摘要：本文主要闡述了GPS系統的組成與測量特點及GPS系統在工程測量中的應用，同時根據實踐探討了利用RTK技術快速測定界址點及GPS界址點的精度檢查進行了分析。
　　關鍵詞：GPS全球定位系統；控制測量；地形測量

　　1.GPS系統的組成與測量特點
　　GPS全球定位系統是由空間衛星群和地面監控系統兩大部分組成，除此之外，測量用戶還應有衛星接收設備。GPS全球定位系統的測量有以下特點：
　　1.1測站之間無需通視
　　測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點，使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛星信號不受干擾。
　　1.2定位精度高
　　一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1×10-6，而紅外儀標稱精度為5mm+5×10-6，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。實驗證明，在小于50km的基線上，其相對定位精度可達12×10-6，而在100～500km的基線上可達10-6～10-7。
　　1.3觀測時間短
　　在采用GPS布設控制網時，每個測站上的觀測時間一般在30～40min之間，觀測時間很短；采用快速靜態定位方法時，觀測時間更短。如，使用Timble4800GPS接收機的RTK法可在5s以內求得測點坐標。
　　1.4提供三維坐標
　　GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可以精確地測定觀測站的大地高程。
　　1.5操作簡便
　　GPS測量的自動化程度很高。目前GPS接收機已趨于小型化和操作“傻瓜”化，觀測人員只需將天線對中、整平，量取天線高打開電源即可進行自動觀測，利用數據處理軟件對數據進行處理即求得測點三維坐標。而其他觀測工作如衛星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。
　　1.6全天候作業
　　GPS觀測可在任何地點、任何時間連續地進行，一般不受天氣變化的影響。
　　2.GPS系統在工程測量中的實踐與應用
　　2.1控制測量中的應用
　　常規控制測量如三角測量、導線測量，通常是先布設控制網點，在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點，以往是利用全站儀及棱鏡等實施，而在這一過程中要求點間必須通視，而且外業中不能及時知道測量成果的精度，耗力費時。
　　GPS靜態相對定位系統測量時，無需點間通視，就能高精度地進行測定，還可以高精度快速地測定各等級控制點的坐標。但是GPS靜態相對定位系統只需要時間進行數據處理，而不能實時定位并知道定位精度，內業處理后，如果發現精度不符合要求，必須返工測量。隨著RTK技術的出現，控制測量既能實時知道定位結果，又能實時知道定位精度，這樣大大提高了作業效率。
　　2.2RTK在地形測圖中的應用
　　由于RTK技術可進行實時定位以達到厘米級的精度,因此，RTK技術可用于控制測量、地形測圖、地籍等測量中。
　　地形測圖一般是用全站儀采集地形、地物碎部點，利用測圖軟件電腦成圖。其要求是不僅測站點與被測的地物、地貌碎部點之間通視，而且還需要2～3人同時進行操作。
　　采用RTK技術進行測圖時，一人在基準站架好儀器，另一人背著儀器到每個碎部點立桿并通過電子手簿輸入特征編碼記錄數據，一般取3s作為一個記錄單元，在記錄數據時，要求測量人員立點要準確，盡量穩住對中桿，同時畫出草圖，以便內業整圖時提供參考。點位精度在符合要求的情況下，在測定一個區域內的地形、地物點位，測定完成回到室內，再用傳輸線將數據導入微機，由專業繪圖軟件編制地形圖。
　　2.3RTK在地籍測量中的應用
　　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，同上述測繪地形圖一樣，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GPS系統，可及時、精確地獲得地籍圖。但在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶，應采用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具，采用解析法或圖解法進行細部測量。
　　在建設用地勘測定界測量中，RTK技術可以實時地測定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計算用地面積。利用RTK技術進行勘測定界放樣是坐標的直接放樣，建設用地勘測定界中的面積量算，實際上由GPS軟件中的面積計算功能直接計算并進性檢核，避免了常規的解析法放樣的復雜性，簡化了建設用地勘測定界的工作程序。
　　在土地利用動態檢測中，也可利用RTK技術。傳統的動態野外檢測采用是簡易補測法或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量，對于交通范圍廣的地區采用平板儀補測法，這種方法速度慢、效率低。而應用RTK新技術進行動態監測則可提高檢測的速度和精度，省時省工，真正實現實時動態監測，保證了土地利用狀況調查的現實性。
　　3.利用RTK技術快速測定界址點
　　3.1RTK基本原理
　　GPSRTK實時動態定位技術是一項以載波相位觀測值為基礎的實時GPS測量技術。它的主要設備為一臺基準站接收機、一臺或多臺流動站接收機以及基準站和流動站之間用于數據傳輸的電臺。在RTK作業模式下,基準站和流動站必須保持同時跟蹤至少5顆以上的衛星,基準站不間斷地對可見衛星進行觀測,根據基準站已知精密坐標,計算出基準站到衛星的距離改正數,并由基準站實時地將這一改正數通過電臺發送出去。流動站接收機在進行GPS觀測的同時,也接收到基準站的改正數,并在系統內組成差分觀測值進行實時處理,對其定位結果進行改正,從而提高定位精度,求得待定點的三維坐標(X,Y,Z)。
　　3.2界址點測定
　　GPS測量的坐標是相對于地球基準即WGS84的。但我們實際測量中一般采用的是地方坐標系,因此當使用GPS進行測量時,最先得到的是建立在WGS84基準上的坐標,這些坐標必須轉換到地方坐標系統中才能為我們所使用。進行坐標轉換常用的方法有兩種經典三維法和一步法。本次介紹在某作業中采用的坐標轉換方法為經典三維法。
　　RTK測量采用瑞士LeicaSR530雙頻接收機4臺（1+3）進行作業。觀測前對儀器進行了相應的檢驗,包括接收機內部噪聲的檢驗、零基線檢驗,天線相位中心穩定性的檢驗,光學對點器的檢驗等。檢驗后,儀器都調整到最佳狀態。觀測時的技術要求為：衛星截止高度角不低于15度,有效觀測衛星數不低于5顆,流動站接收機與衛星構成的幾何圖形強度因子小于6。
　　在測區內均勻選取了五個高等級控制點（點位周圍的環境良好,較為開闊、無大功率電磁波輻射等）作為求取轉換參數的起算點,利用經典三維法,參數求出后,其殘差如表1。
　　
　　表1經典三維法求取坐標轉換參數
　　確定好轉換參數后,選取了三個高等級點作為檢核點,對所求得的轉換參數進行檢核,檢核結果如表2所示。
　　
　　
　　表2檢核結果
　　通過表2可以看出,所求得的轉換參數精度良好,可以滿足地籍測量中對數學精度的要求。確定好轉換參數后,選擇位于開闊地帶的高等級點（點位周圍的環境良好,較為開闊、無大功率電磁波輻射,人員、車輛干擾較少等）作為參考站架設GPS接收機,開機后進行必要的系統設置及電臺設置流動站接收機開機后首先進行系統設置,輸人轉換參數,進行流動站的初始化工作,然后根據地籍調查表所標注的界址點找出其在實地的位置,按RTK測量模式進行界址點測量,最后將測得的界址點坐標傳人計算機和用常規方法測得的界址點一并統一進行內業整理,得到地籍圖、宗地圖、面積量算表、面積匯總表等資料。
　　4.GPS界址點的精度檢查
　　由于采用了新的測量方法進行界址點測量,所以必須對其最終精度進行檢查。利用全站儀進行檢查時嚴格按《城鎮地籍調查規程》要求進行。共檢查界址點287個,除一個點點位情況不好,誤差達0.157米外,其他點精度良好,由各點誤差計算出的點位中誤差為士0.035米,完全可以滿足地籍測量中對界址點的精度要求（士0.05米）。
　　5．結束語
　　通過上述對GPS測量的探討，可以看出GPS在工程測量上具有不受環境和距離限制和人為因素的影響非常適合于地形條件較差的地區、局部重點工程地區，因此GPS測量具很大的發展前景。
　　
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