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[中圖分類號] P228.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-2-149-1
1GPS測量技術與GPS控制網測量
1.1GPS測量技術
GPS RTK(Real Time Kinematic) 技術開始于 90 年代初 ,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。GPS RTK 具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。
1.2GPS控制網測量
GPS 控制網網形比較靈活 ,可以根據實際地理條件 ,建筑物條件以及相應的測區情況來布設。連接方式可以為點連式的、邊連式的、混連式的、中點多邊形等連接方式。GPS 控制測量點間不要求通視,圖形結構靈活, 因此選點工作要比傳統控制測量的選點簡便容易得多。GPS 點的選定不以相鄰點間的通視作為先決條件 ,給選點帶來極大的靈活性,但也有具體的要求。 點位應當保證觀測時衛星信號不能受到干擾,選點時做到點位周圍視場內最好沒有高度角大于 15°的障礙物,尤其是不能有成片的障礙物, 遠離大功率的無線發射臺和高壓電線,沒有大面積的水域或對電磁波反射(或吸收)的物體。
觀測作業的主要任務是捕獲 GPS 衛星信號對其進行跟蹤、接收和處理,以獲取所需的定位和觀測數據。開機后,等待接收機初始化完成并進行記錄數據狀態,然后每隔幾分鐘便查看一下接收機的工作是否正常。 在觀測作業中認真作到:觀測組按照計劃表規定時間作業,確保同步觀測;開機前后各量取天線高一測回,每測回從不同部位量取三次,兩測回天線高之差不大于 3mm;天線高的量取部位,按作業前的統一規定量取,并在記錄薄中詳細記錄;一個時段觀測中,不能夠關機又重新啟動、自測試、改變衛星高度角及數據采樣間隔、改變天線位置,關閉或刪除文件等;原始觀測值和記錄項目,按規定現場記錄,字跡清楚,不的涂改、轉抄;觀測期間防止接收機震動,防止人員和其他物體碰動天線或阻擋信號。
2GPS控制網的優化設計
控制網的優化設計是指在限定精度、可靠性和費用等質量標準下, 尋求網設計的最佳極值。與經典控制網相似, GPS 控制網的設計也存在優化的問題。但是, 由于 GPS 測量無論是在測量方式上,還是在構網方式上均完全不同于經典控制測量, 因而其優化設計的內容也不同于經典優化設計。
2.1GPS控制網的優化指標
(1)效率指標。GPS控制網的效率指標為Cmin,如果GPS控制網的總點數是n,用m臺接收機進行同步觀測,則該網的最小觀測期數(同步觀測的次數)為: 。
(2)可靠性指標。可靠性是指在控制網中設置一定數量的多余觀測,使其對于觀測中的粗差具有自檢能力,并限制其對目標成果的影響。對于GPS控制網中的n點,觀測基線向量參數為J必=n-1: 。每點設站次數為k,則觀測時段數為:C=n?k/m 。而m臺接收機觀測到的獨立觀測基線向量數為:j獨=C?(m-1) 。則控制網中多余的觀測基線向量參數為:j獨=C?(n-1)/(m-1) 。GPS控制網多余觀測數與獨立基線向量觀測值總數之比為: G=(J多/J獨)≥1/3。
(3)精度指標。網點坐標的協因數陣Qx包含了全網精度情況的全部信息,通常采用最優性標準 A、最優性標準 D、最優性指標E和最優性標準F作為純量精度優化標準來建立優化設計精度目標函數。實際上代表的是2點間的相對點位精度,它一般在接收機接收到信號并解算出基線向量后一起計算出。影響它的主要因素是接收時間的長短以及衛星的GDOP數據(幾何精度因子),由基線向量協因數陣和觀測方程可以推導出GPS控制網的整體點位精度 ,從而考察GPSQx控制網的整體質量指標。
(4)經費指標。經濟指標是指用較少的人力、物力和財力實現對GPS控制網精確性與可靠性的控制。經費取決于控制網中點的總數和重復設站率,如果1臺接收機觀測1期的平均費用為T,則總費用為:F=T?Cmin。
2.2GPS控制網優化設計的分類
由于GPS控制網同經典網有諸多不同,導致了GPS 控制網的優化設計不完全等同于經典控制網的優化設計,一般可分為四級。
零級優化設計是在已知 GPS 控制網平差模型中的系數陣 A 和權陣 P 的基礎上, 求解協因數陣 Qxx的過程。這實際上是一個平差的過程, 除了一些形變觀測網和特殊網以外, 對于一般實際應用的GPS 控制網來說沒有太大的意義。
一級優化設計是在大致確定了總點數、總基線數的基礎上,通過對網形的優化設計求出數學模型中系數陣 A, 以使得Qxx達到設計要求的過程。因為 GPS 網的精度與網形和傳遞三角形的角度沒有太大的關系, 所以不改變基線的連接方式, 只單純地改變點的位置對精度的提高沒有意義。而當改變基線連接方式的時候,異步環的邊數、個數和形式就會有所改變, 這樣就對網的精度和可靠性產生了影響。因此對系數陣 A 的設計是很有意義的。
二級優化設計是在已確定網形, 即確定了系數陣 A 和未知數協因數陣 Qxx 后, 優化設計權陣 P的過程。因為 GPS 控制網中的權與基線的長度沒有直接關系, 而當確定了整周模糊度之后,再增加觀測時間也不會明顯提高觀測值的權, 因此對 GPS 控制
網進行優化設計, 尤其是不同作業模式不同精度類型的 GPS 接收機聯合作業的 GPS 控制網的優化設計中, 權陣 P 的設計也就有了一定的意義。
三級優化設計是對精度沒有達到限差要求的GPS 控制網進行網的加密和改進,使其逐漸達到精度要求,也就是對網形結構強度的優化設計。綜上所述, GPS 控制網的優化設計主要歸結為二類內容的設計 GPS 控制網基準的優化設計; GPS 控制網圖形結構強度的優化設計,包括網的精度設計、網的抗粗差能力的可靠性設計、網發現系統差能力的強度設計。
參考文獻
關鍵詞: GPS技術 地籍測繪 技術設計
前言
GPS在地籍測繪的過程中,數字和信息的存儲只是第一步,而后還需要對信息進行存儲和傳輸,所以信息的存儲和傳輸方式是否簡便,是否準確和安全,對于數字測繪技術的準確性和安全性也是非常重要的。數字化的地籍測繪技術在這方面也克服了傳統測繪技術方面的缺陷,實現了更加簡便的存儲和傳輸。繪圖的更新方式比較簡便在地籍測繪的過程中,會涉及到對各種地形和地理環境的繪圖,繪圖可以更加直觀的反映出該區域的地理特點,所以也是測繪環節的一個關鍵。在使用新的數字地籍測繪方式進行測繪的過程中,可以實現更加
簡便的繪圖,這樣也一定程度上降低了工作的復雜性,提高了工作效率。GPS技術即是具有在海、陸、空進行全方位實時三維定位與導航能力的新一代衛星定位與導航系統。
一、GPS技術的簡述
GPS衛星定位系統進行測繪工作時采用的工作原理,主要是先將4個早已獲知具置定點的信號傳播時延長的時間進行測量,從而獲取這四個定點位置到用戶的具體距離,隨后在根據這四個定點到用戶之間的距離進行解算工作后,將用戶的三維位置和定點之間的時間同步差值計算出。由于GPS技術得到了進一步的完善和發展,不僅靈活性、高精度等優點得到更好完善,并且測繪精度、速度和經濟效益都大大優于其他常規的測繪技術與方法,已逐漸成為城市地籍測繪工作中的主要技術方法。
二、GPS技術在地籍測繪中應用
2.1 運行的效率較高,在地形不復雜的環境下,測量半徑小于五千米的地區,只需要在地籍測繪中使用一次GPS技術便可以順利的完成測量工作。傳統測繪的方式與GPS技術相比,GPS技術在地籍測繪中減少了一定的勞動力,提高了工作效率,降低了工作中勞動的強度,并且也節省了地籍測繪工作的費用。
2.2 GPS技術可以精準的定位,在數據的測量時更加可靠準確,沒有誤差的累計。其中,在一定條件下,RTK技術的應用,可以把誤差降到厘米內。GPS技術在應用時,沒有過多的要求,只需要電磁波通視便可以進行,受外界干擾因素較少。GPS定位系統具有更高的自動化程度。
2.3 靜態GPS技術測量方法
利用GPS定位技術,確定觀測站之間相對位置。它主要由GPS接收設備的軟件和硬件來決定。控制測量主要使用HD8200X靜態機,采取的是靜態載波相位相對定位模式。該模式采用兩臺(或兩臺以上)中海達HD8200X靜態機,分別安置在一條(或數條)基線的端點,根據基線長度和要求的精度,按HD8200X靜態機外業的要求同步觀測四顆以上的衛星數時段,時段從30min至幾個小時不等。基線測量的精度可達±(5mm+1×10-6D),D為基線長度,以公里計。采取這種作業模式所觀測的獨立基線邊,應構成閉合圖形,以利于觀測成果的檢核,增強網的強度,提高成果的可靠性和精確性。
三、 GPS網的技術設計
GPS網的技術設計是GPS測量工作實施的第一步,其主要內容包括精度指標的確定,GPS網的圖形設計和GPS網的基準設計。
3.1 測量的精度標準
在GPS網總體設計中,精度指標是比較重要的參數,它的數值將直接影響GPS網的布設方案、觀測數據的處理,以及作業的時間和經費。對GPS網的精度要求,主要取決于GPS網的用途,精度指標通常均以GPS網中相鄰點之間的距離誤差來表示。
3.2 GPS網的圖形設計
根據GPS測量的不同用途和GPS網圖形設計的一般原則,GPS網的獨立觀測邊均應構成一定的幾何圖形。圖形的基本形式包括三角形網、環形網和星形網。
3.2.1 三角網:三角網的三角形邊由獨立觀測邊組成。
幾何圖形幾何結構強,具有良好的自檢能力,能夠有效地發現觀測成果的粗差,以保障網的可靠性。同時,經平差后網中相鄰點間基線向量的精度分布均勻。但其觀測工作量較大,尤其當接收機的數量較少時,將使觀測工作的總時間大為延長,因此,通常只有當網的精度和可靠性要求較高,接收機數目在三臺以上時,才單獨采用這種圖形。
3.2.2環形網
環形網是由若干含有多條獨立觀測邊的閉合環所組成的網,這種網形與經典測量中的導線網相似,圖形的結構比三角形稍差。環形網的優點是觀測工作量較小,且具有較好的自檢性和可靠性,其缺點主要是,非直接觀測的基線邊(或間接邊)精度較直接觀測邊低,相鄰點間的基線精度分布不均勻。
3.2.3 星形網
星形網的幾何圖形簡單,但其直接觀測邊之間,一般不構成閉合圖形,所以其檢驗與發現粗差的能力較差。但這種網的主要優點是觀測中通常只需要兩臺GPS接收機,作業簡單。因此,在快速靜態定位和動態定位等快速作業模式中,大多采用這種網形。它廣泛用于工程放樣、邊界測量、地籍測量和碎部測量等。
3.3 GPS網的基準設計
在全球定位系統中,衛星主要被視作位置為已知的高空觀測目標。所以,為了確定接收機的位置,GPS衛星的瞬時位置通常歸化到統一的地球坐標系統。現在全球定位系統采用的是WGS-84坐標系統,是一個精確的全球大地坐標系統。通常在工程測量中,還往往采用獨立的施工坐標系。因此,在GPS測量中必須確定地區性坐標系與全球坐標系的大地測量基準之差,并進行兩坐標系統之間的轉換。
四、 GPS控制網的布設
4.1 GPS平面控制
靜態GPS控制點,勘查這些點點位保存完好,外業檢查這些點點位精度。外業每時段采集數據不要超過50min,要記錄開關機時間、儀器高等相關測站信息,GPS網平差計算采用隨機軟件進行計算。
4.1.1 同步環檢核
采用單基線處理模式時,對于采用同一種數學模型的基線解,其同步時段中任一三邊同步環的坐標分量相對閉合差和全長相對閉合差見表2。同步時段中的多邊形同步環,可不重復檢核。
4.1.2 異步環檢核
在整個GPS網中選取一組完全的獨立基線構成獨立環,各獨立環的坐標分量閉合差和全長閉合差W應滿足。
4.1.3復測邊檢核
復測基線的長度較差應滿足。
4.2 布設一級導線與圖根
在E級控制網基礎上,地形變化較大地區加密一級導線及圖根導線點,再加以GPSRTK圖根點,以滿足測圖的要求。
4.2.1 水平角采用方向法觀測,一級導線觀測三測回,圖根導線觀測一測回,支點左右角觀測一測回;垂直角采用中絲照準法觀測,一級導線觀測二測回,圖根導線觀測一測回;斜距采用對向測量,一級導線觀測二測回,圖根導線觀測一測回,支點采用二次棱鏡高法各觀測垂直角和斜距一測回。
4.2.2 一級導線觀部分采用GPS方法進行測量,觀測時間為45min,GPS平差計算采用隨機軟件進行,GPSRTK圖根點采用二次測量,取其坐標平均值。
4.3.3地籍邊角網觀測記錄采用手工記錄,經初步計算和檢查后,選用清華山維NasewV3.0軟件進行平差計算,數據輸入格式選用HSZ格式,斜距輸入,平差選用一次迭代、單次平差。
五、結語
GPS衛星技術作為地籍測量中一種測繪技術,具有諸多的優點,不僅能夠有效地減少城鎮地籍測量的誤差,而且也給測繪工作帶來了革命性的變化。相信隨著科學技術的發展,GPS測量技術的應用研究會不斷深入,靜態GPS測量技術在城鎮地籍測量中的應用前景也會更加廣闊,在城市測繪工作中也將發揮出更大的作用。
參考文獻:
RTK(Real-Time-Kinematic)技術是GPS實時載波相位差分的簡稱。這是一種將GPS與數傳技術相結合,實時解算并進行數據處理,在1~2秒時間內得到高精度位置信息的技術。是GPS測量技術中的一個新突破。
2、RTK技術的工作原理
RTK的工作原理是將一臺接收機置于基準站上,另一臺或幾臺接收機置于載體(稱為流動站)上,基準站和流動站同時接收同一時間、同一GPS衛星發射的信號,基準站所獲得的觀測值與已知位置信息進行比較,得到GPS差分改正值。然后將這個改正值通過無線電數據鏈電臺及時傳遞給共視衛星的流動站精化其GPS觀測值,從而得到經差分改正后流動站較準確的實時位置。
因軌道誤差、鐘差、電離層折射及對流層折射的影響在實際的數據處理中一般采用雙差觀測值方程來解算,在定位前需確定整周未知數,這一過程稱為動態定位的“初始化”(On The Fly即OTF)。實現OTF的方法有很多種,美國天寶導航有限公司的做法是:采用偽距和相位相結合的方法,首先用偽距求出整周未知數的搜索范圍,再用相位組合和后繼觀測歷元解算和精化;利用偽距估計初始位置和搜索空間,快速確定精確的初始位置。
3、RTK正常工作的基本條件
(1):基準站和移動站同時接收到5顆以上GPS衛星信號。
(2):基準站和移動站同時接收到衛星信號和基準站發出的差分信號。
(3):基準站和移動站要連續接收GPS衛星信號和基準站發出的差分信號。移動站遷站過程中不能關機,不能失鎖。否則RTK須重新初始化。
4、RTK技術的優點
(1)工作效率高。在一般的地形地勢下,高質量的RTK設站一次即可測完4KM半徑的測區,大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的設站次數,移動站一人操作即可,勞動強度第,作業速度快,提高了工作效率。
(2)定位精度高。只要滿足RTK的基本工作條件,在一定的作業半徑范圍內(一般為4KM),RTK平面精度和高程精度都能達到厘米級。
(3)全天候作業。RTK測量不要求基準站、移動站間光學通視,只要求滿足“電磁波通視”,因此和傳統測量相比,RTK測量受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小,在傳統測量看來難以開展作業的地區,只要滿足RTK的基本工作條件,它也能進行快速的高精度定位,使測量工作變的更輕松更容易。
(4)RTK測量自動化、集成化程度高,數據處理能力強。RTK可以進行多種測量內外業。移動站利用軟件控制系統,無需人工干預便可自動實現多種測繪功能,減少了輔助測量工作人為誤差,保證了作業精度。
(5)操作簡單,易于使用。現在的儀器一般都提供中文菜單,只要在設站時進行簡單的設置,就可方便獲得三維坐標。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強,能方便的與計算機、其他測量儀器通信。
5、RTK技術要求
(1)基準站設置在視野開闊,視場內障礙物的高度角不宜超過15度。(2)基準站設置點位應該遠離大功率的無線電發射源、高壓輸電線以及大面積水域,離高壓線不得少于50米,離發射源不得少于200米。(3)基準站周邊不的少于三個已知點進行檢查校準,最大作業半徑5公里。(4)接收機技術指標應該為雙頻接收機,標稱精度小于(10mm+2ppm)。(5)利用GWS-84坐標轉換到實地坐標系,選用的參考點要覆蓋整個測區,轉換后各點的殘差分量小于5厘米。(6)RTK觀測的采樣率為1秒,每次觀測的歷元數不得小于10個,觀測平面精度小于5厘米。(7)檢測高等級控制點時,點位誤差小于5厘米,檢測同等級控制點時,點位誤差小于7厘米,并將檢查成果填寫“GPS-RTK點位檢查表”。(8)RTK觀測非固定解時不得采用成果界址點的埋設與放樣。
6、RTK技術的局限性及定位的關鍵問題
RTK技術有著一定局限性,使得其在應用中受到限制,主要表現為:
(1)用戶需要架設本地的參考站;
(2)誤差隨距離增長;
(3)誤差增長使流動站和參考站距離受到限制(
(4)可靠性和可行性隨距離降低。VRS技術最大意義在于,它將克服以上的局限性,擴展RTK的作業距離。
RTK技術的關鍵在于數據處理和數據傳輸技術。主要有三個方面:一是求解起始的整周模糊度;二是基準站和移動站之間的數據傳輸;三是合適的坐標轉換參數。
7、RTK測量作業時的一些注意問題
(1)使用范圍:GPSRTK是厘米級精度動態實時差分測量,其精度一般對于起算點在2-3CM,測點精度都和起算點發生關系,相互之間無任何關聯;測點間關聯性差,難以滿足常規測量要求高等級控制點位間精度要求,因此在實際使用時要具體問題具體分析。
(2)數據要完全正確:測量講的就是精確,不能有一點錯誤。GPSRTK與傳統測量最大的區別就是缺少符合性的檢核,作業中對同一測點需進行兩次相互獨立的初始化,提高數據的可靠性。
關鍵詞 地籍測繪; GPS技術; 應用
0 前言
土地權力所屬的核心是地籍,由國家進行監管,對地塊及其附屬物的空間位置、面積大小以及所屬關系以及利用現狀進行信息整理,用數據、圖標等方式表示出來的信息集合[1]。地籍的精確測量是進行地籍有效管理的前提。但是由于現在社會經濟的發展,使得地籍測量工作往往具有數據更新快、測量范圍大、界址點瑣碎等特點,給測量工作帶來了很大的難度。由于GPS技術具有操作簡單、測量精度高、環境適應能力強、減少人力物力等特點,目前被廣泛應用于地籍測量中的地籍控制測量和碎部測量工作當中。采用GPS靜態模式測量,同時建立高等級GPS地籍測量控制網,在碎部測量當中采用RTK技術進行。本文主要探討了GPS技術在地籍測量中的測量原理和流程,同時也探討一些影響GPS測量精度的因素。
1 地籍測量
1.1 地籍測量的內容和特點。地籍測量就是為了取得相關地籍信息的測繪工作,其主要工作內容就是測定土地及其附屬物的類型、位置大小、權屬關系等相關信息,為國民經濟建設提供相關信息,主要內容是:(1)測定行政區域,土地權屬以及土地的幾何位置等;(2)對地籍信息進行動態監測,及時更正地籍信息,保證地籍信息的正確性和即時性;(3)選定測量基本控制點,方便以后的測量工作。其特點表現為是一項行政測繪行為,具有法律特征,其信息具有很強的現實性,測量技術先進,為當今測量技術及方法的集大成者。
1.2 地籍測繪的精度要求。地籍控制測量須遵循從高級到低級,由整體到局部的分級控制測量原則。優先考慮國家統一坐標系統,條件不允許時也可采用任意坐標系。GPS測量的一個重要量化指標是精度,其大小對GPS網的布設、觀測以及數據處理都有著直接的影響。由《地籍測量規范》可知,地籍控制點相對于起算點的誤差不得超過 。
地籍碎部測量主要包括地境界線、土地權屬界址線的確定,以及確定各地類要素以及地物點坐標。界址點是指結構物邊界線的空間轉折點,其坐標指的是利用測量手段在某一特定坐標系中獲取的一組數據。其精度的選擇需根據測區的界址點的重要程度及經濟價值來選擇,具體要求等級可見下表1。
1.3 傳統檢測方法與GPS技術在地籍測繪中的比較。傳統的地籍測繪方法一般有平板儀和簡易補測法兩種方式。平板儀補測法一般適用于明顯地物點較少、變更范圍較大的地區,由于在測量過程中效率低、速度慢,受操作者影響的因素較大,不能保證測量精度及檢測成果質量;而簡易補測法一般適用于有明顯地物點較多且變更范圍小的區域,采用皮尺或是鋼尺根據截距法、距離交匯法等方法對變更物與周圍明顯地物的空間位置關系進行實測丈量。而利用最新的GPS定位測量技術,能夠有效的提高測量精度和速度,適合于各種復雜多變的變更地帶,能夠實現地籍測量的動態化和實時性,克服了傳統測量方法的各種不足,同時GPS的優勢還體現在作業效率高,沒有傳統測量方法所需的"搬站"問題,一次設站,可完成半徑5km的區域測量;數據精度高安全可靠,全過程由程序控制,沒有累積誤差;同時不需要兩點通視即可測量,受外部環境因素影響較小,并且作業自動化,無需人工干涉,程序自動完成數據處理,測繪等工作,提高了作業精度。因此GPS技術是一項在地籍測量應用非常廣泛前景的實用技術,能夠使我國的地籍測量等上一個更高的臺階。
2 GPS在地籍測繪中的應用
2.1 GPS地籍測繪的布網原則和觀測方案擬定。地籍測量就是對地籍圖根控制點以及地籍基本控制點進行測設,獲取相關信息建立地籍信息的動態管理。通常可布設二、三、四等三角網以及邊角網,一、二級GPS網等。在GPS地籍測繪中沒有常規三角網布設時要求的近似等邊[2]。
2.2 基準設計。GPS基準設計主要是指確定網的方向基準、位置基準以及尺度基準。通過在網中選取一固定坐標值或給予網中一點適當的權,用穩擬平差或是自由網偽平差來確定位置基準,通過這種方法確定的位置基準對網的尺度和定向基準的選擇沒有影響。如果在GPS網中選擇數個坐標點進行固定,則確定后的位置基準會對網的尺度和方向產生影響,影響的大小程度主要由所取觀測值的精度決定。
2.3 選點與觀測方案擬定。GPS觀測站之間中間可以有障礙物,不嚴格要求通視,同時其網的布局形式也較為靈活,點間距離可長可短,長邊可達20 ,短邊可為 故選點工作較為簡單,但不同測點位置的選擇對測量結果還是有很大影響,因此在選點前要充分收集測點周圍的地理條件以及原有測點的分布及保留情況。由于GPS接收器受電磁波影響較大,選點時應避免靠近大功率微波站、電視塔等結構,同時應保證對空通視,遠離大面積水域,便于觀察和點的加密。
同時觀察衛星的幾何分布對測量精度具有決定作用,為選擇最佳測量時段,需先確定GPS衛星的可見性圖,由觀測站與衛星組成的幾何圖形,可由空間位置精度因子表示其強度因子,其值需滿足一定的要求范圍。確定最佳觀測時段之后,其余實際工作可按最優化原則進行設計。
2.4 觀測數據的處理。觀測數據的處理包括預處理和后處理兩個階段。GPS數據的預處理主要是對原始數據進行加工、編輯和整理,通過數據分類,去除無效觀測信息,從而形成各種專用信息文件,然后通過各種方法對觀測值進行必要的修復和改正[3]。觀測結果的外業檢測能夠確保觀測質量保證預定精度,因此每次測量結束后應對外業觀測數據進行檢查評價,及時剔除不合格的數據,進行必要的補救措施。GPS地籍測量時先對原始數據進行預處理,通過分析使其滿足現行GPS測量規范的精度要求之后,對其進行后處理。
后處理主要是對預處理獲得的標準化數據進行平差計算。計算方式以三維基線向量和它的標準方差作為觀測信息,以點的WGS-84系三維坐標為計算依據,對其進行無約束平差計算。
2.5 觀測數據的誤差分析。采用GPS技術進行地籍測繪時,影響其控網精度的主要因素由表2所列的因素決定。
3 結語
通過實踐證明,與傳統地籍測繪方式相比而言, GPS測量技術具有明顯的技術優勢,能夠有效提高我國地籍測設的現代化水平,應在大規模的地籍測量中廣泛推廣該技術。
參考文獻
[1] 樊志全.地籍調查[M].北京:中國農業出版社,2009:12-13.
>> 淺析GPS RTK在地籍測繪中的應用 淺析GPS在地籍測繪中的應用 芻議GPS技術在地籍測繪中的應用 GPS技術在地籍測繪中的應用 GPS測繪技術在地籍測量中的應用 GPS新技術在地籍測繪中的應用 GPS技術在地籍測繪中的應用探討 淺析GPS測量技術在地籍測繪控制測量中的應用 淺析測繪技術在地籍測繪中的應用 論GPS技術在地籍測繪當中的應用 基于GPS在地籍測繪中的應用探析 GPS在地籍測繪中的應用探究 GPS在地籍測繪中的應用探討 GPS在地籍測繪中的應用分析 GPS RTK在地籍測繪中的應用 GPS在地籍測繪中的應用 GPS―RTK在地籍測繪中的應用 淺析土地測繪和地籍控制中GPS技術的應用 淺談GPS技術在地籍測繪工程中的應用 GPS技術在地形\地籍測繪中的應用探討 常見問題解答 當前所在位置:
【關鍵詞】GPS定位系統;RTK;地籍測量 ;數據處理
一.全球定位系統,把衛星作為控制點,并掌握瞬時坐標,對GPS衛星和接收天線之間的距離進行觀測,確定使用者接收機相對及絕對的位置。與傳統的測量技術相比,GPS定位技術有以下特點:
(1) 觀測站之間無需通視。傳統測量要求測站點之間既要保持良好的通視條件,又要保障三角網的良好結構。GPS測量不要求觀測站之間相互之間通視,這一優點既可大大減少測量工作的經費和時間,同時也使點位的選擇變得甚為靈活,這樣避免了常規地籍控制測量點位選取的局限條件,同時也沒有常規三角網(鎖)布設時要求近似等邊及精度估算偏低時應加測對角線或增設起始邊等繁瑣要求,只要使用的GPS儀器精度與地籍控制測量精度相匹配,控制點位的選取符合GPS點位選取要求,那么所布設的GPS網精度就完全能夠滿足地籍規程要求 。
(2) 定位精度高。現已完成的大量實驗表明,在小于50km的基線上,其相對定位精度可達10-6~2×10-6,而在100~500km的基線上可達10-6~10-7。隨著觀測技術與數據處理方法的改善,可望在大于1000km的距離上,相對定位精度達到或優于10-8。
(3) 觀測時間短。目前,利用經典靜態定位方法,完成一條基線的相對定位所需要的觀測時間,根據要求的精度不同,一般約為1~3h。快速相對定位法,其觀測時間僅需數分鐘至十幾分鐘。
(4) 操作簡便。GPS測量的自動化程度很高,在觀測中測量員的主要任務只是安裝并開關儀器、量取儀器高和監視儀器的工作狀態和采集環境的氣象數據,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。另外,GPS用戶接收機一般重量較輕、體積較小,因此攜帶和搬運都很方便。
(5) 全天候作業。GPS觀測工作可以在任何地點、任何時間連續地進行,一般也不受天氣狀況的影響。
基于以上優點,GPS衛星定位新技術的迅速發展,給測繪工作帶來了革命性的變化,也對地籍測量工作產生了巨大的影響。由于GPS具有布點靈活、全天候、速度快、精度高等優點,使GPS技術在國內各省市的地籍測繪中得以廣泛應用。
二、GPS定位技術在地籍測量中的應用
(1)地籍控制測量:
首先在測區內布設首級控制網,邊長大于15km的長距離GPS基線向量,采用常規靜態測量方式;邊長在10~15km的GPS基線向量,采用快速靜態GPS測量模式;邊長小于5km的一、二級地籍控制網的基線,采用RTK方法,對于觀測條件復雜等不利于GPS觀測的地方采用傳統測量方式-導線測量,首級控制網布設完畢后,計算測區范圍內轉換參數。
(2)地籍圖測量:
地籍圖測量是測定地塊(宗地)范圍內的細部信息,測量工作量大、精度要求高、工作環境復雜、人為因素影響大。對于地形開闊、上層無遮擋的地物,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,可及時地精確地獲得地籍圖。對于地形復雜,無法直接到達的地物,采用RTK測量方式布設圖根控制點,使用全站儀測量其坐標點。
(3)界址點測量:
土地勘測定界(含界址點測量)工作中,主要是測定地塊(宗地)的位置、形狀、面積、數量以及地塊(宗地)內的細部信息如房屋、圍墻的位置、面積等數據。由地籍調查規程所知,在地籍平面控制測量基礎上的地籍碎部測量,對于城鎮街坊界址點及街坊內明顯的界址點間距允許誤差為±10cm,城鎮街坊內部隱蔽界址點及村莊內部界址點間距允許誤差為±15cm。因此,利用RTK測量模式能滿足上述精度要求,同時相對于傳統測量方式,采用RTK方式進行碎部測量速度快,作業效率高。同全站儀一樣,RTK測量單點的時間需要幾秒到幾十秒,但是,它不要求通視,不需要頻繁換站,減少了全站儀頻繁換站所花的時間,而且可以多個流動站同時工作,且其測量誤差為隨機產生,不會隨著距離的增加產生誤差積累。工作開展時測量員可跟著地籍調查員,在不同宗地指界完成后隨時進行界址點測量,避免因界址點丟失、損壞給后續工作帶來麻煩。同時,可以隨時對地籍圖內未進行的標注的新增地物進行更新,使其最大限度的滿足現勢性的要求。
(4)土地變更調查:
近20年和今后數十年內,是我國經濟快速發展時期,土地利用的形式也發生一系列的變化。因此,隨時摸清土地利用形式的變化,進行土地利用變更登記,將是我國各級土地管理部門的一項重要的和經常性的工作。
土地變更調查中,通常對應不同的位置精度要求,在采用GPS測量模式上,可以使用單點定位、常規差分GPS、PPK、廣域差分GPS等方式。這些GPS測量方式,可成倍地提高土地利用變更調查和動態監測速度,其精度和可靠性得到極大的改善,克服了傳統方法的種種弊端,省時省工,適用于各種各樣復雜的變更情況,真正地實現了動態監測的實時性和數值化,保證了土地利用數據的現勢性。
三、觀測數據的處理
在進行數據的預處理后,可以在進行觀測數據平差的計算時,把獲得數據的標準值作為計算的基礎。由于GPS測量具有不同通視的特點,所以在控制點選取范圍更加的廣泛,GPS網狀結構在精度影響上也比較小。所以GPS技術便滿足了在城鎮地籍調查的規范中,要求誤差在五厘米范圍的規定。
在勘測定界點審核合格后,會被作為地籍調查和土地登記證辦理的依據。在進行勘測定界的工作時,規定了征用精度及土地整理等內容。例如臨界線和界址線與相鄰的地物在距離誤差上小于十厘米。在勘測定界初期,常規的測量儀器精準度不高且觀測的范圍小易受到外界因素的影響,不具有自動化的特點,工作勞動強度高。但隨著GPS技術的應用,便很好的解決了這些問題,提高了測量的精準度及效率,并保證勘測定界成果的準確性。
總結
GPS測量技術在測量中起到了非常積極的作用,正因為是它在動態相對定位中的高精度、高效益、無需測站相互通視、方便快捷、省時省力等優點,其也正在逐步取代代替常規的三角、三邊、邊角等測量方法,并在理論與實踐中取得了可喜的成果。隨著GPS技術不斷的成熟,在數據傳輸的功能上也在不斷的進步,并且在數據傳輸中在可靠性、穩定性及抗干擾性上也有了巨大的改進。數據傳輸的范圍不斷的擴大,也使軟件系統在解算能力上有了一定的提高,所以,在地籍測繪工作中,GPS技術的發展空間會更加廣闊。
參考文獻: