摘要：本文在介紹了GPS技術(shù)特點(diǎn)及測(cè)量方法的基礎(chǔ)上同時(shí)也對(duì)在城市規(guī)劃測(cè)量應(yīng)用進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：GPS- RTK技術(shù) 測(cè)量 應(yīng)用

　　Abstract: This paper introduced the GPS technology characteristics and measuring methods based on the same time measurement applications in urban planning analysis.

　　Key words: GPS-the RTK technology; measurement; application

　　中圖分類號(hào) : P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

　　引言：

　　隨著改革開(kāi)放的新形勢(shì)，城市化進(jìn)程的加快，城市測(cè)量有了很大發(fā)展，城市測(cè)量成果、成圖是城市規(guī)劃、建設(shè)管理必需的重要基礎(chǔ)資料，而大地測(cè)量是其他測(cè)繪工作的基礎(chǔ)，大地測(cè)量的任務(wù)是為測(cè)制各種地形圖和為工程建設(shè)提供地面點(diǎn)的坐標(biāo)位置，同時(shí)還要為地球物理學(xué)等學(xué)科提供精確的基礎(chǔ)資料。結(jié)合各城市控制測(cè)量(或大地測(cè)量)的實(shí)際，采用GPS定位技術(shù)進(jìn)行城市控制網(wǎng)的建立、擴(kuò)建有著重要意義。

　　RTK測(cè)量系統(tǒng)一般由以下三部分組成:GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準(zhǔn)站的發(fā)射電臺(tái)與流動(dòng)站的接收電臺(tái)組成，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。

　　一、GPS測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)

　　相對(duì)于常規(guī)的測(cè)量方法來(lái)講，GPS測(cè)量有以下特點(diǎn)：

　　1.1 測(cè)站之間無(wú)需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPS這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。但測(cè)站上空必須開(kāi)闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。

　　1.2 定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm，GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長(zhǎng)，GPS測(cè)量?jī)?yōu)越性愈加突出。大量實(shí)驗(yàn)證明，在小于50公里的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)12×10-6，而在100～500公里的基線上可達(dá)10-6～10-7。

　　1.3 觀測(cè)時(shí)間短。 觀測(cè)時(shí)間短 采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)每個(gè)測(cè)站上的觀測(cè)時(shí)間一般在30～40min左右，采用快速靜態(tài)定位方法，觀測(cè)時(shí)間更短。例如使用Timble4800GPS接收機(jī)的RTK法可在5s以內(nèi)求得測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。

　　1.4 提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。

　　1.5 操作簡(jiǎn)便。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。目前GPS接收機(jī)已趨小型化和操作傻瓜化，觀測(cè)人員只需將天線對(duì)中、整平，量取天線高打開(kāi)電源即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，利用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即求得測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)。而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。

　　1.6 全天候作業(yè)。GPS觀測(cè)可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣狀況的影響。

　　二、GPS控制測(cè)量質(zhì)量及精度的方法

　　1、布網(wǎng)方案 GPS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)任務(wù)的要求、測(cè)區(qū)自然狀況、交通條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要考慮近期建設(shè)的需要，又要考慮城市長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的需要及1：500數(shù)字化測(cè)圖，圖根點(diǎn)加密的需要，本著確保測(cè)量精度、速度快、費(fèi)用省的原則布設(shè)。

　　(1)首先根據(jù)GPS網(wǎng)的等級(jí)確定其規(guī)范要求的精度和密度。例如GPS四等平面控制網(wǎng)要求平均邊長(zhǎng)2km，邊長(zhǎng)相對(duì)誤差限差為1/4.5萬(wàn)，故布設(shè)四等GPS網(wǎng)就要考慮邊長(zhǎng)在2km左右，精度要求：點(diǎn)位中誤差絕對(duì)值不大于5cm，各邊邊長(zhǎng)相對(duì)精度不低于1/4.5萬(wàn)。

　　(2)布網(wǎng)設(shè)計(jì)中要考慮舊有控制點(diǎn)(有國(guó)家或城市測(cè)繪成果資料)及其標(biāo)石的利用。特別是作為GPS網(wǎng)平差的約束點(diǎn)、校核點(diǎn)的利用和在網(wǎng)內(nèi)的位置是否有利于平差精度的控制，如約束點(diǎn)均勻地分布在四周有利于精度的控制。

　　(3)布網(wǎng)應(yīng)從起算點(diǎn)開(kāi)始，以邊連、點(diǎn)連混合方式連續(xù)構(gòu)成整體網(wǎng)。連接后，應(yīng)便于組成較長(zhǎng)的同步環(huán)、異步環(huán)及復(fù)測(cè)基線，使GPS網(wǎng)具有較強(qiáng)的幾何強(qiáng)度和多余觀測(cè)及盡量做到重復(fù)設(shè)站，使GPS網(wǎng)具有一定的可靠性，為GPS網(wǎng)的整體精度提供保證。

　　2、選點(diǎn)

　　選點(diǎn)的科學(xué)與否，也是影響GPS外業(yè)觀測(cè)質(zhì)量和GPS網(wǎng)的精度的重要因素。選點(diǎn)應(yīng)考慮GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)要求及測(cè)區(qū)的自然地理情況并結(jié)合規(guī)范的要求，一般說(shuō)來(lái)選點(diǎn)應(yīng)滿足如下要求：

　　(1)點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便、便于埋設(shè)和長(zhǎng)期保存的地方。便于安置接收設(shè)備，安全、便于接觀測(cè)操作的地方。

　　(2)點(diǎn)位應(yīng)選在視野開(kāi)闊處，高度角15°以上的天空沒(méi)有障礙物。

　　(3)距點(diǎn)位200米范圍內(nèi)沒(méi)有大功率無(wú)線電發(fā)射源，50米以內(nèi)沒(méi)有高壓輸電線，并應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)烈干擾接受衛(wèi)星信號(hào)的物體。

　　(4)原有舊控制點(diǎn)的利用，應(yīng)選成果精度符合要求的點(diǎn)，且其點(diǎn)的名稱不易改變，對(duì)僅有標(biāo)石無(wú)成果或無(wú)符合要求的成果時(shí)，可借用其標(biāo)石作為新點(diǎn)選取。

　　3、GPS的數(shù)據(jù)處理及GPS網(wǎng)的平差

　　1、GPS基線解算及質(zhì)量控制 要提高GPS網(wǎng)基線解算的精度，必須做好觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理工作，檢驗(yàn)每天觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度和有效性，每天必須及時(shí)地對(duì)外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、檢驗(yàn)，即進(jìn)行基線解算及同步環(huán)、異步環(huán)坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差、復(fù)測(cè)基線較差的統(tǒng)計(jì)和誤差衡量，對(duì)誤差超限的基線進(jìn)行適當(dāng)處理或進(jìn)行復(fù)測(cè)，以確保外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度。

　　二、GPS-RTK測(cè)量在城市中的應(yīng)用

　　1、控制測(cè)量

　　城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，城市I、II、III級(jí)導(dǎo)線大多位于地面，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，這些點(diǎn)常被破壞，影響了工程測(cè)量的進(jìn)度，如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻。GPS靜態(tài)測(cè)量，點(diǎn)間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)將無(wú)論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　自引入RTK測(cè)量技術(shù)以來(lái)，作者多次對(duì)廣州市區(qū)原GPS點(diǎn)及I、II級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，其部分檢驗(yàn)值較差

　　RTK測(cè)量的同一點(diǎn)位相對(duì)于靜態(tài)GPS觀測(cè)點(diǎn)基本上是一致的，其坐標(biāo)差值較小;而對(duì)于常規(guī)儀器觀測(cè)的I、ll級(jí)導(dǎo)線來(lái)說(shuō)有部分相差較大，這也可能是常規(guī)測(cè)量的誤差積累所引起的。由此可見(jiàn)，RTK技術(shù)可用于常規(guī)的控制測(cè)量，它將對(duì)傳統(tǒng)逐級(jí)布網(wǎng)的理念予以更新。

　　2、規(guī)劃道路中線放線

　　RTK測(cè)量技術(shù)用于市政道路中線放樣，放樣工作一人也可完成。將線路參數(shù)如線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號(hào)也可按坐標(biāo)放樣，并可以隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動(dòng)，直到誤差小于設(shè)定的為止。

　　3、用地測(cè)量

　　在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中，RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界址點(diǎn)坐標(biāo)，確定土地使用界限范圍，計(jì)算用地面積，在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時(shí)，應(yīng)用RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)測(cè)量權(quán)屬界限、土地分類修測(cè)，提高了測(cè)量速度和精度。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)GPS在測(cè)量中的應(yīng)用，得到如下體會(huì)。

　　(1)GPS控制網(wǎng)選點(diǎn)靈活，布網(wǎng)方便，基本不受通視、網(wǎng)形的限制，特別是在地形復(fù)雜、通視困難的測(cè)區(qū)，更顯其優(yōu)越性。因此，當(dāng)精度要求較高時(shí)，應(yīng)避免短邊，無(wú)法避免時(shí)，要謹(jǐn)慎觀測(cè)。

　　(2)GPS接收機(jī)觀測(cè)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化，且觀測(cè)時(shí)間在不斷減少，大大降低了作業(yè)強(qiáng)度，觀測(cè)質(zhì)量主要受觀測(cè)時(shí)衛(wèi)星的空間分布和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量影響。但由于各別點(diǎn)的選定受地形條件限制，造成樹(shù)木遮擋，影響對(duì)衛(wèi)星的觀測(cè)及信號(hào)的質(zhì)量，經(jīng)重測(cè)后通過(guò)。因此，應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)要求選點(diǎn)，擇最佳時(shí)段觀測(cè)，并注意手機(jī)、步話機(jī)等設(shè)備的使用。

　　(3)GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸和處理采用隨機(jī)軟件完成，只要保證接收衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量和已知數(shù)據(jù)的數(shù)量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)。因此，要保證控制點(diǎn)高程的精度，必須聯(lián)測(cè)足夠的已知高程點(diǎn)。

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