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Abstract: gps (Global Positioning System, referred to as the GPS) satellite positioning technology with the deepening and development of the concept of Digital Earth, continuous improvement, improve the hardware and software, with its all-weather, high-precision, automation, high efficiency characteristics to win the trust of customers. In this paper, the basic structure and principle of the GPS on the application of GPS technology in the field of earthquake rescue, mapping, analyzing the advantages and disadvantages of GPS technology.Keywords: GPS technology; Surveying and Mapping; application
中圖分類號:P228.4 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
GPS定位系統的組成及定位原理
GPS定位系統由衛星星座(空間部分)、地面監控系統(地面部分)、GPS接收機(用戶設備部分)組成。
GPS衛星星座由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。24顆衛星均勻分布在6個軌道平面內,這樣就保證了每個軌道面有4顆衛星,衛星離地高度20200km,軌道傾角為55°,各個軌道平面之間相距60°,在每一軌道平面內,各衛星升交角距相差90°,任一軌道上的衛星比西邊相鄰軌道上的相應衛星超前30°。
地面監控系統是整個系統的中樞,由5個監測站、1個主控站、3個注入站組成。主要任務是:收集、處理本站和監測站收到的全部資料,完成對GFS衛星信號的實時監測,向每顆衛星提供其編寫并播發的導航電文,包括衛星星歷(即一系列描述衛星運動及其軌道參數的數據)、衛星鐘差和大氣修正參數等。
用戶設備基本結構包括:主機、天線、電源組成,它的任務是捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號,并跟蹤這些衛星的運行,對接收到的GPS信號進行處理,以便實時測量出測站的三維位置,甚至三維速度和時間。
GPS定位原理,類似于傳統的后方交會。GPS衛星發射測距信號和導航電文,導航電文中含有衛星的位置信息,用戶使用GPS接收機在某一時刻同時接收三顆以上的GPS衛星信號,測量出測站點至三顆以上GPS衛星的距離并解算出該時刻GPS衛星的空間坐標,據此利用距離交會法解算出測站的位置。
GPS技術在實際工作中的應用
2.1 GPS在測繪、資源勘探中的應用
這是國內開展GPS定位應用較早的領域,現已建成連續運行的GPS觀測站30多個,其中7個納入國際GPS服務站(IGS)網,全國GPS二級網站布測534點,平均邊長約160km,從根本上解決了我國測量使用參考框架的問題,比傳統測量方法提高效率三倍以上,費用降低50%。與此相關的還有中國地殼運動觀測網,網中包括25個基準站、56個基本站、1000個分布在主要地震帶上的區域站,其數據處理結果為全國大地震活動趨勢分析提供了新的依據。除了較大范圍的GPS網外,我國很多城市還建立了很多小型的GPS網,用于地方建設服務。例如由天津市測繪院主建的VRS基準網絡,就是使用GPS實時動態的獲取監測數據,通過數據的處理分析,為天津市地面沉降分析、氣象預報等提供服務,此外,天津市為監測地面沉降量,特布控了GPS監測網,每年定期使用GPS進行監測,獲得各個監測網點的數據,為分析天津市地面沉降提供了科學的數據。
2.2 GPS在地震救援中的應用
以往定位功能對客運企業、物流企業而言,其主要用途是它可以便于企業實時獲取車輛運行位置、速度等運行指標,這些數據有助于其對車輛進行調度管理,配合良好的管理機制,可以很好的杜絕車輛超速、串線運營、違規運營等問題。但在四川汶川及青海玉樹地震期間同樣的定位功能卻可以拯救人們的生命。
汶川地震發生后,通訊中斷,道路阻塞,外界對震區的情況一無所知,在此情況下隸屬四川武警總隊的廣大官兵冒著生命危險,攜帶我國自行研制的“北斗一號”導航衛星終端機到達震區,陸續發回了各種具有位置信息的災情信息,從而使救援人員和決策者能及時掌握地震災害的程度及其空間分布,決定開展有效的救援和災后恢復。
例如,載有14名臺灣同胞游客的一輛大巴車在地震后與工作人員失去了聯系,接報后,成都網闊信息技術有限公司迅速啟動GPS定位系統查詢,僅用了不到30秒的時間,就鎖定了客車的具置。隨后,救援人員成功將這14名臺灣游客全部救出。另外一輛車牌號為川IR-18901的旅游客車,承載著42名學生和一名教師,也被困在離震中不遠的地方,借助所安裝的GPS,最后成功獲救。
隨著GPS技術的更新,它將在地震應急搜救的信息快速獲取、應急響應、救援決策、指揮、搜索與營救等救援行動的整個過程中,都有望發揮其強大的功能,從而為地震應急搜救提供堅實的技術支持。
2.3 建立工程控制網
工程控制網是工程建設、管理和維護的基礎。建立的道路勘探、施工控制網和隧道工程控制網等的網型和精度要求與工程項目的性質、規模密切相關。應用GPS技術建立控制網,通常采用載波相位差分技術,以保證達到毫米級精度。道路勘探、施工控制網,具有橫向很窄、縱向很長的特點。采用傳統的三角鎖、導線方案,多數需要分段實施,以避免誤差積累過大。采用GPS技術, 由于點與點之間不需要通視,可以敷設很長的GPS點構成的三角鎖,以保持長距離線路坐標控制的一致性。
2.4 在地形測量中的應用
傳統的地形測量是在測區內首先建立圖根控制點,然后再用大平板儀或經緯儀結合小平板法測圖,現在發展到外業用全站儀野外采集數據,內業利用成圖軟件成圖。這些方法都要求在測站上測地形、地物特征點,對通視要求很高,要求人員較多。若采用動態GPS測量,只要采用對中桿即可,則圖根控制速度快,對通視要求也不高,可以邊控制邊碎部。
2.5 在施工放樣中的應用
放樣主要是把圖上設計的坐標與高程在實地標定出來,它其實是測量坐標的一個反過程。以往主要采用全站儀放樣,一般至少需要兩人合作,且要求測站點與放樣點要通視才行,若不通視,還要進行轉站。若附近無控制點,則先引點。現在采用動態GPS進行放樣,只要把放樣的點坐標輸入手簿中,測量員背著GPS接收器,根據其顯示提示測量員走到放樣點位上,放樣像走路一樣輕松完成,當然,其精度也較高,各放樣點的誤差影響也是獨立的。
GPS技術在應用中的優缺點
3.1 GPS技術在應用中的優點
3.1.1測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點,使得選點更加靈活方便。
3.1.2 觀測時間短,定位精度高。采用GPS靜態測量時每個測站上的觀測時間一般在30~40min左右;采用動態測量時,只需將對中桿置于待測點一、二秒便可得出誤差為厘米級的三維坐標。
3.1.3自動化程度高,操作簡便。目前GPS接收機已趨向小型化和操作傻瓜化,觀測人員只需將天線對中、整平,量取天線高打開電源即可自動進行觀測,求得測點三維坐標。
3.1.4 利用定位技術,能快速確定具置的相關信息。
3.1.5全天候作業。GPS觀測可在任何地點,任何時間連續地進行,一般不受天氣狀況的影響。
3.2 GPS技術在應用中的缺點
3.2.1 在地下工程、隧道及高大建筑物區域或是距離基站太遠等,GPS出現盲區,初始化時間長或失鎖,影響測量速度或無法測量。
3.2.2 高程測量時應用GPS定位技術不能直接得到地面點的正常高,而只能得到大地高,確定地面點的正常高,必須要知道地面點的高程異常,這就限制了GPS技術在高程測量方面的作為。
前言
GPS技術起源于美國,是Global Positioning System的首字母簡稱,中文直譯名稱是全球定位系統。GPS技術由軟件部分和硬件部分組成,軟件指的是利用計算機編程技術開發出來的各種測量軟件;硬件包括環繞地球運行的通信衛星以及地面信號接收裝置。GPS的關鍵系統是衛星無線電導航定位系統,通過衛星對用戶區域進行掃描測繪,向用戶提供三維坐標、導航等服務。隨著技術的日漸成熟,GPS技術應經滲入到了我們生活中的方方面面,遠不局限于工程測繪。在工程測繪領域,GPS技術的重要性是不言而喻的。
1、GPS技術的基本原理
GPS技術的基本工作原理并不復雜,根據空間上的位置關系,我們可以將GPS技術分為三種組成部分:地球外空間軌道衛星、地面接收控制站點、用戶信號接收與發射裝置。下面根據這三個組成部分,來講述GPS的基本工作原理。
一般而言,一定量的地球外空間軌道衛星組成一個系統,將信號覆蓋到所用的用戶區域,當用戶有需求是,空間衛星發射導航定位信號。地面接收控制站點利用計算機對衛星收集到的信號進行處理,在將結果反饋到空間衛星。GPS用戶只需打開相應的接收終端設備,就可以收到處理好的信息,用于定位導航和測量等。
GPS技術的關鍵在于定位。按照定位方式的來分類,GPS技術可以分為絕對定位、相對定位兩種定位方式。不同定位方式在實際中的應用不同,各有其特點。相對定位依據的是空間幾何理論,已知測量點與三顆衛星間的距離,利用數學理論,通過三顆衛星的具置就可以推算出測量點的實際位置。而絕對定位,是依據具體的海拔數據、經度、緯度等信息,來確定測量點的空間坐標。這兩者定位方式,測量的精度都比較高,可以根據實際情況合理選擇。
2、GPS技術在工程測繪中的應用
現在經濟發展迅速,市政道路工程中也運用到工程測繪工作。工程測繪中運用GPS測繪技術有很多優勢,這也是它越來越多地運用到工程測繪中的原因。城市化公路建設當中,縱橫斷面設計需要對其從橫斷面進行測量,同時也要進行中樁放樣。在公路建設當中首先根據設計的坐標線路進行中樁放樣,之后利用水準儀進行抄平工作,以及測量線路左端面。以往中樁放樣主要用到的是全站儀,但GPS技術高精度日益發展,逐步取代了全站儀的放樣。為了解決這個實時性的問題,就運用到了GPS技術,通過精準的實時測量,進而避免了數據滯后無法準確定位的結果,從而推動整個測量過程的進程。
GPS測繪技術在工程測繪中運用有初、中、高級,初級主要是快速靜態或GPS靜態的方法建設成立沿線整體控制。中級主要運用在堤壩、閘門、渠道等場所,并且這些場所建設成立施工控制。高級主要是在工程測繪中運用RTK技術,也就是人們常說的實時動態定位技術。從而可以看出,GPS測繪技術在工程測繪中的發展機遇很可觀。其實有機遇就有挑戰,GPS測繪技術要抓住機遇,面對挑戰,做出相應的對策。
現在很多行業中都可以看到GPS技術的身影,其中運用最多的是工程測繪。我國著名的小浪底工程、三峽工程在工程測繪中都運用了此項技術。對于流動站的接收機來說,這樣可以更好地采集GPS觀測數據,還可以接收到基準站抓獲的信息,同時能夠及時處理系統內組成的差分觀測值,之后就可以計算出來自基準站和流動站的基線向量。GPS技術在水利工程運用也是很廣泛的,其中主要包括如下幾個方面:GPS的外業測繪,GPS的布網工作及其實時動態測繪方法的應用等等。
3、GPS 數字化繪圖
3.1數字化成圖
目前,數字化成圖技術主要有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法,主要設備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。具有以下的特點:
3.1. 1 測多用
如在一些綜合性較強的工程中需要對同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖,過去的平板測圖方法則需要重復工作,而數字化測圖則可以同時根據完成的地形圖繪制不同比例尺的多個地形圖,因為往往小比例尺包含了大比例尺地形圖測圖范圍。僅需先測大比例尺圖范圍,再補充小比例尺測圖范圍即可滿足各不同專業人員對不同比例尺的地形圖的需要。
3.1.2 精度高
數字化成圖系統在外業采集數據時,利用全站儀現場自動采集地形地物點的三維坐標,并自動存儲,在內業數據處理時,完全保持了外業測量的精度,消除了人為的錯誤及誤差來源,而且外業工作省略了讀數、計算、展點繪圖等外業工序,減少了作業人員,外業工效大大提高,時間縮短,直接生產成本大幅度下降。
3.2.采集數據
采集數據時,采集人員要準確應用地物代碼,以免在內業成圖時出現錯誤;在觀測開始時,相關工作人員需嚴格按照要求應對測站點進行檢查,跑尺人員應嚴格按照自動成圖的要求作業,確保能完整地描述地形地貌的特征點,必須通過繪制草圖來表明各個地物碎部點的屬性及相互關系,測量坎子時,要量取坎子比高,坎下也要進行地形點采集。當一個測區完成后,如果有必要可把數據備份。
3.3.、攝影測量
攝影測量本身而言,從測繪的角度上來看數字攝影測量還是利用影像來進行測繪的科學與技術;而從信息科學和計算機視覺科學的角度來看,它是利用影像來重建三維表面模型的科學與技術,也就是在“室內”重建地形的三維表面模型,然后在模型上進行測繪,從本質上來說,它與原來的攝影測量沒有區別。因而,在數字攝影測量系統中,整個的生產流程與作業方式,和傳統的攝影測量差別似乎不大,但是它給傳統的攝影測量帶來了重大的變革。
目前通過在空中利用數字攝影機所獲得的數字影像,內業使用專門的航測軟件處理,進行的航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法,在計算機上對數字影像進行像對匹配,建立地面的數字模型,再通過專用的軟件來獲得數字地圖。該方法的特點是可將大量的外業測量工作移到室內完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節的限制等優點。特別適合于城市密集地區的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大,如果一個測區較小,它的成本就顯得較高。但可以說是今后數字測圖的一個重要發展方向,未來社會要求的是可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。并且隨著全數字攝影工作站的出現,加上GPS 技術在攝影測量中的應用,使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。
4、結束語
隨著測繪技術的發展,GIS技術的提高、GPS技術在各種行業廣泛應用,現代工程測量必將朝著測量數字工程化的方向發展。大力開展數字化測繪技術的應用與研究將是測繪單位提升自身競爭實力和創造經濟效益的首要任
5、參考文獻:
[1]鐘飛.GPS在工程測繪中的應用[J].科技資訊,2011(12).
Abstract: this paper mainly introduces the GPS, especially GPSRTK technology in municipal engineering surveying and mapping application, according to different situations and meet in the specific problems and measures that should be adopted in the solution to a simple and clear in this paper.
Keywords: GPS; Technology; Surveying and mapping; application
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號
O.概論
GPS技術已成為最新的空間定位技術。該系統具有全球性、多功能、高效率、高精度的特點。在用于測量定位時,測站之間不要求相互通視.不受天氣條件的影響,同時可獲得三維坐標,因而使傳統的測繪控制布網方法、作業手段和作業程序發生了根本性變革。長期以來使用的測角、測距、水準測量為主體的常規測繪技術,正逐步被一次能確定三維坐標的、多功能、高效率、高精度的GPS技術所代替。
1.GPS在市政工程測量中的應用
GPS在市政工程測量中的應用幾乎涵蓋工程測量的各個方面,主要集中在:
•控制測量:依據一定數量的高等級控制點,建立測區測量控制網。
•全野外數據采集:測量地形地物點的三維坐標,記錄其屬性數據。
•快速精準實時地提供測量所需數據.配合圖板現場繪制白紙圖。
•工程測量放樣。
1.1市政工程測繪的目的和特點
市政工程建設主要以道路、橋梁、排水管線、園區場站等基礎配套設施建設為主。大比例尺帶狀地形圖的測繪是市政工程測量的主要內容和重要任務之一。測繪的主要目的是為規劃設計、工程建設、工程投資概預算、土地征用房屋拆遷、綠地利用、環境和文物保護等提供詳細的測量圖紙。所以,市政工程測繪對工程圖紙的要求更高:圖紙比例尺大(一般為:1:500和1:1000),內容豐富,信息含量大。測量環境復雜而多變,困難多難度大:要求時間短、速度快.圖紙質量精度高。
1.2 GPS在市政工程測繪應用中的幾種作業方
法在承接到一項測繪工程項目之后,應針對測區所在的地理位置和環境,合理選擇GPS的作業方法,會使測繪工作效率達到事半功倍的效果。
1.2.1利用GPS靜態定位技術進行首級控制測量, 用動態GPSRTK進行圖根控制加密,采用全站儀進行全數字化野外數據采集,成圖軟件電腦繪制電子圖的方法。
工程控制測量,控制網的建立精度要求高,用GPS建立控制網,最精密的方法是靜態測量。這種方法在測量過程中能及時獲得定位精度,多臺接收機同時進行觀測作業,大大提高了作業效率,并使后期工作更簡便宜行。需要注意的地方是,根據GPS的特點,控制點的布控一定要合理,站點四周應開闊,無大面積GPS信號反射物(大面積水域,無線電發射塔等),以防止數據鏈的丟失及多路徑效應產生。影響觀測成果精度。
l.2.2利用GPS RTK直接進行全野外數據采集.內業用數字化成圖軟件繪制電子圖的方法。
實時動態GPS RTK技術,電子手薄的應用,不僅滿足了動態、快速、高精度定位需要,而且是野外數據采集更加輕便靈活,數據記錄和存儲數據便捷有效。只要能接受到衛星信號的地方.GPS RTK就無所不能。利用GPS RTK直接進行全野外數據采集其特點是:1)無需進行各級控制點和圖根點的加密,僅僅依據一定數量的基準點通過坐標轉換,便可高精度、快速測定地物點的三維坐標數據,通過編碼還可以記錄其屬性數據。2)操作簡單、快捷方便效率高。在基準站設置完成開通后,整個系統只需一人持流動站接收機作業,另一人現場繪制草圖和記錄即可完成作業。另外,也可以利用同一基準站,同時設囂幾個流動站同時工作。這種測量方法比較適應于測區較為空曠開闊,地勢較為平坦的區域。影響GPS信號傳播和接收的因素少。
1.2.3利用GPS RTK放樣功能,配合圖板,現場繪制不同比例尺白紙圖。
這種方法僅適用于地面構筑物比較簡單,測量范圍較小的小型市政工程測繪。這種方法和用經緯儀配合小平板測圖的道理一樣。其具體做法是:外業時安置并設置好基準站和流動站,將規劃坐標通過RTK電子手薄編輯輸入到所建文件目錄中,開始測量時,用線放樣功能輸入測段起止點號,此時,電子手薄上會顯示所測量的地物點是在放樣起止點的連線上、還是在連線的左邊或右邊,以及該點到起點的距離及到起止點連線的垂距信息。利用RTK放樣功能測量出的這些信息,現場及時提供給繪圖員,繪圖員就可以依據所需比例尺現場繪制成圖。這種方法僅需兩人就可完成作業,成圖快效率高。
1.3 GPS RTK在測量作業中遇到的具體問題和解決辦法
任何一種先進的儀器設備都有其弊端,GPS RTK也不例外。其主要缺點是對測量環境要求苛刻。由于影響GPS信號傳播和接收的因素較多.實地測繪時又不能像控制布網一樣.可以對控制點周邊環境進行選擇,所以。用GPS RTK進行碎步點采集時,很難暢快淋漓的發揮其作用。另外,多路徑效應是GPS最難消除的誤差之一。消弱它的唯一辦法是選用較好的天線設備,仔細選擇測站,遠離反射物和干涉源。下面就GPS RTK測量中遇到的具體問題和解決辦法加以探討。
1.3.1測繪地物點處無接收信號時的測量方法
GPS RTK在測量中經常會遇到這樣的情況:測量地物時,流動站手持桿置于所測地物點上.RTK難以初始化,接收機接受不到信號或信號很弱.無法直接測量出其坐標位置。若等待接受信號。會耗時較多并影響作業效率。遇到這種情況,我們總結出了幾種方法可以有效的測算出其平面坐標。
1.3.1.1平移法(或稱借距法)
主要是針對矩形地物和線性地物。如樓房、圍墻等。以圍墻為例,要測出圍墻的位置.沿直圍墻兩端并垂直圍墻分別向同側平移出一段距離L,用RTK測出平移后兩端點的平面坐標,繪出草圖、做好標注即可。內業制圖時,再依據草圖平移回L米恢復原位,就可繪出該圍墻。
1.3.1.2延伸法
主要是針對點狀地物。要測出地物點A點的坐標,任選一點A1,量出A、A1兩點之間的距離L,并在A、Al的延長線上定出一點A2,然后.可用RTK測量出A1、A2兩點的坐標。有了A1、A2兩點的坐標和A、A1兩點之間的距離L(A、A1、A2三點在一條直線上 ,就可獲得A點的坐標。
這兩種方法都是將被測地物點借出一距離,在GPS RTK能夠接收到信號的地方,觀測其點位坐標,然后通過恢復和計算獲得待定點坐標的方法。
1.3.2測繪地物點不能到達時的測量方法
作業者無法到達要測量的地物點上,或者無法在所測地物點放置RTK接收機。如淹沒在水中的電線桿或煙囪等。遇到這類問題,采用交會法測量其坐標位置非常容易。其做法是:用RTK分別在兩個對準地物點方向連線上各采集兩個坐標點,每兩個坐標點連線交于地物點,有了這四個坐標就可獲得地物點的坐標,繪出其平面位置。
2.結論
隨著GPS系統的改進,硬件和軟件的完善,技術的成熟,GPS已被測繪界廣泛接受。特別是RTK技術在市政工程測繪應用中,正在發揮著巨大作用。在實際操作運用中.除了精度高、速度快、操作簡單外,還有以下優點:
2.1可以實現控制測量、碎步測量、工程測量放樣等測繪工作一步到位。
2.2可以實時提供檢驗成果資料,無需數據后處理。
2.3擁有不通視條件下遠距離傳遞三維坐標的優勢.測量誤差不累積。
引言
隨著全球定位系統(GPS)技術的快速發展,RTK(Real Time Kinematic)測量技術也日益成熟,RTK測量技術逐步在測繪中得到應用。RTK測量技術因其精度高、實時性和高效性,使得其在城市測繪中的應用越來越廣。實時動態測量技術,這是一種新的常用的GPS測量方法,是以載波相位觀測量為根據地實時差分GPS測量技術,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,是GPS技術發展中的一個新的突破,具有定點速度快,誤差不積累,節省人力,作業效率高等特點,廣泛應用于工程測量,地形測圖以及圖根控制等測繪領域。雖然RTK定位的測量精度可達厘米級,并且置信度可以達到99.9%,但RTK畢竟與靜態測量或快速靜態測量不同,RTK需要通過初始化過程在野外實時計算出整周未知數。由于初始化過程中存在各種誤差,例如數據鏈傳輸過程中外界環境電磁波影響產生的誤差甚至錯誤,實際觀測中有可能會導致整周未知數雖然求解出來了,但求解答結果不可靠或不正確,因此,和GPS靜態測量相比,RTK測量更容易出錯,必須通過對RTK測量成果進行質量控制,才能確保觀測到成果精確可靠。
1. GPS動態測量技術的工作原理
GPS動態測量技術(RTK)的基本工作原理可分為兩部分闡述。
1.1實時載波相位差分
眾所周知,我們在進行GPS定位時,會受到各種各樣的因素的影響,為了得到更精確的數據消除誤差源,必須將兩臺以上的GPS接收機同步工作,GPS靜態測量是將各個接收機獨立工作觀測,并使用處理軟件進行差分解算。在RTK測量單方面來說,仍然是差分解算,但這是實時的差分計算。所以說,兩臺接收機(一臺流動站,一臺基準站)都在觀測衛星數據,同時,基準站也通過接收機發射電臺,把所接收到的載波相位信號或載波相位差分改正信號發射出去;那么,流動站同時接收衛星信號和電臺接收機準站的電臺信號;在這兩信號的基礎上,流動站的固化軟件便可以實現差分計算,從而可以精確地定出基準站與流動站的空間相對位置關系。
1.2 坐標轉換
空間相對位置關系不是我們要的最終值,因此還有一步工作就是把空間相對位置關系納入我們需要的坐標系中。GPS直接反映的是WGS-84坐標,而我們平時用的則是北京54坐標系或西安80坐標系,所以要通過坐標轉換把GPS的觀測成果變成我們需要的坐標。這個工作有多種模型可以實現,我們的軟件采用的是平面與高程分開轉換,平面坐標變轉換采用先將GPS測得成果投影成平面坐標,在用已知控制點計算二維相似變換的四參數,高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型,利用已知水準點計算出該測區的待測點的高程異常,從而求出他們的高程。
2. RTK 測量技術的優越性
GPS 動態定位技術(RTK)是否能順利進行測量作業,其關鍵因素是無線電數據鏈電臺的本身性能、環境無線電的干擾情況、設備的架設、參考站的選址、發射天線的類型等等有著直接的關系。用GPS動態定位技術在測量方面的優點主要有以下幾點。
2.1 定位id精度高,數據安全可靠,無誤差積累。跟全站儀等儀器不通,全站儀在經多次搬站后,會存在誤差累積的狀況,搬的次數越多,累積誤差就越大,而RTK就沒有,只要工作條件滿足RTK的基本要求,且在作業半徑范圍內,RTK的精度不會發生變化,平面和高程的精度都能達到厘米級。
2.2 作業高效、方便快捷。在一般作業的地形形勢下,RTK作業半徑為10KM左右,大大的減少了設點需求和測量儀器的搬遷次數,且操作人員少,只需一人,坐標生成速度快,勞動強度低,成本低,效率高。
2.3 操作簡單,容易方便,處理數據能力強。只需進行簡單的參數設置,移動站便可邊走邊測得坐標或進行工程放樣。數據處理、轉換、輸入、輸出和儲存能力強,并能方便、迅速地與全站儀、計算機等進行數據通信。
2.4不受傳統測量通視條件的限制,RTK技術對兩點間的光學通視沒有要求,只要求滿足對天基本通視和電磁波通視,所以,跟傳統的測量比,RTK技術所受的外界條件的影響和限制相對來說要小很多,傳統測量因地形復雜、地物障礙等因素不能正常通視地區,對RTK來說,只要能滿足其基本工作條件,它都能進行作業。
2.5自動化、集成化程度高,測繪功能強大。RTK能使用各種測繪的內、外作業,流動站利用軟件控制系統,不用人工去操作就可自動實現多種測繪功能,大大減少了輔助測量工作,降低人為誤差,確保作業精度。
3. RTK測量技術存在的不足
RTK測量技術目前已經成為測量界最常用的工具。但是它并不是能勝任所有的測量工作,它也有很多的局限性,影響GPS動態測量技術主要有如下幾個方面:
3.1 高程異常問題
RTK作業模式對高程的轉換要求必須精確。但是我國現有的高程異常圖存在誤差,尤其是在山區,誤差更大,甚至在有些地區還沒有。這就加大了GPS大地高程轉換至海拔高程工作的困難,精度也變得不均勻。
3.2 數據鏈傳輸過程中的干擾
數據鏈傳輸過程中會受到障礙物和高頻信號源的干擾,在山區和城市樓房密集區數據鏈傳輸信號常會受到限制,使得信號在傳輸過程中大大衰減,嚴重影響到作業的半徑和作業的精度。
3.3多路徑效應的問題
多路徑效應是RTK定位測量誤差中最嚴重的一種誤差,在一般的情況下,多路徑誤差可達在1~5cm,而且多路徑誤差的大小會發生周期變化,一般以5~20min為周期。同時多路徑效應的問題也是GPS靜態技術所面臨的問題。
3.4檢測環境的影響
在中午電離層的干擾大,共用衛星數較少,GPS常會出現連接不到所需衛星的情況,故導致長時間不能初始化,有時還會直接導致不能進行初始化,進而不能進行動態測量。另外,RTK信號還受其他干擾源的影響,如電視臺、反射物、無線電發射站、微波站、高壓線等。
3.5受衛星狀況限制
在沒有足夠的衛星數的情況下,會影響RTK的初始化完成,在城市高樓密布區、高山峽谷的深處、密集森林區衛星信號會長時間被遮擋,嚴重影響到一天在中可作業時間,且還會導致失鎖現象。RTK測量還與數據鏈的性能及衛星的分布有關,并且測量的結果為獨立觀測值,缺乏兼容性和檢驗。
3.6初始化的時間
初始化是RTK系統能不能進行實時準確定位的最關鍵一步,在林區、山區及城市樓房密集區等地作業時,會有較多的GPS衛星信號被阻擋,故易引起衛星失鎖參考站的數據信號發生中斷,初始化的時間較長,有時還需要重新初始化,使得測量的精度和效率降低。
3.7電臺電量不足問題
RTK測量的精度和穩定性都不如及全站儀,特別是穩定性,這主要是因為RTK比較容易受數據鏈傳輸狀況、衛星狀況、天氣狀況影響的原因。在不同的RTK作業系統中,所測量的精度和穩定性也有較大的差別。
1 引言
GPS它的含義是:利用導航衛星進行測時和測距,以構成全球定位系統。GPS具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的精密三維導航與定位功能,而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此,GPS技術在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城市測量等測繪領域得到了廣泛的應用。
2 技術設計的一般原則
建立城市或其它局部性GPS控制網是一項重要的基礎性工作,而技術設計則是建立GPS網的第一步,是保證GPS網能夠滿足經濟建設需要,并保證GPS成果質量可靠的關鍵性工作。因此,必須科學地、嚴謹地作好這一工作。GPS網設計設計的一般原則包括以下幾個方面。2.1 充分考慮建立GPS控制網的應用范圍
對于工程建設的GPS網,應該既考慮勘測設計階段的需要,又要考慮施工放樣等階段的需要。對于城市GPS控制,既要考慮近期建設和規劃的需要;又要考慮遠期發展的需要;還可以根據具體情況擴展GPS控制網的功能,充分發揮GPS網和測繪工作在城市建設中的作用。2.2 采用分級布網的方案
適當地分級布設GPS網,有利于根據測區的近期需要和遠期發展分階段布設,而且可以使全網的結構呈長短邊相結合的形式。與全網均由短邊構成的全面網相比,可以減少網的邊緣處誤差的積累,也便于GPS網的數據處理和成果檢核分階段進行。分級布網是建立常規測量控制網的基本方法,因為GPS測量有許多優越性,所以并不要求GPS網按常規控制網分很多等級布設。例如,大城市的GPS控制網可以為三級:首級網中相鄰點的平均距離大于5km;次級網中相鄰點平均距離為1~5km;三級網相鄰點平均距離可小于1km,且可采用GPS與全站儀相結合的方法布設。對于小城市,分兩級布設GPS網即可。
2.3 GPS測量的精度標準
GPS測量的精度標準通常用網中相鄰點之間的距離中誤差表示,其形式為:
式中:σ――距離中誤差(mm);
a――固定誤差(mm);
b――比例誤差系數(ppm);d――相鄰點的距離(km)。
2001年實施的“全球定位系統(GPS)測量規范”將GPS的測量精度分為AA~E六級(見表1)。其中AA、A、B三級是國家GPS控制網,C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網,D、E級主要用于中、小城市、城鎮及測圖、勘測、建筑施工等控制測量。
在GPS網的技術設計中,應根據測區大小,GPS網的用途,來設計網的等級和精度標準。2.4 坐標系統與起算數據
GPS測量得到的是GPS基線向量,是屬于WGS84坐標系的三維坐標差,而我們需要得到的是屬于國家坐標系或地方獨立坐標系的坐標。為此,在GPS網的技術設計中,必須說明GPS網的成果所采用的坐標系統和起算數據,也就是說明GPS網所采用的基準。
GPS網的基準與常規控制網的基準類似,包括位置基準、方位基準和尺度基準。
當測區有舊的地面控制點成果時,應既考慮充分利用舊資料,又要使新建的高精度GPS控制網不受舊資料精度較低的影響。為此,應將新的GPS網與舊控制點進行聯測,聯測點一般不應少于2個。
GPS網的坐標系統應盡量與測區過去采用的坐標系統一致,如果采用的是地方獨立坐標系,一般應該了解以下幾個參數:
a.所采用的參考橢球體,一般是以國家坐標系的參考橢球為基礎;
b.坐標系的中央子午線的精度值;
c.縱、橫坐標的加常數;
d.坐標系的投影面高程及測區平均高程異常值;
e.起算點的坐標。
GPS網的位置基準,通常都是由給定的起算點坐標確定。方位基準可以通過給定起算方位角值確定,也可以由GPS基線向量的方位作為方位基準,尺度基準可以由地面的電磁波測距邊確定,或由兩個以上的起算點之間的距離確定,也可以由GPS基線向量的距離確定。2.5 GPS點的高程
為了得到GPS點的正常高,應使一定數量的GPS點與水準點重合,或者對部分GPS點聯測水準。為了便于進行水準聯測,且便于進行GPS觀測,提高GPS作業效率,GPS點一般應設在交通方便的地方。
3 GPS控制網的圖形設計
網的圖形設計主要是根據網的用途和用戶要求,側重考慮如何保證和檢核GPS數據質量;同時還要考慮接收機類型、數量和經費、時間、人力及后勤保障條件等因素,以期在滿足要求的前提條件下,取得最佳的效益。3.1 設計的一般原則
(1)GPS網一般應采用由獨立觀測邊構成的閉合圖形。例如三角形、多邊形或附和線路,以構成檢核條件,提高網的可靠性。
(2)GPS網點盡量與原有的地面控制網點相重合。重合點數應多于3個,以便可靠地確定GPS網與地面網之間的轉換參數。
(3)GPS網點應考慮與水準點相重合,而非重合點一般應根據要求以水準測量方法進行聯測。
(4)為便于觀測和水準聯測,GPS網點一般應設在視野開闊和交通方便的地方。
(5)為了便于用常規方法聯測或擴展,C、D、E級控制網點應有1~2個方向通視。3.2 GPS網的基本形式
根據GPS測量的不同用途,GPS網的幾何圖形結構,有以下三種形式。
(1)三角形網
三角網三角形邊是由非同步觀測的獨立邊所組成。這種網的幾何圖形結構強,具有良好的自檢能力,能有效地發現觀測成果的粗差,確保網的可靠性。經平差后網中相鄰點間基線向量的精度分布均勻。
這種網的主要缺點是觀測工作量較大,尤其當接收機的數量較少時,將使觀測工作的時間大為延長。因此,通常只有當網的可靠性和精度要求較高時,才單獨采用這種圖形結構的網。
(2)環形網
由若干個含有多條獨立觀測邊的閉合環所組成的網,稱為環形網。這種網的圖形結構強度較三角網差,其優點是觀測工作量較小,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(或稱間接邊)精度較直接觀測邊低,相鄰點間的基線精度分布不均勻。由于環形網的自檢能力和可靠性與閉合環中所含基線邊的數量有關,所以,一般根據網的精度要求,規定閉合環中包含的基線邊的數量。表2是相應于表1所列精度要求所提出的規定。
類級 A B C
閉合環中的邊數 ≤8 ≤10 ≤12
表2 閉合環基線邊數的限值
三角網和環形網是大地測量和精密工程測量普遍采用的兩種基本圖形。通常,根據實際情況往往采用上述兩種圖形的混合網形。
(3)附和線路和星形網
在GPS高級網中需進一步加密控制點時,可采用附和線路。為保證可靠性和精度,附和線路所包含的邊數也不能超過一定限制。
星形網的幾何圖形,圖形簡單,直接觀測邊之間不構成任何閉合圖形,所以檢驗和發現粗差的能力差。這種圖形的主要優點是觀測中只需要兩臺GPS接收機,作業簡單。它廣泛地應用于工程測量、邊界測量、地籍測量和碎部測量等方面,定位中采用快速定位的作業模式。
4 結束語
隨著科學技術的發展,傳統的測量方法正被日益發展的GPS技術所取代,控制網的布設方法越來越靈活、簡單。控制網布設方法應根據網的不同用途選擇采用,同時還要考慮接收機類型、數量和經費、時間等,這樣才能揚長避短,取得最佳的經濟效益。
參考文獻:[1]李延興.GPS技術研究新進展.天津:天津科學技術出版社,1996.
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[3]袁安存.全球定位系統(GPS)原理與應用.大連:大連海事大學出版社,1999.
[4]孔祥元.控制測量學(上下冊).武漢:武漢 測繪 科技大學出版社,1998.8
【關鍵詞】
GPS技術;測繪工程;應用初探;定位系統
進入21世紀之后,我國的GPS技術獲得了突飛猛進的發展,并且在社會各行各業中也得到了廣泛的推廣與應用,極大的促進了我國社會生產的進步與發展。尤其是在測繪工程領域,GPS技術極大的提高了測繪技術的精準度,并且在地籍和房地產等工程測繪中發揮了巨大的作用,進一步推動了我國測繪工程發展的進程。
一、GPS技術在測繪工程中的應用現狀
GPS又稱全球定位系統,是最新型的定位技術,主要包括空間、地面與用戶設備三部分,分別是GPS衛星星座、地面監控系統與GPS信號接收器。此外,GPS技術還擁有先進的測繪技術,準確性高、速度極快、適應性強、功能齊全,并且與計算機科學相輔相成,極大的提高了測繪效率。可以說,GPS技術的定位功能與測量功能是其在測繪工程中得以推廣應用的基礎條件。近幾年來,我國的GPS技術的日趨成熟,并在測繪工程中得到了普遍的推廣與應用。比如在市政道路工程、城市規劃中、地籍管理、房地產工程等測繪工程中都已離不開GPS技術。而且,GPS技術高精度日益發展,將逐步取代全站儀的放樣,從而通過實時測量進一步避免了由于數據滯后帶來無法準確定位的結果,提高了測繪工程的質量,有利于我國工程建設事業的健康快速發展。
二、GPS技術在測繪工程的具體應用
1、大地控制網點。
大地控制網又稱“大地網”,是高程控制網與水平控制網的總稱,通過導線測量、三角測量與高程測量、天文測量、重力測量的配合推算出大地控制網點的坐標,實現平面位置的基本控制。其次,再通過高程控制網與重力測量、天文測量相結合,進一步推算出水準點的高程,作為高程控制的基本依據。可以說大地控制網點測定工作測繪工程的基礎環節,是其他測量工作進行的前提條件。
2、地質測量方面。
地質測量在測繪工程中也起著至關重要的作用,其測量結果的質量直接決定著工程的成敗。而在地形測量中最為復雜的就是水下地形測繪,傳統的測量儀器是境外測距儀、經緯儀等,使用極其復雜,很容易受到自然環境的限制。而GPS技術采用光學定位、地面無線電定位、雙頻數字測深儀等先進的技術與測量儀器,不僅擺脫了自然環境的約束,還提高了地質測量的精準度。
3、野外觀測方面。
GPS技術在野外觀測方面也發揮著獨特的作用,主要體現在選點和觀測兩個方面。首先,GPS技術在選點過程中不僅可以兼顧前期的測量布控,還可以對后續測量進行精密的準備,此外避免了多路徑效應的產生和干擾信號現象的出現。其次,GPS技術在觀測過程中,可以在不同的觀測時段對衛星、天氣及實時經緯度進行詳細的記錄,從而為測繪工程提供更為精確的數據。
4、數據處理方面。
數據處理環節在測繪工程中至關重要,并且對數據的準確性、全面性、實時性有著極高的要求。GPS技術在數據處理方面主要分為觀測數據處理與測量數據處理兩個方面。首先GPS技術對原始觀測數據進行編輯與整理,并為計算分析提供可靠的參考數據。其次,GPS技術對預處理的數據進行觀測數據平差計算,從而為測繪工程相關數據的形成提供參考數據。
三、GPS技術在測繪工程應用過程中存在的問題與解決措施
雖然GPS技術在測繪工程中有著巨大的應用優勢,但是也存在一定的局限,尤其是我國GPS技術還有很大的提升空間。為此,下文將對GPS技術在測繪工程應用中存在的具體問題進行詳細的分析,并針對這些問題提出有效的解決措施。
1、提高工作人員素質。
GPS技術作為新時代的高科技,其正常運行離不開高素質的工作人員。然而我國大部分測繪工程工作人員對GPS技術的掌握不到位,尤其是資深的技術專家由于年齡問題對GPS技術更是所知甚少,這不僅不利于測繪工程技術的傳承與發展,也不利于GPS技術在測繪工程中的進一步推廣與應用。因此,我國應該建立健全測繪工程人員的培訓體系,提高其基礎工作技能。其次,我國要加大對測繪專家關于GPS技術知識的普及力度,進一步推廣GPS技術在測繪工程中的創新與發展,從而推動我國工程建筑領域的健康快速發展。
2、提高我國GPS技術。
目前,我國的GPS技術還存在很大的提升空間。比如在野外觀測應用中,由于點面與大積水面的距離不好把握,常常出現多路徑效應,此外,當選點高度達不到15度以上時可能會因為障礙物影響信號的接收與傳遞。而且,在野外觀測時,由于GPS技術在選點過程中對前后測量布控處理不當,往往造成觀測數據的不精確,嚴重的影響了測量結果。所以,我國應該積極地借鑒國外先進的GPS技術,并結合我國測繪工程發展的情況不斷地發展創新,從而進一步促進我國測繪工程領域的發展。
3、完善測繪工程模式。
目前我國測繪工程的流程還不夠完善,比如數據傳遞不及時,推算方式的滯后造成測量結果出現嚴重的偏差。因此我國還應該進一步完善測繪工程模式,建立健全數據模型,通過完善測繪工程的程序進一步充分利用GPS技術,充分發揮其精確度較高、時效性較強的優勢,從而進一步促進我國測繪工程質量的提高。
四、總結
綜上所述,近年來隨著GPS技術在我國測繪工程中的推廣與應用,我國的測繪工作效率與質量得到了極大地提升。但是不能否認,GPS技術在測繪工程中的應用依然存在嚴重的問題,有待進一步解決。因此,我國應該積極地借鑒國外先進的GPS技術,并且不斷地完善測繪模式與流程,提高測繪工作人員的綜合素質,從而進一步促進我國地質測繪工作與工程建設事業的健康快速發展。
作者:劉偉 單位:遼寧省第三地質大隊
參考文獻
[1]付敏.淺析GPS測繪新技術在建筑工程項目中的運用《.價值工程》,2014年18期.
【分類號】:TP317
引言:
隨著我國經濟的快速發展,我國企業也隨之發展壯大,而企業內部的車輛也是越來越多,隨之帶來的問題就是車輛多,車輛調度和使用分配難度大,車輛被盜次數增加,很多公司都沒有高效的車輛調度管理系統和安全有效的防盜報警措施;雖然很多汽車都裝有防盜系統,但僅為簡單聲光報警,一旦人與車距離過遠,報警就失去了作用。因此我們提出了一種可以有效解決以上幾個問題的一種系統,此系統運用當今的GSM/GPRS移動通信網絡作為傳輸媒介,GSM短信報警與傳統報警相比,具有報警距離不限,實時性高等優點,GPRS數據傳輸量大,費用相對低廉,可以節省運營成本,因此使用GPRS網絡傳輸車輛的GPS坐標,一旦系統判斷車輛被盜,還會啟動攝像頭模塊將偷盜者的照片以彩信方式發到監控中心,為警方破案提供有力證據,同時車輛啟動采用先進的指紋識別系統和矩陣密碼系統,進一步提高車輛安全性,如今酒后駕車司機越來越多,給司機本人和公司運營帶來很大風險,因此將此系統運用到車輛的監控防盜以及車輛調度管理中將是一個非常好的選擇。
1 系統主要構成及工作原理
1.1 系統主要組成部分
1.1.1 監控機
為防止一臺電腦發生死機,監控機由2臺電腦組成,監控機主要作用是將用戶的各種命令轉換成指令并發送給車載終端系統,并將終端系統的反饋指令轉換成數據顯示給用戶,同時實時顯示接收的各種數據。
1.1.2車載終端 車載終端主要由以下幾個部分組成
1)C8051F410單片機,它是本系統的核心處理器,負責系統的功能控制和數據處理。
2)GSM/GPRS模塊PT100,此模塊內置TCP/IP協議和MMC(彩信)協議,主要承擔短信發送、GPS坐標傳輸、盜車者圖像的上傳等功能。
3)GPS芯片采用瑞士U-BLOX第4代芯片,此款芯片靈敏度高,抗干擾能力強,定位精度高達2.5m,可以準確的為系統提供車輛的位置、速度、行駛方向等重要參數。
4)C1068攝像頭模塊,此模塊拍攝出的照片質量高達300萬像素,模塊將通過SPI接口與單片機進行通信,主要為系統提高盜車者圖像。
5)ZAZ-010指紋模塊,此模塊通過串口與單片機進行通訊,主要完成車主指紋的識別和車輛的安全啟動等功能。
6)K202酒精檢測模塊,此模塊通過SPI接口與單片機進行通訊,主要實現車主酒精檢測,防止車主酒后駕車。
1.2系統工作原理
系統中霍爾元件一旦檢測到車輛行駛,就會檢查指紋輸入或密碼輸入是否正確,如果正確則啟動GPS模塊,單片機就會接收GPS芯片傳輸的車輛坐標、速度等數據,把數據處理后,將數據通過串口發送給GSM/GPRS模塊,然后該模塊通過GPRS網絡將數據發送到監控中心以實現對車輛的實時監控,并且車載顯示屏可以實時顯示監控機下發的各項調度指令;一旦系統檢查指紋未輸入或者密碼輸入錯誤但車輛已經在行駛,就會判斷車輛被盜,此時會立即啟動攝像頭模塊C1068,然后單片機讀取攝像頭模塊圖像數據并把這些數據通過GSM/GPRS模塊以彩信方式發送給監控中心,同時實時傳遞被盜車輛的GPS坐標信息。如果系統檢測到車主酒后駕車,即使密碼和指紋輸入正確,也會自動閉鎖發動機,防止車主酒后駕駛。
2系統硬件設計
系統電源由充電電池和電源控制器組成,平時充電電池與汽車電瓶相連,系統由汽車電瓶經穩壓芯片穩壓后供電,充電電池處于浮充狀態,一旦汽車電瓶線被盜車者剪斷,則由電池供電,因此盜車者即使剪斷電瓶上的電源線系統依然可以正常工作。
3 系統軟件部分
軟件設計主要包括單片機與GSM/GPRS模塊、指紋模塊、GPS模塊、攝像頭模塊、酒精模塊之間進行數據通信,以下將主要介紹GSM/GPRS模塊、GPS模塊、指紋模塊的程序設計。
3.1主要程序流程圖
3.2 GSM/GPRS模塊程序設計
3.2.1 短信發送和接收程序設計
GSM/GPRS模塊啟動后,單片機發送AT初始化指令,一旦模塊收到短信指令,則觸發C8051F410中斷,C8051F410發送指令讀取短信,然后執行相應短信指令。
3.2.2 GPRS數據發送程序設計
GPRS數據發送只需要發送AT指令進入IP服務器,然后向GSM/GPRS模塊寫入數據內容,模塊就會自動發送。
3.2.3彩信數據發送程序設計
彩信發送程序需要將圖像數據每個字節拆成2個字符,然后向GSM/GPRS模塊發送建立圖片指令,將這些字符數據發送給模塊,然后發送“傳輸彩信”指令,并確認彩信發送成功。
3.2.4 GPS程序設計
GPS程序任務是從接收的GPS數據中提取經緯度坐標、車輛實行速度,數據格式是NMEA0183。
3.2.5 指紋模塊程序設計
指紋錄入模式時單片機發送指紋錄入指令,模塊錄入指紋,存入指紋庫,平時啟動汽車使用指紋搜索模式,系統將輸入的指紋與指紋庫中指紋比對,比對正確才能啟動汽車。
4 結束語
本系統通過指紋或密碼輸入來啟動汽車,安全方便靈活,并且內置酒精檢測模塊防止車主醉駕;如果汽車被盜,系統會把汽車的GPS坐標和盜車者圖像發送到監控中心。系統具有數據傳輸距離不限和抗干擾能力強和可靠性高以及實時性強和成本低廉等優點,因此具有很好的推廣應用價值。
Abstract: this paper introduces the types of operation, the GPS RTK operational methods and homework radius (work range), and in the villages and small towns construction surveying and mapping in the role. Expounded in engineering construction GRS RTK topographic map surveying and mapping of the planning before the function and compared with traditional methods of the advantages and disadvantages. In planning after the completion of the project adopt specific before the start of construction drawing the function of the red line lofting, until the final completion figure in surveying and mapping in the role.
Keywords: GPS RTK surveying and mapping town planning and construction
中圖分類號:P228.4文獻標識碼:A 文章編號:
1、GPS RTK
RTK (Real Time Kinematic)定位技術是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術,它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果,并達到厘米級精度。在RTK 作業模式下,基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數據鏈接收來自基準站的數據,還要采集 GPS 觀測數據,并在系統內組成差分觀測值進行實時處理。流動站可處于靜止狀態,也可處于運動狀態。RTK技術的關鍵在于數據處理技術和數據傳輸技術。目前和未來的發展有可能逐漸被網絡RTK替代以有的UHF電臺模式。
2、GPRS 網絡RTK技術
GSM(Global System for Mobile)是一種使用撥號方式連接的電路交換數據傳送方式,具有語音通話和數據交換的功能,我們平常用的手機通話就是GSM的語音通話功能,而手機短信就是GSM的數據交換功能。
GPRS 是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱,是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的分組數據承載業務(是在現有GSM網絡基礎上疊加的一個專為高速數據通信而設計的新的網絡)。GPRS充分利用了現有移動通信網的設備,通過在GSM網絡上增加一些硬件設備和軟件升級,形成一個新的網絡邏輯實體,手機通話繼續使用GSM,而數據的傳送便可使用GPRS,由于采用分組的方式傳輸數據,理論上最高數據速率可達171.2kbit/s,客戶可以在移動狀態下,在用手機通話的同時使用各種高速數據業務:包括高速電子郵件傳遞(帶有圖形等大型文件附件)、網上沖浪、訪問企業廣域網等業務。
WAP是"Wireless Application Protocol"(無線應用協議)的英文縮寫,WAP是無線Internet的標準,由多家大廠商合作開發,它定義了一個分層的、可擴展的體系結構,為無線Internet提供了全面的解決方案。簡而言之,WAP是一個移動上網的標準協議,就如用PC機上網的Internet的WEB協議一樣。
2.1 VRS是虛擬基準站(Virtual Reference Sta-tions)的英文縮寫,是目前RTK進行差分作業的一種虛擬參考站的技術,即用戶通過網絡發送VRS信息, 單機即可進行RTK作業。VRS正在改善著 RTK 定位的質量和距離,增強RTK的可靠性,并減少OTF初始化的時間。VRS技 術,可以在50Km左右時使RTK定位平面位置精度為1―2cm,并無需設立自己的基準站。其應用領域將逐漸涵蓋陸地測量、地籍測量、航空攝影測量、GIS、設備控制、電子和煤氣管道、變形監測、精準農業、水上測量、環境應用等諸多領域。
目前我國已建或建成VRS系統的城市:上海、武漢、東莞、天津、北京、成都、重慶、昆明、深圳。
2.2 GSM、GPRS、WAP的區別
GPRS與GSM系統最根本的區別是,GSM是一種電路交換系統,而GPRS是一種分組交換系統。GPRS特別適用于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸,也適用于偶爾的大數據量傳輸。我們可以將GPRS理解為GSM的一個更高層次,目前我們所說的中國移動的GSM網絡中同時加載了GSM與GPRS的兩大業務,只是GPRS更高級罷了,是中國移動所說的3G產品一個過渡,相當于2。5G。簡單舉例來說,就是GSM是用來進行語音通話的,而GPRS即可以語音通話,還可以視頻通話,更可以用來高速傳輸數據。
WAP的中文是無線應用協議,它與GSM、GPRS屬于不同的范疇,它的目的是將互聯網的豐富信息及先進的業務引入到移動電話等無線終端之中。打個比喻,GPRS和GSM都是馬路,而WAP是在馬路上的汽車。中國移動開通GPRS之后,WAP就行駛在GSM和GPRS兩條馬路上,而行駛在GPRS的馬路上可以提高數據傳輸速度。因此,現有WAP上的內容一樣可以通過GPRS進行瀏覽和應用。
綜上所述,現在網絡RTK的數據傳輸方式主要就是GSM與GPRS兩種(CDMA是與GSM相類似的一種數據傳輸方式,平常有廠家所說的WAP、VRS等都不是數據傳輸方式。
目前,GPRS作為GSM的一種更高形式,相對原來GSM的撥號方式的電路交換數據傳送方式,GPRS是分組交換技術,具有“實時在線”、“按量計費”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優點。
3、 GPRS 網絡RTK技術在村鎮建設的應用
通過多處實驗證明GPRS RTK 技術即網絡 RTK 技術可行可用的。我們單位于2010年7月新增賓得SMART8800雙星GPS 該型號機器支持雙星,即 GPS 和GNSS兩套衛星定位導航系統大大提高其定位精度和空間PDOP值大小,提高差分初始化速度。為提高其作業半徑我采用GPRS網絡RTK作業方法。
采用GPRS 網絡 RTK的作業方法使用3張USM卡。每月每張卡提供300M流量以滿足作業需求。GPRS網絡RTK的作業半徑一般平原地區在50KM-70KM。我單位轄區鄉鎮多數在這半徑范圍內完全可以滿足我們測繪的需求。
以往的傳統GPS RTK做法是到一個測區架設一次基準站。老方法中基準站的附件比較多,例如:天線、電瓶、電臺、腳架等,架設位置如果不是很好還會影響信號接收的效果。并且傳統UHF電臺天線方法分為高低2個頻段。高頻段工作范圍在平原情況下僅為20KM。
因為我們做具體規劃的地形圖測繪只要滿足規劃要求即可。工作性質上要求我們不可能一天僅對一個小的測區進行地形測繪,而是有時候可能對3到4個小的測區進行地形圖測繪。如果是在不同鄉鎮內、不同位置對這三四個測區用傳統的UHF電臺天線進行測繪的話可能花費很多時間用來架設基準站。
采用CORS(連續參考站技術)做法,將基準站架設在單位樓上,設置成GPRS作業模式后可以對以我單位樓頂為圓心50KM為半徑的范圍內進行測繪。由于東港地區地形比較平坦沒有什么高山所以信號的傳播方面沒有太多的影響,在該GPSR基站建立后,在東港地區周邊范圍50KM的地區進行1:1000的地形圖測繪、放線、竣工驗收,可以更加方便快捷,GPRS 網絡RTK發揮了很好的效果。
示例如下:
3-1-1.面積大于1平方公里的地形圖測繪
項目名稱:山城水庫地形圖測繪
山城水庫坐落于東港市前陽鎮長川村境內。該地區所測繪地形圖約4平方公里。該地區距離基準站15KM。大多數人會考慮其由于距離遠而造成的誤差問題,所以我們對該地區首先進行控制,該地區采用國家80坐標系3度帶投影該測區控制點是由3個2級點以快速靜態模式發展下來的。在測區范圍我們共計做了4個已知控制點每日測圖都對這幾個點進行檢查后進行測圖。用多點校驗的方法確保其滿足1:1000地形圖測繪的需求。工作日12天。對該地區的地形包括水庫水岸線范圍進行測繪平均日工作8小時平均日工作量為0.3平方公里若按圖幅計算平均一日1幅圖。其中由于GPS信號原因林區的測繪速度會很低不過在樹葉稀少的地方依然可以進行測繪。
方便簡潔的作業模式,簡單易學的操作方法。提高了我們的工作的效率,如用傳統方法或者是全站儀測圖來做則需要更長的時間來做。
3-1-2.面積大于1平方公里的帶狀地形圖
項目名稱:G201 及G201 至濱海公路帶狀地形圖
G201東港市長山鎮至東港市北井子鎮之間G201拓寬規劃用圖測繪。該地形圖采用獨立坐標系,1.5度帶投影,比例尺1:1000。其線狀帶寬200米即中線左右各100米以滿足規劃的需求。路線長約40公里約8平方公里的地形圖。其中G201兩側帶狀地形圖周圍房區較多,對于GPS來說房區是GPS的弱點。因此我們采用的是雙星GPS加上網絡RTK作業模式在保證精度要求的條件下我們將GPS桿升高到3.5M的位置以提高信號初始化的速度。超過房屋檐頭避免信號的遮擋并且能準確的測量出房屋角的位置及關系。有時采用GPS鋼尺配合作業對于4點房屋進行量寬。
同時采用編碼法對相應地物進行編輯節省了繪制草圖和記憶點號的時間。因為采用的編碼均為漢字,通俗易懂地反映了現場的地形要素。傳統方法與GPS結合體現出測繪的嚴謹。
3-1-3.線路工程施工放線
項目名稱:北井子鎮 椅圈鎮6萬6KV 輸電線路
北井子鎮距基站距離21公里(直線距離)車行距離30公里。信號良好。線路長3公里。該線路穿越地區大多是稻田,不過距離21公里的信號較長,我們使用1+2的GPS,對兩個移動站進行不同的配置:一個是GPRS模式的移動站,一個是傳統的UHF移動站。如采用傳統方法,在到21公里處UHF移動臺的信號完全丟失了單點解狀態。而采用GPRS模式的移動站則是固定解數據連2.0 PDOP 2.3可見衛星14顆 公用衛星12顆。說到衛星有人會問為什么我說到我收到了12顆共同衛星(正常的GPS衛星最多可看到的為11顆)。這就是雙星GPS的特別指出其能同時接受美國GPS衛星的信號也能接受GNSS俄羅斯格洛納斯衛星信號。原來使用傳統GPS效果很差,是因為有時間段的問題雖然雙星也有不過比較看強了很多也正是因為這個原因。
椅圈鎮距離基準站40公里信號正常,不過反映遲緩了。由于距離的延續其距離是上述地區的2倍但依然可以收到固定解。如何保證精度依然是在測區校正點。所以我的基站用遠是屬于架設在未知點上。如果考慮聯測的話有大網可以對下面鄉鎮進行控制的話可以提高我們的工作效率。方便檢查校對,對工程負責。方便自身工作。
3-1-4.跨海工程放線測圖中GPS RTK的應用
項目名稱:北井子鎮獐島村小學項目
該測區位于北井子鎮獐島村獐島,就是對外宣稱萬里海疆的第一島,該島位于黃海據基準站距離15公里。因為在去獐島之前對北井子鎮進行多次測繪放線所以該地區成為放心完成的實驗地區,所以在北井子鎮內點校正后對獐島內部小學進行放線工作。之前對控制點進行檢查后再進行的放線,在去獐島之前的時候還沒底的不曉得是否可以,后來事實證明可以。
項目名稱:鹿島地形圖測繪
對鹿島地形圖進行補測,由于鹿島面積比獐島的面積大所以需要做控制 。在島內進行測圖工作如果基準站放在單位樓上的情況充電等問題很難解決,因此我將基準站設置在鹿島山上,然后回到大孤山進行點校驗工作,然后在島內分布了6個也就是3對控制點,分別對島北側、南側和中間進行控制。將點引入后方便檢查后進行測量。
GPS擺脫傳統方法,無需通視,更方便了跨江跨河跨海工程控制網的組建工作。
3-1-5.住宅小區及廠房放線中GPS RTK的應用
項目名稱:前陽鎮泰陽佳城小區 前陽鎮陽光新城前陽鎮合馨園小區
泰陽佳城小區1期14棟建筑,合計建筑面積6萬多平方米。大約所需放樣點位30余個。傳統方法全站儀,首先是控制然后將各個點輸入全站儀后對其進行坐標放樣。而我使用GPS RTK時是將DWG格式圖上的點通過CASS提取出來經過以點號,X,Y,H 為順序的CSV格式文件直接導入PDA中,避免了輸入過程中按錯讀錯而導致的線位偏移。
項目名稱:前陽鎮 前陽村海珠煤業科技發展有限公司新建廠房
項目名稱:前陽鎮 榆樹村萬順汽車裝配有限公司廠房、辦公樓
上述2個廠區均為新建大型廠區 ,廠區面積都比較大。雖然海珠煤業是用全站儀進行放線的不過我在這里提到了因為驗線和竣工時候我們使用的GPS。萬順汽車裝配有限公司廠房辦公樓是完全依照圖上坐標進行放線落成的。
項目名稱 :孤山鎮宮屯村居民點地界放線
孤山鎮宮屯村位于基站直線距離55公里處信號正常,不過初始化速度緩慢大約2分鐘左右。同樣我在孤山鎮內校正點后對該地區進行放樣此時基準站設置在55公里外的單位樓上。
項目名稱:十字街鎮垃圾填埋場項目
該測區位于東港市十字街鎮赤榆村,地形山地同樣基站位于樓上依然對該地區進行放線工作。放線的原則是放完后再采集回去落到圖上。該測區離基準站距離15公里。
第四部分.總結
在村鎮建設中GPSRTK 起到了關鍵的作用,雖然它僅僅是一工具不過其真正的提高了效率。方便了我們的具體測繪工作,讓測繪也變成了及時性的工作。一個項目從最開始的地形圖測繪,到后來的放線、開槽驗線、竣工。可以貫穿了整個在我們村鎮建設測繪方面(具體對于規劃)的大部分工作。使用GPRS技術,解決了測區散 、測區大、測區不通視的難題。 有了GPRS 我們不怕沒有密林的山脈。只要有通信網絡有GPS信號兩者同時存在我們的狀態“固定的”。測繪房區我們的信號不再是“浮動的”。也不用害怕超過20公里信號是“單點的”。
參考文獻:
[1] 《GPS測量操作與數據處理》 魏二虎,黃勁松編 武漢大學出版社 2004年6月
[中圖分類號] P228.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-7-218-2
1GPS技術概述
1.1定義
所謂GPS(Global Positioning System)即導航衛星定時測距系統,也稱全球定位系統。它是美國國防部在1983年底建成的軍民兩用衛星導航定位系統,它通過定時和測距對空間交會進行定位,能為全球用戶提供三維座標、三維速度、時間信息。
1.2原理
GPS是將高速運動的衛星瞬間位置作為已知的數據,使用空間距離后方交會的方法進行計算,確定GPS信號接受機的位置。
根據這個原理,在地面上一點安裝GPS接收機,如果此時可以確定GPS信號到達接收機的時間為t,那么可以通過公式進行計算:
公式中:
x,y,z,Vto未知;
Di=cti(i=1,2,3,4);
di(i=1,2,3,4)是衛星(1,2,3,4)信號到達接收機所用的時間;
C為GPS傳播速度(為光速);
X,y,z為待測目標的空間直角座標;
xi、yi、zi(i=1、2、3、4)為衛星(1,2,3,4)在t時刻的空間直角座標;
Vti(i=1、2、3、4)為衛星(1,2,3,4)的衛星鐘鐘差,它由于衛星星歷提供;
以上四個未知可通過公式得到。
以上公式通過天上至少4顆GPS定位(為求精準,需要至少4顆以上)的信號,根據信號到達GPS接收機的時間差,算出自己距離衛星的位置,由于定位衛星的座標是已知的,所以通過該公式求出各種需要的數值。
1.3優點
1.3.1對地形沒有特殊的要求
GPS測量只需要三個條件:基準接收站(地面部分),它需要建立在已知坐標的參考點位上,該接收站只需要上空視野開闊,能連續接收可視的GPS衛星信號即可;GPS信號接收機(用戶部分),它需要安裝支持實時動態差分的軟件系統;信息數據鏈,它能將測站坐標、觀測值衛星跟蹤狀態、接收機工作狀態通過數據鏈的形勢發送出去。只要滿足三個條件即可完成測量活動。
1.3.2能精準測量
以基準接收站為圓心,GPS的精準度俏皮時以上觀測的結果通過計算,平面誤差小于1mm,它的精確度與紅外儀不相上下,距離基準接收站越遠,精確度越高。
1.3.3三維定位實現
GPS測量時,不僅能確定平面的位置,同時能測出該觀測站的高程。
1.3.4確定定位時間短
使用GPS進行定位,只需要在測定的點上站30-40秒左右,如果使用靜態定位方法,則可以達到20KM以內靜態相對定位,僅用10-15分鐘完成,如果進行RTK測量,流動站與參考之間的距離如果在150KM以內,則確定定位只需要1-2分鐘就能得到三維定位。
1.3.5操作方便
GPS的測量,只需要一名測量員即可完成操作,測量員主要安裝開關儀器、量出儀器的高、保證儀器的工作狀態,然后手持一部GPS接收機,其它測量功能全部由于儀器自動完成。
1.3.624小時全天測量
GPS的測量不受天氣的影響,在任何地點、任何時間都可以進行完成。
1.3.7應用廣泛
GPS定位系統已經應用到各行各業中,尤其在DGPS技術與RTK實時差分定位系統進一步發展,美國AS技術的解除,GPS測量的精度比以前更高,它廣泛應用在導航、實時監控、石油勘測、地質勘測、測繪與放樣等等需要精準定位的地方。
2GPS技術在測量中的應用
2.1GPS設置
2.1.1GPS基準接收站的選點
基準站要建立在適合接受信息的地方,比如視野開闊、上空沒有遮擋物、周圍沒有對電磁波接收有干擾的物體,比如其它電磁波物體的干擾,大面積水域的干擾等等。
2.1.2設置天線
天線的設置要求要設置對中、整平、定向、量測天線的高度等等工作。在進行靜態相對定位時,要將天線設立在三角架上,與原先設定好的標志中心直接對中,天線基座的圓水準氣泡要居中,天線的定向標志朝正北方,定向誤差要小于3-5度,測量天線高是指天線的相位中心到觀測點中心的垂直距離。
2.1.3設置GPS接收機
安置完基準接收站的天線,將GPS接收機先距離不遠的地方進行試測,確定電源、天線的連接電纜等都能正常進行,即可在特定的時間、地點打開電源,使用接受機實測。
2.2GPS測量
2.2.1測量任務
GPS的測量任務主要是捕匹敵GPS衛星的信號,對它發出的信號進行跟蹤、接收、處理,最后獲得需要的定位信息、觀測數據等。
2.2.2測量記錄
所謂的測量記錄分兩種,一種是手動記錄,它是由于觀測人員填寫,記錄的內容是GPS定位的過程和原始數據,這是對后續數據進行處理與驗證的重要依據,居然詳細、準確的填寫;一種是自動記錄,它是GPS接收機通過軟件進行計算或處理過的數據,測量人員可以隨時調用。
2.2.3測量校核
對測量出的結果進行校核是對測量的結果進行預期定位精度與保證測量質量的重要內容,在測量任務結束以后,對測量的結果必須按照相關的規定進行嚴格檢查、分析,通常來說,測量結果精度不高,與環視狀況不佳有關,如果出現測量精度不合格的數據要重新測量或者補測,比如選擇更好的觀測時間或者內業基準線等等,只有校核無誤,才可以進行數據處理。
2.2.4數據處理
數據處理的內容一般為預處理、平差計算、坐標系統轉換換(或已有地面網的聯合平差)。
2.3測量中的注意事項
2.3.1精度問題
在使用GPS進行測量時,必須跟蹤4顆以上衛星才能進行數據存儲,以免出現精度不夠。
2.3.2指示燈的問題
注意數據存儲燈的狀況,它表示數據存儲的情況,比如,慢閃則表示正在存儲數據,快閃則表示正在存儲數據,但是數據已經快到存儲的極限;燈滅表示存儲結束或存儲已達極限;電池的LED指示燈綠色表示使用狀況,黃色代表待用狀態,綠燈常亮表示電池量足夠,綠燈慢閃表示電量已到極限,黃燈慢閃表示電池壞了,燈滅表示無電狀況。
2.3.3數據處理的問題
對于測出的數據要即時導出,以免下次作業出現存儲卡不夠的現象,影響測量效率。
2.3.4精度問題
GPS雖然測量精準度很高,但由于它本身的特色也有其自身的局限,在選擇使用GPS測量以前要作好綜合考量。
中圖分類號:TB22 文獻標識碼:A
前言:近幾年來,全球定位系統(GPS)技術、RTK、CORS測量技術的不斷發展并且逐步應用到各行各業中。GPS技術在大地測量中的應用和推廣開啟了大地測量工作的新紀元,并發揮了巨大的作用。隨著GPS技術在大地測量工作中的應用推動了我國的城鎮化發展,使得大地測量工作逐步趨于自動化發揮在那,大幅度提高了大地測量以及大地管理工作的水平。
一、GPS 技術基本原理及特點
1.1、GPS 技術基本原理
GPS技術的工作原理是三角測量,使用的是距離交會法,是在全球范圍內進行的實時的定位、導航系統,是通過GPS定位衛星實現的。GPS使用的體制是多星高軌測距,基本觀測量去的是接收機與GPS衛星的距離。用戶站上的GPS接收機需要接受基準站上觀測到的數據,這就需要使用無線電接收設備,接收到數據之后就需對數據進行計算,計算過程應根據相對定位園林,計算結果應將用戶站的精度及三維坐標顯示出來。進行測算的前提是地面的GPS接收機能夠在同一時刻接收到三顆以上的衛星信號,此時就可以使用載波相位測量或者是位距測量的方法進行測算。進而測算出接收機接受衛星信號所需要使用的時間和距離,然后根據這些位置信息,把衛星到用戶的多個等距離球面相交后,就能夠獲得用戶的三維( 經度、緯度、高度) 數據坐標、速度以及時間等相關參數。
1.2、GPS 技術的特點
第一,使用GPS進行工程測量時測站之間不需要通視,這就為GPS技術在工程測量中的靈活性和方便性奠定了基礎。但在測量過程中應保證測站上空的廣闊,使得GPS可以不受干擾的接收衛星信號[1]。
第二,GPS技術具有高精度的定位。其測量精度可以和紅外儀的定位精度相媲美,這一優點更加突出了GPS在測量過程中的優勢。
第三,使用GPS技術進行工程測量時只需要很短的測量時間,如果是通過布置控制網進行測量時,只需要30-40分鐘就可以完成每隔測站的觀測;如果采用的是快速靜態的定位方法,在更短的時間就可以完成觀測。
第四,GPS技術在進行工程測量時可以提供三維坐標,這樣一來在進行測站的平面位置的觀察時就可以更加精確的確定觀測站的大地高程。
第五,GPS技術在進行工程測量時的具有很高的自動化水平,因此操作簡便。GPS技術已經發展成傻瓜式操作和小型機,在進行測量時觀測人員只需要進行簡單的操作就可以進行測量,GPS會自動處理數據并計算三維坐標[2]。
第六,GPS可以實現全天候的測量。該技術可以在任何時間、任何地點持續作業,并且不會受到天氣的影響。
二、 GPS 技術在大地測量中的應用
使用GPS測量技術在界定土地使用范圍的同時還可以進行土地位置、土地使用面的管理、土地的利用情況以及土地的審批等多種工作的量化管理。這樣一來就大大縮減了土地管理工作人員的工作量,并且有效的提高了工作效率,使得測量精度大幅度提高。大地測量工作應本著先整體后局部,先控制后碎部的原則進行。有效保證土地開發的統一性、整體性以及規模性是進行土地測量工作的目的。
大地測量作業模式包括以下幾種類型:第一種,常規靜態相對定位模式,這種模式在進行測量過程中便于網形的外業檢核,之后進行評差,來提高定位的精度使得大地控制網的建立更加簡單。第二種模式是 快速靜態定位模式,該模式具有較高的精度以及高效的工作速度,但也有其局限性,這是由于快速靜態定位模式不能將兩臺接收機的工作構成閉合模型,導致測量的可靠性大幅度下降,考慮到該模式的特點建議在建立大地平面控制網以及加密控制的和測量界址點等時采用;第三種模式是GPS―RTK 實時動態定位,GPS-RTK技術是一種實時動態的定位系統,是基于載波相位觀測值的基礎上進行的,采用RTK技術進行定位時,流動站需要及時的接收到已知數據和觀測數據,這就要求基準站接收機實時的傳輸數據。流動站接受到數據之后應及時進行整周模糊度的求解工作,在觀測到四顆衛星以后,就要實時的進行厘米級的流動站動態位置的求解過程[3]。由于GPS-RTK技術在進行測量時具有較高的精度因此在大地測量工作中得到了廣泛的應用和好評,為大地圖的繪制做好了基礎。
三 、GPS 在大地測量中的控制過程
3.1、GPS 大地控制網點的精度和密度
大地測量工作過程中,進行數據采集以及大地圖件的測繪工作的基礎是進行全測區的控制測量,同時,控制測量也是進行大地測量工作的首要任務。大地控制測量的范圍是大地區一級大地子區,測量的基礎應嚴格按照國家的等級點在進行大地控制網點工作時,強調其密度和精度的原因是為了服務于界址點,為土地權屬范圍內的特征點的測量工作做準備。
3.2、合理選擇基準站的位置
為了提高觀測的精度,并且不影響到流動站和基準站之間的數據通信,就必須選擇出合理、科學的基準站的位置[4]。比如說在沒有遮擋的開闊的高處以及較為明顯的平頂樓房的屋頂等滿足基準站設置其他要求的地方作為基準站的設置場所。
3.3、隨著基準站與流動站之間距離的不斷擴大差分定位的精度在不斷的降低,為了有效的解決這一問題,應均勻分布用來進行求解轉換的參數的已知點的位置。為了滿足高程測量的需求,應保證整個測區在已知點的覆蓋下。
3.4、大地測量技術
3.4.1、GPS RTK 技術
GPS RTK 技術是一種實時差分測量技術,該項技術的根據是載波相位觀測量。RTK技術的工作原理是在基準站上安裝一臺GPS接收機,用來連續觀測所有可觀測到的衛星,之后無線電傳輸設備為傳輸介質向流動站傳送實時觀測信息。與此同時,用戶站上的GPS接收機需要接受基準站上觀測到的數據,這就需要使用無線電接收設備,接收到數據之后就需對數據進行計算,計算過程應根據相對定位園林,計算結果應將用戶站的精度及三維坐標顯示出來。為了有效提高測量精度,準確定位,可以通過差分定位,將GPS定位中的信號傳播誤差、多臺接收機共有誤差和接收機有關的誤差進行虛弱和消除。
3.4.2、動態定位技術CORS及應用
隨著GPS技術的不斷發展,CORS技術使得GPS技術得以突破,CORS技術分為設備控制網、數據采集網、數據處理中心、定位測量等四大部分,通過四大部分來是實現數據終端的互相鏈接,使得數據專用通道得以形成。通過基站方式來實現CORS系統的連接。相對于GPS技術CORS技術可以方便用戶的觀測,大幅度提高工作效率;除此之外,CORS技術打破了動態的GPS技術,實現了動態觀測,使得數據監控系統更加完善,實現了動態事物的準確性,提高了作業的可靠性。除了使用方便之外,CORS技術還具備經濟型,測量過程中降低了成本,這是因測量過程中不需要設置物體參考點和數據鏈通訊方式。
3.4.3、VRSRTK技術
隨著GPS技術在測量領域的廣泛應用,在建立和加密測量控制網工程中GPS技術憑借其經濟可靠性收到了大力推崇和青睞。在大區域高精度實時定位過程中,VRS RTK技術作為虛擬參考站GPS定位技術得以廣泛應用。除了進行經濟實時定位職位,VRS RTK技術還可以作為基礎控制工程中的測量技術,用以更改GPS數據,同時可以直接聯測VRS RTK基準站的坐標。
4、結語
科學技術的不斷發展對于工程測量技術的發展既是挑戰又是機遇,科學技術的不斷創新帶來了現代測量技術的不斷推陳出新,在大地測量以及工程測量領域廣泛應用GPS、RTK、CORS等現代的數字化測繪技術,推動了測量技術的科學化以及自動化的發展進程。
參考文獻:
[1]張友銀. 淺談GPS測量技術及其在工程測量運用中的特點[J]. 中華民居(下旬刊),2013,09:307-308.