GPS測量技術在工程測繪中的應用及特點

張延忠

格爾木創效工程技術咨詢有限公司，青海 格爾木 816000

0 引言

GPS就是全球定位系統，它是隨著現代科學技術的迅速發展而建立起來的新一代緊密衛星導航定位系統。GPS衛星定位測量是研究利用GPS系統解決大地測量問題的一項空間技術。隨著全球定位系統（GPS）技術的快速發展，GPS測量技術也日益成熟，GPS測量技術逐步在工程測繪中得到應用。本文就GPS測量技術在工程測繪中的應用及特點進行探討。

1 GPS測量技術的特點

GPS測量技術的特點主要有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。

1.1 定位精度高

應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50km以內可達10-6，100km～500km 可 達 10-7，1000km 可 達 10-9。 在 300m～1500m工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。

1.2 觀測時間短

隨著GPS系統的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20km以內相對靜態定位，僅需15min～20min；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15km以內時，流動站觀測時間只需1min～2min，然后可隨時定位，每站觀測只需幾秒鐘。

1.3 GPS作業自動化、集成化程度高，測繪功能強大

GPS可勝任各種測繪內、外業。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，使輔助測量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業精度。

2 GPS測量技術在工程測繪中的應用

RTK（Real - time kinematic）實時動態差分法。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業作業效率。

2.1 控制城市建設中測繪精度

為滿足城市建成區和規劃區測繪的需要，城市控制網具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導線大多位于地面，隨著城市建設的飛速發展，這些點常被破壞，影響了工程測量的進度，如何快速精確地提供控制點，直接影響工作的效率。常規控制測量如導線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻。GPS 靜態測量，點間不需通視且精度高，但數據采集時間長，還需事后進行數據處理，不能實時知道定位結果，如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用RTK技術將無論是在作業精度，還是作業效率上都具有明顯的優勢。

2.2 應用于大地控制

GPS定位技術以其精度高、速度快、費用省、操作簡便等優良特性被廣泛應用于大地控制測量中。時至今日，可以說GPS定位技術己完全取代了用常規測角、測距手段建立大地控制網。我們一般將應用GPS衛星定位技術建立的控制網叫GPS網。歸納起來大致可以將GPS網分為兩大類：一類是全球或全國性的高精度GPS網，這類GPS網中相鄰點的距離在數千公里至上萬公里，其主要任務是作為全球高精度坐標框架或全國高精度坐標框架，為全球性地球動力學和空間科學方面的科學研究工作服務，或用以研究地區性的板塊運動或地完形變規律等問題。另一類是區域性的GPS網，包括城市或礦區GPS網，GPS工程網等，這類網中的相鄰點問的距離為幾公里至幾十公里.其主要任務是直接為國民經濟建設服務。目前，在GPS技術開發和實際應用方面，國際上較為知名的生產廠商有美國Trimble（天寶）導航公司、瑞士Leica Geosystems（徠卡測量系統）、日本TOPCON（拓普康）公司，國內廠家主要有南方測繪、中海達、華測、科力達等。

南方測繪的GPS接收機產品主要有RTK S82、S86、S82-1、S86-T、藍牙靜態GPS等。其中S82-T采用一體化設計，集成GPS天線、UHF數據鏈、BD970、天寶嵌入式定位技術、即插即用式U盤設計、藍牙通訊模塊、鋰電池，其RTK定位精度：平面±（1cm+1ppm），垂直±（2cm+1ppm）；靜態后處理精度：平面±（2.5mm+1ppm），垂直±（5mm+1ppm）；單機定位精度：1.5m（CEP）；碼差分定位精度：0.45m（CEP）。

2.3 RTK技術在地籍和房地產工程測繪中的應用

地籍和房地產測量中應用RTK技術測定每一宗土地的權屆界址點以及測繪地籍與房地產圖，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GIS系統，可及時地、精確地獲得地籍和房地產圖。但在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶，應使用全站儀、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行檢核。避免了常規的解析法放樣的復雜性，簡化丁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GPS技術。傳統的動態野外檢測采用簡易補測或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量，對丁變通范圍較大的地區采用平板儀補測。這種方法速度侵、效率低，而應用GPS新技術進行動態檢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，保證丁土地利用狀況調查的現實性。

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