淺談GPS測量技術在工程測繪中的應用

李萌萌

【摘要】隨著我國社會與經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，我國自動化處理以及數(shù)字化采集等相關的覆蓋系統(tǒng)得到了一定程度上的實現(xiàn)，從而使 GPS 測繪技術在工程測量中得到了較為廣泛的應用。其中，GPS 測繪技術在實際使用的過程中，具有高時效、高精度以及高標準的特點，對工程測繪服務項目的擴大以及工作效率的提高都具有一定的促進作用?；诖?，文章著重介紹了 GPS-PTK 測繪技術及基本原理，對 GPS-PTK 的測量精度和方法進行分析，探討了 GPS RTK 在地籍測繪中的應用。

【關鍵詞】GPS；地籍測繪應用；測繪技術

前言

全球定位系統(tǒng)（GPS）載波相位差分（RTK）技術屬于一種用來測繪地籍的重要技術。除了可以進行城市土地地籍測繪外，還可以進行公路 GIS 和監(jiān)測大橋變形、地形測量等工作，并根據(jù)人們的需要對各種不同比例尺度的地形圖進行測繪。

一、GPS-RTK 測繪技術的介紹與原理

1、GPS-RTK 測繪技術的基本介紹

全球定位系統(tǒng)（GPS）載波相位差分（RTK）技術屬于一種用來測繪地籍的重要技術，其結合了全球定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術以及載波相位差分技術，通過以 WGS-84 的坐標作為動態(tài)測繪的側準點，全球定位系統(tǒng)的主要功能在于接受與傳輸數(shù)據(jù)，同時也是作為軟件系統(tǒng)地集成設備。GPS-RTK 技術包括兩種測繪方法，一種是無投影、無轉換方法，該種方法主要是通過對接收機的利用來接收位于基準站以及流動站之間的坐標的信息，然后把所接收到的信息轉換成數(shù)學模型，該種方法要求一定要有一定數(shù)量的已知點；另一種是設置參數(shù)方法，該種方法是把靜態(tài)觀測到的坐標信息以及地方坐標的信息鍵入手薄當中，在進行轉換，計算出轉換的參數(shù)，該種方法要求必須在已知點上建設基準站，還要對觀測后的已知點進行檢核。

2、GPS-RTK 測繪技術的基本原理

載波相位差分技術的應用，首先要把全球定位系統(tǒng)的棘手設備按扎UN 掛在固定的基準站里，進行衛(wèi)星觀測，同時把所觀測大數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅鲃诱?。流動站在接受到信號之后，會對所接受的?shù)據(jù)進行定位計算，得出三維坐標以及其精度。由此可見早搏相位差分技術的主要重用在于準確定位，并且有效的減少了信號發(fā)送設備與信號接收設備之間的誤差，因此采用

GPS-RTK 測繪技術來進行地籍測繪可以提高測繪結果的精確度。GPS-RTK 測繪技術的基準站包括兩種：單個基準站（固定站）以及單個或者多個的流動站（用戶觀測站）。單個基準站主要是安裝在已知點上進行連續(xù)的觀測，中間沒有任何物體的遮擋，而且要求周圍的高壓線與基準站的距離必須在 50 米以上，并且不能在附近設置對信號產(chǎn)生干擾的物體，以及在基準站位置 200 米以內的范圍不可以存在強電磁波干擾的發(fā)射源。 流動站的觀測安札 UN 掛在待測電的位置上，其和基準站接受信號的時間是同一個時間?；鶞收具M行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ㄊ抢脽o線電傳輸設備，在流動站接受到信號之后會對和全球定位系統(tǒng)的觀測值的實時差分平差進行處理。

二、GPS-RTK 測繪技術的精度與方法

1、GPS-RTK 測繪技術的精度

GPS-RTK 測繪技術經(jīng)過求差法的計算之后，其大幅度的降低了由于數(shù)據(jù)誤差因素所造成的影響，其測繪的精度達到了厘米級別。經(jīng)過許多工程的實踐經(jīng)驗證明，該種技術的測繪精度達到了厘米級別。另一方面在GPS-RTK 平面精度方面，當數(shù)據(jù)鏈信號接收的半徑不再所規(guī)定的范圍之內，那么其測繪的結果難以再所接受的半徑內都保持高精確度，由此可見這樣所造成的誤差也是極為嚴重的，不可取。在 GPS-RTK 高程測繪精度方面，如果衛(wèi)星的數(shù)目達到 6 顆的時候，其所得到的標準差也會顯著變大，這對于精確度的判斷也是具有比較大的影響的。綜上所述可見，GPS-RTK 地籍測繪技術的高精度主要的影響因素包括了基線的結算精度、 坐標系轉換的精度以及基準站的點位精度等等。例如，通過對 GPS 高差以及三角高差之間的差值進行分析，并且基于數(shù)據(jù)對比的基礎上來抽取基線，對所抽取的極限進行三角高差的測量，要求每段極限的高差和三角高差的差值都必須符合規(guī)范的要求，從而使得高差精度達到四等高程導線的精度。

2、GPS-RTK 測繪技術的方法

在進行地籍測繪的過程中，難免存在障礙無影響到信號的傳輸與接受，所以通過全球定位系統(tǒng)以及載波相位差分的共同應用方可實現(xiàn)地籍測繪工作的高質量以及高精度。把流動站的接收機天線安裝在中桿上，對地形進行詳細的考察，根據(jù)其具體的特點來進行地籍測繪。在采集碎部點的時候，必須對現(xiàn)場的地形進行草圖觀測，記錄下觀測點。對于障礙物區(qū)域之外的地方設置好圖跟點，并在草圖中標注好所測量到的坐標。另外，應當把測點連線起來，把補測定區(qū)的圖形用作底圖，從而在系統(tǒng)中形成完整的測圖文件，并對該文件進行修改標注以及整理成地形圖。

三、GPS-RTK 測繪技術的應用

1、合適基準點的選取與搭建，以及外業(yè)數(shù)據(jù)的采集。

傳輸數(shù)據(jù)成為 GPS-RTK 地籍測繪技術的關鍵點，必須重視對合適基準點的選取與搭建工作，通常對于基準點的位置都選擇在交通方便以及地理位置較高的地方，最好搭建在頂部的位置，如此一來便可以實現(xiàn)對差分信號的傳播，而且還能夠避免受到電磁場的干擾；其二，對于電臺發(fā)射線高度的要求必須超過50米，同時在控制高度的過程中應當考慮到空洞區(qū)域的存在，由此可見架設天線的最佳位置是在全球定位系統(tǒng)接收機的北面，以此避免丟失數(shù)據(jù)以及減少多路徑所帶來的影響，必須同時滿足基準站不受到障礙物的干擾以及接受到電臺的信號。目前，所采用的載波相位差分數(shù)據(jù)連發(fā)射擊的頻率在 UHF 頻率段中，所以在功率得到確定之后可以通過加大天線的高度來確定發(fā)射的距離，一般這個距離要求在 10 千米內。 例如，在公路工程項目的測量過程中，可以通過衛(wèi)星同步圖片，來對公路路基的實際情況進行全方位的考慮，根據(jù)當?shù)氐膶嶋H地形特點來安排水準點的間隔與位置，可以按照間隔為 200-250 米來進行布置。

2、對內部作業(yè)以及載波相位差分定位精度進行分析。

經(jīng)過外部作業(yè)之后，其所測量到的數(shù)據(jù)都是通過專門的數(shù)據(jù)文件保存的，不能夠通過其他的軟件直接選用。若需要輸入測量點，就必須進行格式的轉換，并與外部作業(yè)的彩圖進行結合，利用規(guī)定的軟件來完成內部的作業(yè)以獲得圖形的信息，然后進行制作。任意選擇測定區(qū)域內的一個區(qū)域通過全站儀測量技術對其坐標進行測量，所得到的結果和 GPSRTK 技術所測出的結果相比，其差值屬于厘米級。由此可見該項地籍測繪技術的測量結果精確度可以滿足地籍測繪精確度的要求。

結語

隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，地籍測繪中 GPS RTK 技術的應用范圍也越加廣泛?；A地籍測繪工作包括地籍控制測量、界址點測量、土地權屬界限測量、土地碎部測量、土地變更測量等。GPS測量技術的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，極大地促進了地籍測繪工作的進步，不僅使地籍測繪的工作方式發(fā)生了根本性的變革，也大大提高了地籍測繪的工作效率、拓廣了地籍測繪的服務范圍。

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