步差為 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、標準模型、多項式模型等模型進行校正與預測，這幾種模型之間并無過大優劣比較，預測精度的差距都不大，一般都能達到 1m 定規。為了能夠獲得更小的誤差數值，筆者認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。
三、結束語
為了降低GPS的測量誤差，需要對誤差的產生原因進行深入分析，并且針對分析結果指定相應的解決措施；制定具體規范的操作規章制度，觀測過程嚴格章程執行，這樣才能保證測量結果的精確性。
參考文獻
[1] 胡輝,陳艷.GPS接收機的定位誤差分析[J].河南師范大學學報（自然科學版）,2010,38(6):68-71.
篇2
關鍵詞：GPS地籍測量RTK
全球定位系統GPS作為新一代的衛星導航和定位系統，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、連續性、實時性的精密三維導航與定位能力，能為土地測量提供精密的三維坐標、速度和時間。目前GPS系統已廣泛用于地籍測量中，尤其是實時動態（RTK）定位技術在地籍測量中蘊含著巨大的技術潛力。
一、GPS測量的特點
相對于常規測量來說，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，而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優越性愈加突出。近幾年，隨著GPS測量技術的不斷完善，軟件的不斷更新，在進行GPS測量時，靜態相對定位每站僅需20 min左右，動態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，操作實現智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機后設定參數，接收機即可進行自動觀測和記錄。
（三）全球性、全天候作業
由于GPS衛星分布合理，能為用戶提供連續、實時的三維位置，三維速度和時間，在地球任何地點、任何時間均可連續同步觀測到4顆以上的衛星，且測站之間不需點間透視，點位位置可根據需要可稀可密，使選點工作靈活，節約大量的造標費用，并不受陰天黑夜、起霧刮風、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全球定位系統由空間衛星群和地面監控系統兩大部分組成，GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，跟蹤衛星的運行，并對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應軟件，經基線解算、網平差，求出GPS接收機中心（測站點）的三維坐標。最終計算出準確的測量數據。
（一）靜態測量
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，再經過平差、坐標傳遞、坐標轉換等工作，最終等到測點的坐標。顯然靜態測量不具備實時性。
（二）實時動態（RTK）定位技術
是以載波相位觀測值為根據的實時差分GPS技術，它是GPS測量技術發展的一個新突破，在土地測量中有廣闊的應用前景。實時動態定位(RTK)系統由基準站和流動站組成，建立無線數據通訊是實時動態測量的保證，其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準點，安置一臺接收機作為參考站，對衛星進行連續觀測，流動站上的接收機在接收衛星信號的同時，通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數據，隨機計算機根據相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度。在土地測量中，RTK技術可實時地測定界址點坐標，確定土地使用界限范圍，計算用地面積，在土地分類及權屬調查時，應用RTK技術可實時測量權屬界限、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用RTK技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖，能實時測定有關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獲得的數據處理后直接錄入成圖系統，可及時地精確獲得地籍圖。在測量地籍時，GPS―RTK技術主要有兩種方式：
（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據，經過GPS數據處理軟件進行預處理，按相應的格式存儲在數據文件中，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星信號死角無法采集數據，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字測量模式的缺點，可適應任何地形環境條件和任意比例尺地籍圖的測繪，實現全天候、無障礙、快速、高精度、高效的內外業一體化采集地籍信息。
四、RTK地籍碎步測量技術
與采取全站儀相比，采用RTK技術在地籍碎步測量中也具有非常突出的優勢：
（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據，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。一般在沿基準站方向阻擋較少的地區，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，一臺流動站大約是一臺全站儀工作效率的兩倍。
（三）實現單人操作，節省勞動力。在保證基準站安全的前提下，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
應用GPS實時動態技術進行土地測量之前，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，使對衛星進行連續跟蹤時可以有更好的信號質量。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內不能有高壓輸電線以及大功率的無線電發射設施等。否則，將會導致多路徑效應，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）數據觀測
在GPS 外業施測中，利用GPS 接收機獲取 GPS衛星信號，其主要工作包括天線設置、接收機操作和測站記簿等。天線應與周圍物體相隔一定的距離。天線的對中、整平和定向應符合精度要求，并應精確地測天線高。在作偏心觀測時應精確測定偏心元素。天線高度偏心元素和觀測中的各種情況和問題應正確記錄在記錄簿內。為了保證 GPS 觀測的質量，在施測前應對 GPS 進行檢測，并且宜在 GPS 網中加測部分電磁波測距邊。
（三）基準設計
GPS網的基準設計，一般主要是指確定網的位置基準問題。確定網的位置基準，可選網中一點的坐標值并加以固定或給以適當的權，或者網中的點均不固定，通過自由網偽逆平差或穩擬平差，來確定網的位置基準。這種以最小約束法進行GPS網的平差，對網的定向與尺度沒有影響，平差后網的方向和尺度以及網的相對精度都是相同的，但網的位置及點位精度卻不相同。在網中選若干點的坐標值并加以固定，或者選網中若干點的坐標值并加以固定，或者選網中若干點的坐標值并給以適當的權，在確定網的位置基準的同時，將對GPS網的方向和尺度產生影響，其影響程度與約束條件的多少及所取觀測值的精度有關。
（四）GPS控制網平差
在建立GPS控制網時，根據地區的特點和需要，建立該地區的坐標系統，或采用該地區原有的坐標系統。為此，常常以已有的地面已知點作為起算點。因此，在GPS網平差時，應考慮GPS坐標系統與地面參考坐標系統的尺度和方位的轉換關系。
六、結語
GPS 衛星定位技術的迅速發展，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，這樣避免了常規地藉測量控制時，控制點位選取的局限條件，并且布設成GPS網狀結構對GPS網精度的影響也甚小。總之，GPSRTK測量技術完全可以滿足土地測量的需要，使測量精度達到規范要求。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在地籍測量中的應用》，《建筑》，2011年18期。
篇3
關鍵詞：GPS測量技術
1. 概念論述
GPS是由美國研制的導航、授時和定位系統。它由空中衛星、地面跟蹤監控站、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航與定位能力。GPS系統的特點是高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。
實時動態測量（RTK）Real Time Kinematic
RTK 定位技術是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在RTK作業模式下，基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數據鏈接收來自基準站的數據，還要采集GPS觀測數據，并在系統內組成差分觀測值進行實時處理。流動站可處于靜止狀態，也可處于運動狀態。RTK技術的關鍵在于數據處理技術和數據傳輸技術。
2. GPS構成部分
主要由空間衛星星座、地面監控站及用戶設備三部分組成，GPS空間衛星星座由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。24顆衛星均勻分布在6個軌道平面內，軌道平面的傾角為55°，衛星的平均高度為20200km，運行周期為11h58min。衛星用L波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續不斷地發送導航定位信號，導航定位信號中含有衛星的位置信息，使衛星成為一個動態的已知點。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顆衛星，最多可達到9顆。
GPS地面監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測站組成。主控站根據各監測站對GPS衛星的觀測數據，計算各衛星的軌道參數、鐘差參數等，并將這些數據編制成導航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發來的導航電文注入到相應衛星的存儲器中。
GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備（如計算機）等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，跟蹤衛星的運行，并對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應軟件，經基線解算、網平差，求出GPS接收機中心（測站點）的三維坐標。
3. GPS技術特點
從工程測量的實施應用中，我們可以充分看到GPS測量的優越性，充分顯示了這一衛星定位技術的高精度和高效益。
采用GPS技術測設方格網，比常規方法適應性更強。網形構造簡單，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，同時還可以保證外業施測不受天氣影響。測設大型（長邊）方格網和通視條件特別困難時，尤其能夠顯示其優越性。
當前，用GPS靜態或快速靜態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；在施工階段為橋梁，隧道建立施工控制網，這僅僅是GPS在公路測量中應用的初級階段，其實，公路測量的技術潛力蘊于RTK（實時動態定位）技術的應用之中，RTK技術在公路工程中的應用，有著非常廣闊的前景。下面就RTK技術在公路勘測中的應用作簡單的介紹。
4.RTK技術在公路測量中的應用
眾所周知，無論靜態定位，還是準動態定位等定位模式，由于數據處理滯后，所以無法實時解算出定位結果，而且也無法對觀測數據進行檢核，這就難以保證觀測數據的質量，在實際工作中經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據的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。
實時動態定位（RTK）系統由基準站和流動站組成，建立無線數據通訊是實時動態測量的保證，其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準點，安置一臺接收機作為參考站，對衛星進行連續觀測，流動站上的接收機在接收衛星信號的同時，通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數據，隨機計算機根據相對定 位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度。這樣用戶就可以實時監測待測點的數據觀測質量和基線解算結果的收斂情況，根據待測點的精度指標，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（RTK）定位測量模式
RTK定位測量分為有快速靜態定位和動態定位兩種，兩種定位模式相結合，在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監理和GIS（地理信息系統）前端數據采集。
快速靜態定位模式，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，同時接收基準站和衛星的同步觀測數據，實時解算整周未知數和用戶站的三維坐標，如果解算結果的變化趨于穩定，且其精度已滿足設計要求，便可以結束實時觀測。
動態定位測量前需要在一控制點上靜止觀測數分鐘（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定的采樣間隔自動進行觀測，并連同基準站的同步觀測數據，實時確定采樣點的空間位置。
6.總結
GPS在公路勘測中的應用，對高等級公路的勘測手段和作業方法產生了革命性的變革，極大地提高了勘測精度和勘測效率，特別是實時動態（RTK）定位技術將在公路勘測、施工和后期養護、管理方面有著廣闊的應用前景由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息，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RTK技術在公路勘測中的應用，對等級公路的勘測手段和作業方法產生了重大改變，極大地提高了勘測精度和勘測效率，對公路勘測、施工和后期養護、管理方面有著廣闊的應用前景，為我國國民經濟發展帶來了可觀的經濟效益。
參考文獻：
[1]張正祿.工程測量學 武漢：武漢大學出版社，2005.
[2]詹長根.地籍測量學 武漢：武漢大學出版社，2005.
篇4
1．1水下測繪應用水下測繪在我國目前的工程測繪中是比較有難度的，由于水下的地理環境比較復雜，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果的精準度。在我國水下工程發展不斷壯大的同時，對水下測繪的依賴性也越來越高，從而使水下測繪中的應用成為了工程測繪中的重要部分。GPS測量技術自身就具備著明顯的優勢，由于測繪設備的體積非常小，不會對水下測繪造成影響，尤其是在測量當中，要收集的水下資料是非常關鍵的，其次還要快速的傳送到計算機網絡系統當中，通過相關的軟件進行分析，從而得出最終的數據信息，也減少了水下環境因素的影響。水下測繪在GPS測量技術的協助下，取得了精準的測量結果，從而避免了人工下水的意外現象。
1．2形變測量應用形變是工程測繪中的重要組成部分，在大部分工程內部都存在著形變的因素影響，尤其是受到地理環境或是人為因素的影響，從而增加了形變控制的難度系數。針對形變的控制對GPS測量技術所提供的數據信息方便提出更具有科學性的方法。例如:某礦產的施工現場的地基出現了形變的現象，表現出比較嚴重的坍塌情況，該負責的人員可以通過GPS測量技術及時研究引發的形變的主要因素，同時測量出地基沉降的具體數據，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造成的危害。其中GPS測量技術在該礦產中主要發揮的作用是定位和檢測的形式，檢測地基發生變形的現象，控制好在安全范圍之內，避免出現地基沉降的現象，做到全方位保護好施工現象的安全，從而降低了礦產的變形風險。
1．3城市測繪應用城市建設是我國目前發展實施的重要項目，然而要想實現多樣化的城市建設，就必須要保證測繪的范圍達到標準化。GPS測量技術在城市測繪中的應用最多的功能技術就是，高效的城市測繪系統定位、遙控等，從而提高城市測繪中的數據信息達到精準度。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線，需要GPS測量技術的精準測繪，運用在城市測繪中，由于施工建筑的原因，導致測繪受到一定程度的影響，GPS測量技術可以定位到城市內部的靜態測繪，同時應用GPS技術，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，避免對城市測繪原本的基點造成破壞，還可以快速的實現城市測繪中的施工建設規劃。
1．4網點控制應用網點控制最主要的應用就是體現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點的控制，為了確保網點控制的準確度還必需要利用GPS測量技術。GPS測量技術在網點控制中能夠很好的保證基礎網點的測繪效果，然而GPS測量技術針對網點控制的應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據信息出現誤差。
2GPS測繪技術在工程測繪中的應用流程
2．1系統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置GPS定位系統，在視野比較廣闊的環境進行作業時，要避免或許會對GPS定位系統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構建測量標點GPS測量技術在構建測量點時，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志所用到的GPS測量技術。基于工程測繪的環境不同，所有構建的測量標志也隨之不相同，通常比較常見的形式就是下面埋入標石作為記號，從而可以確認標石為穩定的測量標志。
2．3測量觀測測量觀測在GPS定位系統中是比較重要的測量技術，利用室外的觀測對GPS測量技術進行嚴格的比對。例如:某地區工程項目測繪中在GPS測量技術的室外進行觀測，其兩者都必須在協調的情況下進行高質量的測繪，采用衛星定位對測量技術的數據信息進行收集，通過GPS測量技術在室外觀測所接收到的衛星定位系統，可以有效的保證測量觀測的數據。
3總結
篇5
關鍵詞：定位系統；GPS技術；基礎測繪；
21世紀是信息化的時代，而作為信息化產業技術方向的一部分，測繪專業在數字地球概念中扮演著重要的角色。而GPS全球定位系統具有性能好、精度高、應用廣的特點。在測繪領域中，GPS系統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域。通過 GPS靜態測量和 GPS RTK測量技術在性能特點、作業方法、技術條件及應用效果的分析，指出GPS技術在房產基礎測量中具有傳統測量技術無可比擬的優勢。
1、GPS靜態測量應用于房產平面控制測量
1．1GPS靜態測量模式
GPS靜態測量有常規靜態測量與快速靜態測量2種模式。
常規靜態測量模式是采用2臺(或2臺以上)GPS接收機 ，分別安置在1條或數條基線的兩端，同步觀測 4顆以上衛星，每時段根據基線長度和測量等級觀測45min以上的時間。
快速靜態測量模式是在一個已知測站上安置1 臺 GPS接收機作為基準站，連續跟蹤所有可見衛星。移動站接收機依次安置到各待測測站，每測站觀測數分鐘。
這兩種模式均可用來建立房產平面控制網。應用 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，那么所布設的 GPS網精度就完全能夠滿足房產測量規程要求。
1．2 GPS靜態測量的作業方法
1．2．1根據基線長度確定靜態測量觀測時間
以拓普康 GPS為例，為達到測量精度要求，在進行靜態測量時，可根據基線長度和接收機的類型確定觀測時間(表 1)。
表 1 根據基線長度確定的 GPS靜態測量觀測時間
以上觀測的成果質量易受鎖定的衛星數量、作業環境及各種干擾因素影響。為保證獲得良好的觀測成果，應做到：
(1)按相關的GPS規范要求選取觀測時間；
(2)新用戶應盡可能適當延長設計觀測時間；
(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衛星的信號；
(3)在外業表格上記錄點號、儀器編號、天線高等信息；
(4)接收機跟蹤衛星穩定后，開始記錄觀測數據；
(5)觀測一定時間后，接收機停止記錄觀測數據；
(6)接收機關機。
1．3GPS靜態測量特點
在布設控制網方面，GPS靜態測量較之常規方法具有以下特點：
(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。GPS測量不要求測站間相互通視，不需要建造覘標，作業成本低，大大降低了布網費用。
(3)全天侯作業。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，有利于按時、高效地完成控制網的布設。
(4)觀測時間短。采用 GPS布設一般等級的控制網，每個測站上的觀測時間一般為 1～2個小時。采用快速靜態定位的方法，觀測時間更短。
(5)觀測、處理自動化。采用 GPS布設控制網，觀測和數據處理過程均高度自動化。
1．4 實例及效果
某房產基礎測繪項目區面積 100km2 ，需要布設三等 GPS控制網。根據規范要求，點與點之間平均距離為 5km，現場踏勘后共布設 13個點，埋石、觀測、數據解算共用時4個工作日。如果應用常規作業方法，以上工作量只能滿足在控制點上建造覘標的要求，而且控制點成果精度會大大降低，返工率也會因為數據采集受人為因素的干擾而升高。
2、GPS RTK測量技術應用于房產基礎圖測繪
2．1GPS RTK測量技術的基本特點
GPS RTK是指載波相位實時動態差分(Real―Time Kinematic)定位，是 GPS定位的最新技術。
GPS RTK技術系統配置由基準站接收機、移動站接收機 2部分組成。基準站接收機設在具有已知坐標(地勢較高處也可無已知坐標)的參考點上，連續接收所有可視 GPS衛星信號，并將測站的坐標、觀測值 、衛星跟蹤狀態及接收機工作狀態通過數 據鏈發送出去；移動站接收機在跟蹤 GPS衛星信號的同時接收來 自基準站 的數據，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點的坐標和精度指標。
2．2 基準站的選定和建立
基準站的安置是順利進行 RTK測量的關鍵，選址時應注意：
(1)避免在無線電干擾強烈的地區選址；
(2)基準站站址及數據鏈電臺發射天線必須具有一定的高度；
(3)為防止數據鏈丟失以及多路徑效應的影響，站址周圍應無 GPS信號反射物(大面積水域、大型建筑物等)。
2．3 RTK技術的作業方法
(1)將基準站設在制高點上，控制點距離小于RTK有效作業半徑的2／3倍。為方便對 RTK測量成果進行控制檢核和避免出現作業盲點，在測區環境不良地區增加基準站。
(2)施測第一個觀測點為已知點，以檢核第一個RTK測量結果是否精確。RTK測量前的檢核工作很重要，它可以發現輸入的控制點坐標、坐標系統、設置參數是否有誤等問題。
(3)由于接收衛星狀況不良等原因而造成的盲點地區，應在盲點周圍加測控制點，以便用全站儀補測。
2．4 RTK技術的優點
(1)作業效率高。在一般的地形地勢下，設站 1次即可測完大約 6km半徑的測區，大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的“搬站”次數，提高了勞動效率。
(2)定位精度高，數據安全可靠，沒有誤差積累。只要滿足 RTK的基本工作條件，在一定的作業半徑范圍內，RTK的平面精度就能達到厘米級。
(3)降低作業條件要求。RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節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。
(4)操作簡便，數據處理能力強。只要在設站時進行簡單的設置，就可以同步獲得測量結果坐標。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強，能方便快捷地與計算機通信。
2．5 實例及效果
仍以前述測區為例，該項目區需要在三等 GPS控制網的基礎上，布設一級 GPS控制點。根據規范要求，點與點之間平均距離設計為 0.5 km，現場勘察后共布設 456個點，埋石、觀測、數據解算共用時 12個工作 日。如果應用常規作業方法工期至少需 1個月。由于數據量龐大作業環境復雜，返工率也必然會大大提升。
3、結束語
通過以上對 GPS測量技術應用的分析，可以看出GPS技術在房產基礎測繪中的具有傳統測量無可比擬的優勢，但由于其技術特點，該技術也存在一定的問題。
(1)受衛星狀況限制。房產基礎測繪主要在城市進行，衛星信號在高樓密布區被遮擋時間往往較長，使得作業時間受到限制，且易產生假值。
(2)空中環境影響。中午時間衛星信號受電離層干擾大，共用衛星數少，因而初始化時間長甚至不能初始化，也就無法進行測量。
(3)數據鏈傳輸受干擾和限制、作業半徑比標稱距離小。RTK數據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，傳輸過程中衰減嚴重，影響作業精度和作業半徑。因此，在開展房產基礎測繪工作時，應根據實際情況合理運用 GPS測量技術。
參考文獻 ：
[1] 徐紹銓．GPS測量原理及應用[M]．武漢：武漢測繪科技大學出版社 ，1998．
篇6
關鍵詞: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，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的相應要求，因為GPS所提供的高程為大地高，即WGS-84橢球高，而測繪生產作業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面差距。若能準確在求出高程異常和大地水準面差距，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，充分地發揮GPS定位的優越性。
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） 來自衛星部分的誤差：主要有星歷誤差、衛星鐘誤差、相對論效應；
（2） 來自信號傳播有關的誤差：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。
（3） 與信號接收有關的誤差：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）加入全球的衛星監測網站，以獲得高精度的衛星星歷；
（2）利用同步觀測值在不同的衛星與衛星之間、歷元與歷元之間進行差分處理；
（3）進行調周模糊度解算，經實驗得出若同步觀測時間在1h以上，可獲得較好的穩定性。
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
對衛星部分的誤差、與信號傳播有關的誤差和與信號接收有關的誤差，我認為施測者要認真按要求選擇合適的GPS點來構成GPS網，減弱多路徑誤差和對流星延遲折射誤差；注意星歷預報，選擇合適的觀測時間采用合理的觀測時段，改善GPS衛星星歷的精度；同時應注意設站時嚴格地對中和整平儀器，儀器盡量地設得高一點，準確地量取天線高，若能做到這些，GPS高程測量的誤差經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面差距。
3.2 高程異常值（大地水準面差距）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（又稱大地水準面差距），要想從大地高程精確歸算到海拔高程，就要獲取準確的高程異常值。
據有關文獻資料可知，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） 從局部地區的精化大地水準面模型中得到。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很有限。
（4） 利用GPS水準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計來看，GPS重力高程的精度低于GPS水準高程。故采用重力場模型和GPS水準相結合的方法是一條有效的途徑。其做法是：現案重力場模型計算地面點的高程異常，在GPS網中再聯測部分點的幾何水準，也可以求出這些點的高程異常，即可求出聯測點的兩種高程異常差，根據聯測點平面坐標和高程異常，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水準高程擬合測量方法求得GPS點的高程的精度探析
首先，應根據測區的情況，合理布設已知點，并選定足夠已知點；根據不同測區，選用合適的擬合模型；對高程大于100m的測區，一般要加地形改正；對含有不同趨勢地區的大測區，可采取分區計算的方法，計算時，坐標取到米或10m，但高程異常應取到毫米。計算結果應由計算機繪出測區高程異常等值線圖，以便分析測區高程異常變化情況，提高擬合計算精度。
以下是本人在具體的工程中所布設的GPS網中的高程精度情況。在工作中，本人為了探討GPS高程的精度，對所有的GPS點都進行三等水準測量，并進行嚴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據，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，所得結果列表如下：
GPS高程與三等水準測量高程精度情況比較
擬合時已知點個數 兩者比較的最大值 兩者比較的最小值 兩者比較的平均值
以上數據只是針對一個較為簡單的網而討論的，數據還不夠全面，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 結束語
（1）我國地形復雜，大部分地區為高山地或丘陵地，為滿足工程建設的需要，在條件具備的情況下，利用GPS測量技術是可以做到同時完成平面、高程測量，充分發揮GPS測量的優勢，提高工作效率。
（2）在測區范圍較小，地形變化小的測區內，先利用幾何水準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測量測設圖根水準或測站點水準。
（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，性能較為穩定且受外界環境因素影響小的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圖形結構，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）外業實施過程中，要經常性地連測一些已知水準點，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據粗差。本人曾有一次采用性能不好的接收機，同時在外界環境較差的條件下進行數據采集時，所有基線都不合格，不能進行基線解算和網平差計算。
總之，選擇適當和處理較好時，GPS高程測量是完全可以達到四等水準測量的要求的。
參考文獻
[1]陳俊勇，李建成.中國新一代高精度、高分辯率大地水準面研究和實施.武漢大學學報.
篇7
關鍵詞：GPS；土地測量；應用
前言
GPS是以空中衛星為基礎的無線電導航系統。該系統能夠提供全天候、連續、實時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息。利用GPS進行靜態定位或運動定位，可滿足多方面的需要。目前GPS 技術應用非常廣泛，在土地測繪、城鎮規劃、地球資源調查與管理、石油地質勘測等領域發揮著巨大作用。GPS以其速度快、精度高、效益好等優點，在土地測量領域應用中取得了良好效果 ，尤其進行土地大面積的精確測量，應用GPS技術可以有效提高土地測量質量，為土地資源的合理利用和國民經濟健康發展服務。
1.GPS技術特點及優勢
GPS主要包括：空間部分―GPS衛星星座；地面監控部分；用戶設備部分―GPS 信號接收機。與傳統的測量系統比較，GPS系統具有以下顯著特點：（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。在動態相對定位中，流動站在距離基準站15Km內，每站觀測僅需1～2s。（3）可提供三維坐標。經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系統可同時測定待測點的三維坐標，并達到四等水準的測量精度。（4）操作簡單，集成化程度高，測繪功能、數據處理能力強大，流動站利用內裝式軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，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。GPS系統可以在24小時內的任何時間作業，不受氣候影響，特別適合露天測量作業。
2.GPS 技術在土地測量工作中的依據
在土地測量工作中，利用GPS 的定位、導航，通過地理位置的變化實現項目區實地和電子圖件的實時聯動，對項目現場地物的真實性和相關信息的準確性進行實時判斷，現場記錄或繪制調查成果。
GPS控制網的技術設計的依據是GPS測量規范（規程），它是國家測繪管理部門和行業部門所制定的技術標準和法規，目前GPS控制網設計依據的規范（規程）有：2001年國家質量技術監督局的國家標準《全球定位系統（GPS）測量規范》；1992年國家測繪局的測繪行業標準《全球定位系統（GPS）測量規范》；1998年建設部的行業標準《全球定位系統城市測量技術規程》；各部委根據本部門GPS工作的實際情況指定的其他GPS測量規程或細則。
3.GPS在土地測量中的應用
基于GPS在土地測量中的優勢，要認識到現代化、自動化、高精度化的GPS技術在土地測量乃至整個土地管理作業中發揮著重要的作用。
3.1 GPS技術在地籍測繪中的應用
地籍測量是專門研究建立土地信息檔案理論與技術方法的一門學科。地籍測繪成果是實施土地及建筑物產權管理的重要依據，當發生土地產權變更時，就要查閱地籍測繪資料和有關土地登記文件.核準土地權屬關系，根據土籍測繪成果和土地登記文件確認其權屬關系。地籍測繪是城市土地利用規劃的基礎，還能為建設用地和評定土地等級提供基礎資料。是各級人民政府對土地資源的規劃、開發、使用、保護和管理等所必需的基礎資料之一。GPS衛星定位新技術的迅速發展，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。應用GPS進行地籍控制測量，不要求通視，這樣避免了常規地籍控制工作點位選取的局限條件，并且GPS網狀結構對GPS 網精度的影響也很小。采用GPS布設控制網作業受時間、氣候等條件的影響較小，有利于按時、高效地完成控制網的布設；觀測時間短，有效地提高工作效率，縮短作業時間，大量地減少了勞動強度；觀測過程和數據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、精度高等優點，才使GPS 技術在國內各省市的城鎮地籍控制測量中得以廣泛應用。利用GPS 技術進行地籍控制，沒有常規三角網（鎖）布設時要求近似等邊及精度估算偏低時應加測對角線或增設起始邊等繁鎖要求，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，那么所布設的GPS網精度就完全能夠滿足地籍規程要求。
3.2 GPS技術對地籍細部測量的影響
地籍調查規程要求地籍細部測量的精度為：城鎮街坊界址點及街坊內明顯的界址點間距允許誤差為10cm，城鎮街坊內部隱蔽界址點及村莊內部界址點允許誤差為15cm。利用GPS的RTK技術能滿足上述精度要求。
GPS技術進行地籍細部測量時人為因素的控制：影響GPS衛星信號的地域采用傳統方法進行地籍勘測，這樣有利于加快地籍細部測量進度；在地籍細部測量中，可以利用GPS定位技術的流動站放樣功能，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，僅需要單人背負流動站作業即可；注意GPS技術在地籍細部測量中的規范化操作。
3.3 GPS技術在土地勘測定界中的應用
土地勘測定界是根據土地征用、劃撥、出讓、農用地轉用、土地利用規劃及土地開發整理及復墾等等工作的需要，實地界定土地使用范圍、測定界址位置、調繪土地利用現狀、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、準確的基礎資料而進行的技術服務性工作。它是保證建設用地審批科學、合理、準確的手段。
在用地勘界中，使用GPS技術，可以把基準站架設到已做好的控制點上。利用已有控制點的成果，直接求取區域地方坐標轉換參數，這時只需背著流動站在電臺信號覆蓋的范圍內采集外業數據即可。對宗地面積大、地形復雜、權屬地類等界線較多的情況下采用GPS技術極大的方便了工作、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。應用GPS技術最能發揮其作用的是線性工程用地勘界工作。如山區高速公路用地勘界中，地形地貌復雜，通視條件極差，野外作業條件十分艱苦。采用常規測量方法不僅費時費力，而且砍伐工作量大，很難開展工作。設計單位只提供D級GPS控制點。采用RTK技術可以不加密控制點，僅依據一定數量的基準控制點，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權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
伴隨著現代科學技術與經濟社會的日益發展，對新時期的土地管理工作提出了更嚴格的要求，土地測量作為土地管理工作的關鍵，在整個國民經濟發展過程中占據著極為重要的地位。GPS作為當前應用較為廣泛的土地測量現代化技術，對其進行全方位的研究有著深遠的現實意義。只有不斷加強對GPS土地測量技術的研究力度，才能不斷推動土地測量和整個土地管理行業的快速發展。
參考文獻：
篇8
隨著當代科學技術的革新，GPS測量技術也逐漸得到了完善，具有高精度等特點，有效的推進測繪行業的發展。與普通的測量技術不同，GPS測量技術能夠全天作業，在進行數據監測的過程中，運用GPS不僅能夠有效的實現同一位置的連續觀測以及不同位置的同步觀測，還能夠進行全天候監測。在監測的過程中，通過系統的三維定位，就能夠實現任意地點以及任意時間的監測，無論是從技術操作方面看還是從時間監測方面看，都具有不可比擬的優勢。
2GPS定位測量技術的優勢
GPS定位技術起源于美國，從研發到投入使用，經歷了20年的改進，最終成功的為世界的發展做出了貢獻。GPS定位技術在我國各個領域內都得到了應用，效果較好。GPS定位測量技術具有精度高且全天候等特點。工程測繪工作通常要求較高，具有專業化與技術性等特點，隨著科技的進步，如今也逐漸向信息化與數字化等方向發展，需要運用先進的測量技術來提高工作效率。
2．1測量精度較高
在工程測繪中，運用GPS定位測量技術，就能夠通過全球定位系統進行定位，如此便能夠保證運動載體實現最佳的路線運行。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，就應當采用載波相位觀測量，以此保證靜態相對定位。在工程測繪工作中運用GPS定位系統中的測技術，就能夠實現1×10－6以及2×10－6的精度，假如基線達到了100km－500km，相對定位的精確標準就能夠達到10－6以及10－7的范圍內。隨著GPS定位測量技術的不斷革新，測量的精度也會不斷的提升。
2．2操作簡便且節省時間
在工程測繪工作中運用GPS定位測量技術，操作簡便，且能夠節省時間。例如在工程測量中運用經典的靜態相對定位模式實現測量時，假如測量的基線在20km內，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，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定位系統已經分為高度自動化與智能化的系統技術，在工程測繪中運用GPS定位測量技術，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儀器，就能夠通過儀器進行實時監控。由于GPS定位測量技術的自動化程度較高，工程的測量與衛星捕捉都能夠通過GPS定位測量儀器來實現，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約人力和物力，能夠有效的節約工作成本。
2．3應用范圍廣
GPS定位系統的應用范圍一般可從兩方面來看，首先是運用于與各個行業中，人們最為熟悉的是車載導航，目前GPS導航系統目前已經成了汽車的基本配置。此外，GPS技術還廣泛的應用于地質與礦產等行業中。其次，GPS定位系統還能夠運用于環境條件中，GPS定位是借用衛星系統實現定位，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勢，因為工程測繪通常都是在野外工作，運用GPS定位系統能夠克服惡劣的環境條件造成的影響，保證定位的精度。
3GPS定位測量技術在工程測繪中的運用
3．1測量工程變形情況
通常工程建設涉及的范圍較廣，經常會遇到一些人為因素或是地質運動造成的建筑物變形以及位移，假如出現此種情況，會直接影響工程測繪工作，使經濟效益與社會效益受到影響。經過研究發現，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定位測量技術已經開始廣泛的應用與工程變形的監測工作中，例如運用高精度的三維定位技術，就能夠對工程建筑出現的微小變化進行分析，提早做好防范準備，減少損失。
3．2大地測量控制網點
在大地測量網點工作中，通常需要花費大量的資源，且精度較低，無法適應當代社會的需求。為了解決這一問題，我國在1991年開始建設大地控制網，目前這一工程已經結束，并且已經開始運用。大地控制網能夠測量數千里或者數萬里，而城市控制網測量的距離較近，一般在十公里左右，但城市控制網的使用頻率更高，對于城市建設來說具有非常重要的作用，因此需要借助GPS定位測量技術進行大范圍的測量，為城市的發展做貢獻。
3．3測量水下工程
在水下作業一般難度較大，需要考慮到水下壓強以及流體力學等方面的問題，但隨著資源的開發，這些資源對于國民經濟的影響逐漸增加，進行水下工程測繪目前已經是測繪領域中必不可少的環節。GPS定位測量技術包括了三維測量技術，能夠從縱向或者橫向兩個角度進行水下測量，同時還能夠將測量的結果通過計算機分析軟件與制圖軟件等直接呈現出來。例如在進行水下作業時，進行橫線測量時應當選擇差分GPS技術，如此便可有效的減少對于環境的影響，簡化操作流程。而進行縱向測量時則應當選用探測儀，運用超聲測量的方式得出具體的深度。
3．4測量礦井工程
目前我國已經將GPS定位測量技術運用于礦井工程的測量中，并通過GPS技術進行了測量演練，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誤差影響測繪工作的精準度，此外，在地質條件復雜的地段進行測繪工作，較容易出現安全事故，因此需要在礦井工程中運用GPS定位測量技術。采用GPS定位測量技術就能夠高效的實現工程測繪中交互定位，且能夠顯示出最精確的測繪結果，同時還能夠了解工程測繪工作的流程。為了保證測量技術在工程測繪中達到最佳效果，可在測量前運用計算機技術對于需要測定的位置進行分析，及時發現測量中可能會出現的問題，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結束語
篇9
關鍵詞：GPS；公路測量；展望
一、GPS定位原理
GPS衛星定位是利用測距交會的原理確定點位。假設在地面上有三個無線電信號發射臺，其坐標為已知，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射臺的距離d1,d2,d3。只需以三個發射臺為球心，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衛星定位的基本原理一空間距離，后方交會。在GPS定位中，GPS衛星是高速運動的衛星，其坐標值隨時間在快速變化著。需要實時的由GPS衛星信號測量出測站點至衛星的距離，實時的由衛星的導航電文解算出衛星的坐標值，并進行測站點的定位。依據測距的原理，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技術在公路測量中的應用
（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、設計提供了依據，因此為設計人員提供高精度的數字帶狀地形圖十分必要。用傳統的方法測圖，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。隨著測繪科學技術的發展，傳統的測圖方法正逐步被不斷涌現的新儀器、新設備、新技術、新方法所取代。在線路帶狀地形圖測繪時，采用RTK進行碎部點的數據采集，省去建立圖根控制這個中間環節，彌補了傳統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、高程數據。在遇到無法接收到衛星和無線電信號的村莊、城市內時，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、先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中，生成一個施工預放樣點的文件，并儲存起來，隨時可以到現場測量所用;橫斷面放樣時，先確定橫斷面作業形式（挖、填、半挖半填），然后把橫斷面設計有關數據輸入電子手簿中（邊坡坡度、路肩寬度、設計高）也生成一個施工預放樣文件，儲存起來，并隨時到現場測量放樣。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。因為所采用的數據都是測繪地形圖時采集的，不需要到現場進行縱、橫斷面測量，大大減少了外業工作。而且必要時，可用動態GPS到現場檢驗復合，這與傳統方法相比，既經濟又易實現。
（三）道路中線放樣
中線測量就是通過直線和曲線的測設，將道路中心線的平面位置具體地標定在現場上，并測定路線的實際里程，它是公路測量中關鍵性工作，是測繪縱、橫斷面圖和平面圖的基礎，是公路設計、施工和后續工作的根據。使用RTK技術進行中線測量，不但克服了傳統放樣法和坐標放樣法的缺點，而且具有觀測時間短，精度高、無須通視、現場給出精確坐標等優點。設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定出來。采用實時GPS測量時，只需將中樁點坐標輸入到GPS電子手簿中，系統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應用前景展望
1、GPS作業有著極高的精度。它的作業不受距離限制，非常適合于國家大地點破壞嚴重地區、地形條件困難地區、局部重點工程地區等。
2、GPS測量可以大大提高工作效率及成果質量，它不受人為因素的影響。整個作業過程全由微電子技術、計算機技術控制，自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算。
3、GPS PTK技術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。這種技術非常適合路線、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強度，減少野外砍伐工作量。提高作業效率。一般GPS測量作業效率為常規測量方法的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測量應用的重要領域。特別是在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區發展的形勢下，GPS高程測量無疑是一種有效的手段。
總之，GPS技術在公路測量中的應用，特別是RTK技術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革新，它將對傳統的作業理念予以更新。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標。這種技術非常適合路線、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技術在公路工程建設中有著廣闊的應用前景。
篇10
關鍵詞： 地籍測繪 GPS技術 控制網
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文獻標識碼：A 文章編號：
1、地籍測繪的精度標準
11地籍圖的精度標準
地籍測量就是只界址點和邊界點的坐標、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, 界址點的坐標確定是通過實際勘測得出的一組精確數據, 這種方法就是界址點的數學表達式。一般界址點的精度是根據當地的實際情況來進行給定的, 這是由于當地的經濟發展不能達到國家的使用標準。在我國, 由于地區經濟的發展有差異, 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準
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,但也可越級布網) 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, 可以根據等級布置相應的等級三角網(鎖)、邊界網、GPS 網等。在進行地籍測量工作的時候, 如果依據基本控制測量可以分為一、二兩個等級, 布置相對應的三角網、GPS網、導線網等。
地籍平面直角坐標系統的確定要參照國家的相關標準進行確定,條件不允許的地區可根據當地的實際需要進行設立坐標系, 但是要合理精確。精度指標是GPS 網技術的主要核心, 它的精度測量準確直接影響著GPS網的設計方案、測量規劃和數據記載處理方法。測量的精度是依據界址點和地籍圖的精度為依據的。按照地籍測量規范 中規定, 相對起算點的誤差在0 05m 左右。
2、設立GPS地籍的控制網
21 控制網的策劃方案和實施
在進行控制網的設立過程中, 要參照國家的相關標準進行策劃,科學、合理的對控制網進行規劃設計。大多數地籍控制網都可以劃分成3個等級, 二、三、四等三角網、邊角網、邊界網(鎖) , 以及一、二導線網和相關的GPS 網等。不同的地籍控制點要根據當地地區的發展而定, 從而采取相關的措施進行管理控制。在運用GPS網技術對地籍進行控制的時候, 如果有不常規的三角網的時候, 一般都采取各邊保持等邊的原則。
2.1.1相關準則標準的設計。
當前施工標準中將GPS 網的基準主要都集中為網的位置基準、方向基準、尺度基準等, 在選擇網的基準時主要還是利用網的整體平差計算后所得到的。通常所說的GPS 網的基準設計多數是用于在定位網的位置基準問題。在選擇網的位置基準中我們能把網中一點的坐標值進行固定操作后放寬權限, 這樣就能利用自由網偽逆平差對網的位置基準加以制定。把最小約束法來實現GPS 網的平差并不會給網的定向、尺度造成影響, 平差后網的方向與尺度在精度指標上都是保持一致的, 而網的位置、點位精度往往存在較大的差異。對網進行相對點的坐標值開展固定中, 我們必須要對不同的坐標值并實施固定, 當網的位置基準處于在相同水平后可以將GPS網的方向、尺度來進行調整, 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。
應想到不同的GPS 測量在觀測站間沒有彼此通視的詳細要求, 并且每個網中的圖形都呈現了各種狀況。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果造成有關的影響, 這就需要在選點工作之前做好準備, 對于有關的地理信息資料實施收集的處理, 掌握好原有標志點的具體布置狀況來選擇最佳的觀測站的位置。為了確保數據信號的順利傳輸, 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、記錄等標準的具體需要。
以GPS創建的地籍測量控制網, 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, 而少數點設置1 個方向通視。點間距離的大小需根據具體情況調整, 無需考慮到圖形結構形式, 每個GPS 網的最短邊需控制在700 - 900m, 長邊最大在20 -30km。點位時需要根據具體情況而定, 以滿足使用要求為準。
影響GPS定位精度的因素是多個方面的, 而觀測衛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衛星的可見性圖實施編制。在GPS定位時需要重點對觀測衛星與地面測站構造的圖形結構進行觀察, 在強度的因子選擇需要的將空間位置精度因子當成典范,針對絕對的定位、相對定位等, 都一定要達到詳細的標準需要。選擇了較好的觀測時間之后再按照計劃安排展開操作, 其中必須要與網的規模、精度要求、作業數量等相關問題針對性處理, 對具體的工程安排應該加以科學的規劃。
2．2 開展數據監測的有關方案
GPS 的數據在預處理重要就是進行有關的編輯、運算、加工等,經過制定詳細的操作編輯、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備。為了可以提高外業檢測的質量水平, 我們一定要做好針對性的外業檢核, 這是確保預期定位精度的最佳方式。在完成觀測任務之后需要對外業的觀測數據質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。對同步邊觀測數據實施檢核, 其重點在于觀測數據剔除、觀值之間的偏差, 檢核的關鍵在于對每種模型之間的變化情況進行調整。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技術完成地籍控制測量時一定要對早期收集到的數據實施有效處理, 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據實施檢核、觀測等操作, 從而保證了GPS 測量規范的精度指標的具體要求。
3、測量GPS地籍的方法
3．1 測量的預期準備
在測量之前必須要進行相關方面的準備, 其主要內容有: 掌握接收機的操作, 熟悉差分處理軟件應用, 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 接收機來收發監測信號, 以保證測量工作的順利進行。
3．2 現有繪測控制網的評估與加密
對于已經勘測的地區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 靜態分析進行定位, 把已知點進行引點或者加密。
3．3 數據布置與編碼
在一般情況下, 如果選用1 臺GPS 接收機當成基準站, 那么就必須設置的測站GPS接收機應有2 - 3臺, 其可在相同時間里完成操作。要想防止數據在處理過程中出現混亂狀態, 則需要根據各臺流動站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, 其涉及到的數據文件名一定要具備日期、機號、文件等各方面的信息, 以對數據內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屬界線的空間坐標, 也要進行采集權屬操作, 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一編碼。
3．4流動站GPS接收機的數據采集
結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據收集, 主要包括了: 地塊坐標的數據、屬性數據等。在測量之前應將GPS接收機打開, 確定4顆或更多的衛星, 到達Setup菜單后就是完成初始化, 并布置相應的采樣率和天線視角。一般移動站與天線視角要比基準站的天線視角大, 這樣就必須要移動站離基準站的距離再增加100km 后, 其移動站的天線視角相應增加1, 以此來確保移動站內部的GPS 衛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、汽車等不同設備上。以實際的測量結果所顯示, 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、數據信息處理帶來不便。
3．5 處理內業差分的辦法
在對地籍進行內業差分處理和分析的時候, 一般都是結合基準站和流動站采集的觀測數據, 在根據差分計算處理分析得出移動站在不同時刻的坐標點。普通的GPS 接收機都會裝有差分軟件, 以方便對數據的查分處理。常運用的差分處理方法有: 位置差分、偽距靜態差分等。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, 完成相應的移動差分、位置差分等相關數據采集工作, 這種方法在野外進行數據采集的時候運用比較多。
4、結語
GPS 測繪技術的應用使地籍測量更加快速、精確的測量, 不僅提高了數據接受的速度, 而且還改善了傳統的計量方法, 提升了地籍的管理實施水平, 對測量的科學、合理、高效又邁進了一大步,讓測量工作穩定順利的進行。
參考文獻
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