GPS在地籍测量控制网中的应用
来源:用户上传
作者:
摘要:本文主要论述GPS在地籍测量控制网建立中的应用,从而指出GPS测量的优越性及应用前景。
关键词:GPS;地籍;测量
地籍是反映土地及其附属物的权属、位置、数量、质量和利用现状等基本状况的资料。而地籍测量主要是指测定和调查地籍资料并编绘成地籍图的工作。采用数字化测图,是建立数字地籍图的理想方法。随着GPS(全球定位系统)技术的不断发展和日益广泛的使用,已经对测地技术的理论和应用诸方面产生了革命性的变革。在应用GPS技术进行控制测量时,表现出传统的测量技术无法比拟的优越性。在我国地籍测量工作正在日益展开的今天,首先要考虑的问题就是要有一套既满足现在地籍测量工作,又利于将来日常地籍动态监测管理需要的控制网资料。
1 GPS系统概述:全球定位系统(Global Positioning System简称GPS)
1.1 全球定位系统GPS,该系统是由美国军方研发的卫星导航系统,能为用户提供三维坐标,速度和时间,对常规测量而言,主要采用GPS的相对测地定位功能,即只获取地面点的三维坐标。
1.2 系统的组成,GPS全球定位系统由空间卫星群,地面监控系统,用户三部分组成。
1.2.1 空间卫星群:GPS的空间卫星群由24颗高度约为20万公里的卫星组成,其中2l颗工作,3颗备用,地面上任何时间,任何地点可同时接收4颗以上卫星发送的信号。
1.2.2 地面监控系统:GPS的地面控制系统包括一个主控站,三个注入站和五个监测站,主控站的作用是根据各监测站汇总来的观测数据进行计算,得出卫星在轨的一系列参数,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去,监控站接收卫星信号,监测卫星的工作状态,注入站是将主控站计算的数据注入到卫星中去。
1.2.3 用户:即地面接收系统,由GPS接收机及数据处理设备构成,其作用是通过接收卫星发来的信号,确定地面点的三维坐标。
1.3 GPS的工作原理:GPS系统足一种采用距离交会的方法来进行定位的,正如我们如果知道两点的平坐标,则可采用后方交会的方法,获得待定点的平面坐标,同理,如果知道三个点的空间坐标,通过交会的方法,则可获取地面待定点的三维坐标。
1.4 GPS技术发展的现状
目前世界上采用的是美国开发的GPS系统,该系统设置两套编码,即民用码(C/A码),军用码(P码),军用码是保密的,民用码公开。我们目前接收的卫星信号即民用码信号,用其进的解算,求取待定点的三维坐标,其精度低于用P码解算的结果,为提高用C/A码解算的精度,人们做了很多努力,目前成型的技术有静态观测和动态(RTK)观测两种。
2 GPS的静态观测技术,主要适用于控制测量,即建立矿区平面控制网
2.1 GPS静态测量的基本作业方法,把二台以上的GPS单频机或双频机分别安置于待定点上,然后同时进行连续观测,要求连续测量的时间不小于60分钟,然后用专门的软件进行解算。
2.2 GPS静态测量的组网方式。构网方式有星形构网、同步环、边连接、网连接等形式。其中以同步环接的精度最高。
3 动态观测(RTK技术)
实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成,具体操作足将一台GPS接此机安置在某一基准点上作为参考站,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,通过计算机解算出流动站上点的三维坐标,该技术适用于地形测量,工业矿厂平面图的测量,碎部测量,道路测量。
4 GPS技术的应用
GPS新技术的出现,可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标。特别是应用RTK新技术,甚至可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度并快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标,应用RTK技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(如伪距或相位观测值)及已知数据(如基准站点坐标)实时传输给流动站GPS接收机,流动站快速求解整周模糊度,在观测到四颗卫星后,可以实时地求解出厘米级的流动站动态位置。这比GPS静态、快速静态定位需要事后进行处理来说,其定位效率会大大提高。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带,应使用全站仪等其他测量工具,采用解析法或图解法进行细部测量。
5 GPS控制网的布设
根据测区状况,首级网先在1/10000地形图上进行设计,然后到实地选点和埋标。为了后阶段控制网加密方便,在选点时除考虑GPS测量对点位的要求外,还应注意以下几点:
5.1 按规范要求,在15°角上不得有障碍物,这个条件可降低为测站周围有障碍物存在,但要保证能接收到至少4颗卫星的信号。
5.2 测站附近没有造成多路径效应的反射物。
5.3 测站附近200米内,没有强工作状态的无线电发射系统和高压输电线。
5.4 每一测站至少要与另一个测站通视,并兼顾网形的构造和同步图形连接。在建筑物密集地区,相邻点之间都不能通视时,可以选择一些制高点(如山头上的点或高层建筑物上的点)与之通视,以作为图根控制和碎部测量的参考方向。
6 GPS控制网的工作方法
GPS测量采用快速静态作业模式,每15秒一个记录,观测卫星数均在4颗以上,利用三台Wild200型GPS接收机,同时置于3个控制点上,同步观测,一次完成一个同步图形的观测,观测时段数4个,总基线数为16个。通过对GPS观测数据的平差计算,其精度为:最弱点点位中误差为±0.46cm,方向中误差为±0.52″,最弱边边长相对中误差为1/48.2万,全都高于《城市测量规范》的要求,(即最弱点点位中误差为士5cm,方向中误差为士2.5″,最弱边边长相对中误差为1/45000)。
7 结语
7.1 由于GPS测量技术具有传统测量方法无法与之相比的优越性,故在城区内进行地籍测量时,用GPS测量定位技术建立地籍测量控制网,能够从根本上解决城区测量中的最大难题一通视困难。由此,不但能节省大量的造标费用,经济效益显著,而旦还大大的减轻了野外作业的强度,本工程的首级控制网只用了一天左右时间就完成了全部外业观测,工效极高。
7.2 GPS技术建立的控制网平面精度高,点位精度比较均匀。
7.3 从经济角度上考虑,此次采用GPS定位技术与常规作业布网相比,其开支约为后者的1/5,节省了大量经费。
可以肯定,随着GPS定位技术应用研究不断深入,硬件和软件设备的进一步完善,GPS定位技术在地籍测量中的应用前景会更加广阔。
参考文献
[1]彭琳.全球定位系统在地籍测绘中的应用[J].武汉大学,2004-04-20.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-8850931.htm
