东莞市国土资源局大岭山分局 523820
摘要：地籍是土地管理工作的基础，通过对目标土地进行勘查得到目标土地的信息，这一工作就是地籍测量。随着新技术、新方法的不断出现，目前的勘查器械和理论已经显得落后。GPS 卫星定位技术测量误差小，不需要复杂的人工操作，在土地的测绘、确权方面具有广泛的应用前景。
关键词：GPS；原理分析；技术
1 GPS 定位原理
GPS 定位的基本原理是到达时间原理（TOA）。选择坐标已知的设备（地面控制站、定位卫星等）发出定位信号，在接收设备端接收到信号的同时计算出信号传输所经过的时间，结合信号传输速度（如无线电波速度等）可算出信号发射端与接收端间的直线距离。不同位置的信号发射设备将产生不同的方程，目标坐标同时满足这些方程，求解此方程组就能解得待测目标的空间三维坐标。
2基于 GPS 的地籍测绘技术分析
2.1平面控制测量中的 GPS 应用
利用 GPS 定位技术进行地籍测量，尤其是在平面测量当中遵循以下几点：
①是依靠国家测地籍准点，在实际测量误差控制范围内，通过适当的加密控制网点，依靠卫星定位技术布设用于地籍测量的控制网络，作为后续测量的基础，求出各点坐标，从而不断促进城镇地籍信息系统的建设以及城镇地籍管理的水平。
②是将求取的地方坐标转换成为参数，即合理选择控制网中的已知坐标的点，求得转换参数，为 GPS 动态测量做好准备。
③是从无线电信号的传输考虑，应该将电台架设到施测区域中制高点处，四周及对空开阔。
④是测量涉及的基站位置选定后，在基站点上架设接收机，完成设备的启动，并输入相关参数。机动定位端，相应的安排好设备的启动以及校正，试行初始定位。
⑤是存储并将实测数据传输，一般可通过数据处理中心，利用计算机进行自动处理。
2.2 地籍碎部测量中的 GPS 应用
传统的地籍外业测量施行时，一般采取由广域到细部测量的逐步细化施测的外业实地测量流程。但是随着 GPS 技术的发展，利用 GPS 快速静态模式来设置导线，成为一种高效率的选择。在变更地籍测量时，当原有已知点破坏较多时，可以选择GPS 快速静态模式来加密导线。但是，值得注意的是，观测时间应该在 15 分钟以上，同时应保证布网时有足够的起算点，且起算点分布要均匀。现在界址点解析测量法主要是全站仪极坐标法。采用 GPS 方法时，由于每个界址点的测量都是孤立进行的，没有检核条件，因而，建议每个界址点起码需要认真测定两次。
与地籍测量当中的传统测量方法相比，GPS 卫星定位测量方法具有八个方面的实用优势：
（1）测量误差小。已有实地测量表明，GPS 测量相对误差在 50 公里范围内达10-6，150 公里范围达 10-7，1000 公里范围达 10-9。近距离高精密度实地测量当中，根据长时间定位的所得数据的结算误差为 1mm，测量随着测距的增大误差优势越为明显。
（2）工作耗时少。GPS 技术的逐步发展提升，换算程序的升级，20 千米范围内定位耗时，通常不超过 18 分钟；测量点间距离有所减少时，相对的静态快速定位所耗费时进一步减少，测量定点坐标不会超过 3 分钟；若是使用动态观测法，接收机完成初始化测量后，可在任意点定位，单点定位不会超过 8 秒，利用此项特点可以提高外业测量效率。
（3）消除了通视限制。测点间能够互相目测是 TS 的使用条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆GPS 不再苛求，拓展了测点的取定空间。提高了方法的实用性，在定位卫星信号良好时首选使用。
（4）能获取空间坐标。GPS 卫星定位测量法在采集测量点的信息时，提供待测点的三维空间坐标数据。现在，GPS 方法的误差水平符合四等级测绘要求。
（5）使用容易。使用 GPS 方法人为干预较少。随着技术的不断提高 GPS 设备逐步精巧化，其体积大大减小使用越来越容易，按操作规程，启动 GPS 收发设备即可施测，通过坐标转换算法对测得的信号进行处理算出定位坐标。剩下的工作比如与卫星的对接、保持联系等都不需要人为干预。
（6）作业要求低。现在，GPS 方法用于测距定位工作不受时段的限制，不仅如此这方法对天气的施测要求也几乎可以忽略。
（7）应用广泛。GPS 方法在距离、速度侦测领域可使用，也可校对时间、导向。速度采集误差为 1dm/s，时间校对误差可控在毫秒级。
（8）低成本。一方面，随着 GPS 接收机价格的日趋降低，以及数据处理软件逐步完善，用于购买 GPS 设备软、硬件的费用非常低廉；另一方面，利用 GPS 技术进行地籍测量通常只需一名测量人员携带接收机即可完成，人为干预减少，使用简单，大大较弱了实际测量工作的负荷，节约了人力物力，在节省时间的同时工作量大为减少；并且各个测量点间不再要求通视，大大减少了测量点的标识耗费。因而采用GPS 作为地籍测量手段，可以大大降低测量成本。
采用静态卫星定位技术较传统测量方法虽然有了较大提高，如误差等级更小，可以替代传统方法进行高精度测量，但此方法所得定位数据换算需要在数据处理中心进行，不能控制整体测量误差。这在一定程度上降低了工作效率，也不满足地籍测量的现势性要求，阻碍了GPS 在地籍测量中的使用和推广。RTK 技术的出现，为解决这一问题提供了道路。
3 GPS-RTK 测绘技术分析
3.1 GPS-RTK 技术
RTK 定位测量方法在固定坐标处建立中心站，测量人员携带定位信号收发设备与中心站保持实时的联系，随时更新其所处点位的坐标信息。目前的实时定位测量方法，在建立合适的中心基站并确保其可靠性以后，施测人员只要携带定位收发设备（接收机较小巧，基本不影响野外行进），在事先制定好的测量点将设备固定一段时间（在卫星信号较好条件下仅从设备收发定位信号的角度来讲 2 秒钟就足够了），设置好定位参数，并将定位坐标数据进行记录或者直接发送存储到中心基站，中心基站会对传回的数据进行解算并回发坐标结果与定位精度信息。当误差符合测绘误差要求，就可以转移设备至下一个待测点。此方法的优点在于无线电的传输基本不受距离（比如 15km 以内）、地形地物阻挡的限制，对测量人员的数目要求最低，容易对测量的误差进行实时控制，大大缩减了测量工作对资源以及时间的耗费。
3.2 RTK 技术在地籍测量中的应用
（1）RTK 用于一级导线测量。传统方法对测量环境要求高，耗时较长，测量误差不稳定，实测时无法预知地籍成图是否准确。使用 GPS 测量方法进行地籍确权工作虽然精确度高，测量要求条件较传统方法有改善。不过不能直接得到最终结果，而且对误差的控制也是事后的，一旦测量数据没满足地籍测量规程就须重测。RTK 方法不超过 20km 距离定位误差限为 30mm，首级控制节点的测量误差限± 50mm，因而实时定位法的误差满足地籍测量要求。
（2）RTK 用于图根控制测量。确认 RTK 测量法满足首级精度后，可以将实时定位法推广到下一级节点的坐标定位。定位基本控制节点时，应在保证测量误差小于限定值的条件下实施定位。测量时可按照一定的顺序进行一次测量，然后按照相同顺序再进行一次测量，利用这一对定位数据的差异来构建精确度检验。
（3）在地测中的校验与使用。测点站开始施测之前，选择可参照点进行 RTK 定位，将定位坐标与此点预知坐标来比较，以确定 RTK 启动参数输入无误且定位设备工作正常与否，接收到的 RTK 定位信号换算为坐标存储到微机，通过制图软件标定控制点的具体信息，形成符合地籍规范的各种成品图并算出其面积。
4 GPS网络RTK测绘技术
固定基站网络实时定位法简称网络RTK，也称不间断工作的卫星定位信号系统CORS，能够克服 GPS-RTK 测绘方式的不足，逐渐成为 GPS 测绘应用的发展热点。借助固定基站网络、观测值处理站、信号递送网络、移动卫星定位站、 GPS 卫星系统五个组成部分，不同部分之间通过定位信号处理站链接为一个有机的整体，形成专用网络。网络 RTK 测量法集 GPS 理论、无线电传输理论、误差处理理论等于一体的新方法，代表了卫星定位技术升级的新方向。
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论文作者:邝桂兴
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：测量论文; 误差论文; 坐标论文; 技术论文; 信号论文; 方法论文; 设备论文; 《基层建设》2016年14期论文;