GPS測繪技術(shù)在工程規(guī)劃放樣中的分析

摘要：介紹了GPS 測量特點、定位原理、誤差來源及其影響以及在本地區(qū)規(guī)劃放樣采用的GPS-RTK 儀器進行具體項目的野外實施的作業(yè)流程；同時對GPS 測繪技術(shù)的優(yōu)點進行分析。

關(guān)鍵詞：GPS 測量；規(guī)劃放樣；作業(yè)流程；優(yōu)點

隨著GPS技術(shù)的日益發(fā)展，使用GPS進行測量的技術(shù)也逐漸增多，其應(yīng)用范圍也日益擴展，在工程測繪中也有廣泛的應(yīng)用。近年來對工程測繪使用GPS測量技術(shù)特點及現(xiàn)狀的研究越來越多。本文也為此進行了相關(guān)的探討。

1 GPS 測量原理

1.1 GPS 簡介GPS（global positioning system）即全球定位系統(tǒng)，具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點，是由美國建立的一個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，是迄今最好的導航定位系統(tǒng)利用該系統(tǒng)。用戶可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)全天候、連續(xù)、實時的三維導航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位。

1.2 GPS 系統(tǒng)的特點全球地面連續(xù)覆蓋；功能多，精度高；實時定位；應(yīng)用廣泛。觀測站之間無需通視；定位精度高；觀測時間短；提供三維坐標；操作簡便；全天候作業(yè)。

1.3 GPS 系統(tǒng)的構(gòu)成全球定位系統(tǒng)（GPS）的整個系統(tǒng)由三大部分組成：空間部分、地面控制部分和用戶部分所組成。

1.4 觀測量的誤差來源及其影響GPS 定位中，影響觀測量精度的主要誤差來源分為三類： 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差；與信號傳播有關(guān)的誤差；與接收設(shè)備有關(guān)的誤差。①與衛(wèi)星有關(guān)的誤差；②衛(wèi)星信號傳播誤差；③接收設(shè)備有關(guān)的誤差；④其它誤差來源。

1.5 絕對定位原理利用GPS 進行了絕對定位的基本原理，是以GPS 衛(wèi)星和用戶接收機天線之間的距離（或距離差）觀測量為基礎(chǔ)，并根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時坐標，來確定用戶接收機的點位，即觀測站的位置。GPS 絕對定位方法的實質(zhì)是測量學中的空間距離后方交會。它可以為動態(tài)絕對定位和靜態(tài)絕對定位。

1.6 相對定位原理利用GPS 進行絕對定位（或單點定位）進，其定位精度，將受到衛(wèi)星軌道誤差、鐘差及信號傳播誤差等諸多因素的影響，盡管其中一些系統(tǒng)性誤差，可以通過模型加以消弱，但其殘差仍是不可忽略的。在相對定位的過程中這些誤差可得以消除或大幅度消弱。它可以分為靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位。

2 建筑物規(guī)劃放樣的實施

在工程建設(shè)中，建筑物規(guī)劃放樣是將規(guī)劃部門規(guī)劃的建筑物的平面位置和高程按設(shè)計要求，以一定的精度在實地標定出來，作為施工的依據(jù)。對于我們本地區(qū)建筑物規(guī)劃放樣只要求平面坐標位置，高程由施工單位放樣。對一般工程放樣點位誤差為25mm 以內(nèi)；對特殊要求的工程項目按設(shè)計圖紙明確的限差要求。

3 建筑物RTK 放樣的定義及原理

3.1 定義：隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，GPS 動態(tài)

測量RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)也日益成熟，RTK 測量技術(shù)因其精度高、實時性和高效性，在城市的規(guī)劃建筑物放樣得到了廣泛應(yīng)用。

3.2 RTK 定位基本原理：它是實時動態(tài)（RTK）測量系統(tǒng)，是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS 測量技術(shù)中的一個新突破。RTK 測量技術(shù)是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS 測量技術(shù)。

4 RTK 放樣方法和作業(yè)流程

4.1 收集控制點資料任何測量工程進入測區(qū)，首先一定要收集測區(qū)的控制點坐標資料，包括控制點的坐標、等級、中央子午線、坐標系等。

4.2 求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)GPS RTK 測量是在WGS-84 坐標系中進行的。而各種工程測量和定位是在當?shù)刈鴺嘶虮本?4 坐標上進行的，這之間存在坐標轉(zhuǎn)換的問題。GPS RTK 是用于實時測量的，能夠立即給出當?shù)氐淖鴺耍鴺宿D(zhuǎn)換工作更顯重要。在計算轉(zhuǎn)換參數(shù)時，要注意下面兩點：①已知點最好選在四周及中心分布均勻，且能有效控制的測區(qū)。②為了提高精度，可利用最小二乘法選取了以上的點求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。

4.3 工程項目參數(shù)設(shè)置根據(jù)GPS 實時動態(tài)差分軟件的要求，就輸入下列參數(shù)：當?shù)刈鴺讼担ㄈ绫本?4 坐標系）的橢球參數(shù)：長軸和偏心率；中央子午線；測區(qū)西南角和東北角的大致經(jīng)緯度；測區(qū)坐標系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)；根據(jù)測量工程的要求，可輸入放樣點的設(shè)計坐標，以便野外實時放樣。

4.4 野外作業(yè)將基準站GPS 接收安置在參考點上，打開接收機，將設(shè)置的參數(shù)讀入GPS 接收機，輸入?yún)⒖键c的當?shù)厥┕ぷ鴺撕吞炀€高，基準站GPS 接收機通過轉(zhuǎn)換參數(shù)將參考點的當?shù)厥┕ぷ鴺嘶癁閃GS-84 坐標，同時連續(xù)接收所有可視GPS 衛(wèi)星信號，并通過數(shù)據(jù)發(fā)射電臺將其測站坐標、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)發(fā)送出去。流動站接收機在跟蹤GPS 衛(wèi)星信號的同時，接收來自基準站的數(shù)據(jù)，進行處理后獲得的流動站的三維WGS-84 坐標，再通過與基準站相同的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84 轉(zhuǎn)換為當?shù)厥┕ぷ鴺?，并在流動站的手控器上實時顯示。接收機可將實時位置與設(shè)計值相比較，指導放樣。

5 GPS-RTK 測量在工程規(guī)劃放樣中的優(yōu)化經(jīng)驗

5.1 可以很好避免全站儀測量時繁瑣復雜的分級控制過程，能夠很好克服測量點之間的通視問題，能減少一半的測量人員，從而節(jié)約大量工作時間、大幅提高測量工作效率。

5.2 測量成果相對精度高，質(zhì)量可靠。點位范圍可以方便地控制在0.03 米之內(nèi)，并且點與點之間誤差均為隨機誤差，不會產(chǎn)生累積誤差。同時定位系統(tǒng)可以全天候作業(yè)，不受視線通視影響。

5.3 可實時提供定位點的坐標及其點位精度，方便快捷，定位情況一目了然。

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