关于基础测绘中的GPS系统测量技术探究

时间:2018-04-11 论文范文 我要投稿

    论文关键词:GPS系统 测量技术 基础测绘 探讨

    论文摘要:本文对GPS定位系统在应用中建立工程测量控制网、RTK 下的碎部测量与放样、区域差分系统下碎部测量与放样以及变形监测作出了探讨,并对GPS 技术的优缺点进行了分析,供同行参考。
   21世纪是信息化的时代,而作为信息化产业技术方向的一部分,测绘专业在数字地球概念中扮演着重要的角色。而GPS全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点。在测绘领域中,GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量及地形测量等各个领域。通过 GPS静态测量和 GPSRTK测量技术在性能特点、作业方法、技术条件及应用效果的分析,指出GPS技术在房产基础测量中具有传统测量技术无可比拟的优势。
  1、GPS静态测量应用于房产平面控制测量
  1.1GPS静态测量模式
   GPS静态测量有常规静态测量与快速静态测量2种模式。
   常规静态测量模式是采用 2台(或 2台以上) GPS接收机 ,分别安置在 1条或数条基线的两端,同步观测 4颗以上卫星,每时段根据基线长度和测量等级观测45 min以上的时间。
   快速静态测量模式是在一个已知测站上安置 1 台 GPS接收机作为基准站,连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次安置到各待测测站,每测站观测数分钟。
   这两种模式均可用来建立房产平面控制网。应用 GPS进行房屋平面控制测量,点与点之间可以不要求互相通视,这样就避免了常规测量中控制点位选取的局限性。只要使用的 GPS仪器精度与等级控制测量精度相匹配,控制点位的选取符合 GPS点位选取条件,那么所布设的 GPS网精度就完全能够满足房产测量规程要求。
   1.2 GPS静态测量的作业方法
   1.2.1根据基线长度确定静态测量观测时间
   以拓普康 GPS为例,为达到测量精度要求,在进行静态测量时,可根据基线长度和接收机的类型确定观测时间(表 1)。
   表 1 根据基线长度确定的 GPS静态测量观测时间
  
   以上观测的成果质量易受锁定的卫星数量、作业环境及各种干扰因素影响。为保证获得良好的观测成果,应做到:
   (1)按相关的GPS规范要求选取观测时间;
   (2)新用户应尽可能适当延长设计观测时间;
   (3)单频接收机最好不要用于观测长度超过 15 km的基线 。
   1.2.2 外业观测
   (1)将 3台接收机分别在测站点上对中、整平;
   (2)接收机开机,跟踪GPS/GLONASS卫星的信号;
   (3)在外业表格上记录点号、仪器编号、天线高等信息;
   (4)接收机跟踪卫星稳定后,开始记录观测数据;
   (5)观测一定时间后,接收机停止记录观测数据;
   (6)接收机关机。
   1.3GPS静态测量特点
   在布设控制网方面,GPS静态测量较之常规方法具有以下特点:
   (1)测量精度高。GPS观测精度要明显高于常规测量方法,其基线向量的相对精度一般在 1/10000~1/100000000之间,这是普通测量方法很难达到的。
   (2)选点灵活、不需要建造觇标。GPS测量不要求测站间相互通视,不需要建造觇标,作业成本低,大大降低了布网费用。
   (3)全天侯作业。在任何时间、任何气候条件下,均可以进行 GPS观测,大大方便测量作业,有利于按时、高效地完成控制网的布设。
   (4)观测时间短。采用 GPS布设一般等级的控制网,每个测站上的观测时间一般为 1~2个小时。采用快速静态定位的方法,观测时间更短。
   (5)观测、处理自动化。采用 GPS布设控制网,观测和数据处理过程均高度自动化。
   1.4 实例及效果
   某房产基础测绘项目区面积 100km2 ,需要布设三等 GPS控制网。根据规范要求,点与点之间平均距离为 5km,现场踏勘后共布设 13个点,埋石、观测、数据解算共用时4个工作日。如果应用常规作业方法,以上工作量只能满足在控制点上建造觇标的要求,而且控制点成果精度会大大降低,返工率也会因为数据采集受人为因素的干扰而升高。
  2、GPS RTK测量技术应用于房产基础图测绘
   2.1GPS RTK测量技术的基本特点
   GPS RTK是指载波相位实时动态差分(Real—Time Kinematic)定位,是 GPS定位的最新技术。
   GPS RTK技术系统配置由基准站接收机、移动站接收机 2部分组成。基准站接收机设在具有已知坐标(地势较高处也可无已知坐标)的参考点上,连续接收所有可视 GPS卫星信号,并将测站的坐标、观测值 、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数 据链发送出去;移动站接收机在跟踪 GPS卫星信号的同时接收来 自基准站 的数据,通过 0TF(On The Fly)算法快速求解载波相位整周模糊度,获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。
   2.2 基准站的选定和建立
   基准站的安置是顺利进行 RTK测量的关键,选址时应注意:
   (1)避免在无线电干扰强烈的地区选址;
   (2)基准站站址及数据链电台发射天线必须具有一定的高度;
   (3)为防止数据链丢失以及多路径效应的影响,站址周围应无 GPS信号反射物(大面积水域、大型建筑物等)。
   2.3 RTK技术的作业方法
   (1)将基准站设在制高点上,控制点距离小于RTK有效作业半径的2/3倍。为方便对 RTK测量成果进行控制检核和避免出现作业盲点,在测区环境不良地区增加基准站。
   (2)施测第一个观测点为已知点,以检核第一个RTK测量结果是否精确。RTK测量前的检核工作很重要,它可以发现输入的控制点坐标、坐标系统、设置参数是否有误等问题。
   (3)由于接收卫星状况不良等原因而造成的盲点地区,应在盲点周围加测控制点,以便用全站仪补测。
   2.4 RTK技术的优点
   (1)作业效率高。在一般的地形地势下,设站 1次即可测完大约 6km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数,提高了劳动效率。
   (2)定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累。只要满足 RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内,RTK的平面精度就能达到厘米级。
   (3)降低作业条件要求。RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小,只要满足 RTK的基本工作条件,就能快速进行高精度定位作业。

关于基础测绘中的GPS系统测量技术探究相关推荐