GPS测量技术在地籍基础测绘中的应用研究

摘 要：GPS测量技术为一项新的测量技术，它的技术含金量较高，定位精度可以达到厘米级，不但可节省工程测量时间，针对规模较大的工程测量，还可显著减少人力、物力投入。基于此，文章根据笔者长期以来的地籍测绘经验，探讨了在不同基础测绘作业中一般GPS测量技术的具体运用，并进一步分析基于CORS系统的GPS测量技术在基础测绘中的应用，旨在能为同行提供参考。

关键词：GPS测量技术；RTK技术；基础测绘；控制测量；地形图例测绘；基准站；

GPS测量技术具有诸多特点，例如，全天候作业、定位精度高及不间断性等。该技术的诞生及发展，让测绘技术及方式出现了较大的变革。如今，人们已成功把该项技术运用在诸多领域，比如工程测量，进而在更广的领域革新了测绘技术。

1、 GPS静态测量技术在地籍平面控制测量中的应用 

在地籍平面测量方面，对GPS测量技术的应用体现在对GPS静态测量技术的应用，其是借助GPS接收机开展定位测量的一种技术，一般用来构建控制网，是一种重要的GPS测量技术[1]。研究主要从静态测量模式、作业方式、GPS静态测量特点、实例与效果等方面进行介绍。

（1）静态测量模式。通常来讲，主要存在两种模式，即常规和快速测量。对于常规模式，选择两台GPS接收机，依次安置于基线两端，观测卫星，结合基线及测量级别，观测时长超过45 min。对于快速测量模式，指基于已知测站，通过设置一台接收机，将其当作基准站，跟踪全部卫星。对于这两种测量模式来讲，它们都能够用来构建平面控制网。通过GPS开展控制测量，点和点不彼此通视，在此基础上，也就防止了常规测量模式的约束性，换言之，也就是控制点位选择。仪器、测量精度彼此匹配，针对控制点位，它的选取符合点位选取要求，则所设置的GPS网准确度，就能够符合地籍测量标准。

（2）作业方式。首先，结合基线长选择观测时长。以拓普康GPS为例，为满足测量准确度要求，开展静态测量时，能结合基线及接收机种类，明确观测时间。具体而言：基线长度小于2 km的情况下，对于单频接收机，它的观测时长介于10 min至1 h，对于双频装置，它的观测时长介于2～10 min；基线长度介于2～10 km，对于单频设备装置，它的观测时长介于30 min至2 h，对于双频设备装置，它的观测时长介于10 min至1 h；基线长度介于15～100 km，对于双频设备装置，它的观测时长介于30 min至2 h；基线长度介于100～1 000 km，对于双频设备装置，它的观测时长介于2～6 h。上述观测成果质量，可能受诸多因素影响，其中包括作业环境、卫星多少等。为确保理想观测结果，通常情况下，需要做到这几个方面：根据标准要求，明确观测时长；对于新使用者，需要最大限度地合理设置观测时长；对于单频设备装置，应该避免使用在长度大于15 km的基线。其次，外业观测。把3台接收机依次在站点上整平；开机，对信号开展跟踪；在表格中记录有关数据，例如点号；跟踪趋于可靠后，对数据进行记录；在观测一段时间后，停止记录；关机。

（3）GPS静态测量特点。布设控制网上，相比之下，GPS静态测量技术具有以下特点。第一，精度高。相比于一般测量方式，GPS观测精度较高，对于基线向量精度，通常处于1/100 000 000～1/10 000的范围，这是常规测量方式难以实现的。第二，选点较为灵活，无须建造觇标，作业所需费用不高，显著节省了布网费用。第三，全天候作业。无论处于怎样的时间、怎样的气候，都能够开展GPS观测，极大便于测量操作，助于规定时间内、有效完成布设[2]。第四，观测所需时长短。通过GPS布设控制网，观测时间通常介于1～2 h。选取快速测量模式，观测所需时长更短。第五，观测、处理智能化。通过GPS布设，无论是观测还是数据处理，都高度智能化。

2、GPS RTK测量技术在地形测图中的应用 

在地形图测绘过程中，对GPS测量技术的应用主要是GPS RTK测量技术，其是指载波相位实时差分定位，属于GPS定位的最新技术。研究主要从GPS RTK测量特点、基准站选定和构建、RTK作业方法、RTK技术优势、实例与效果等方面进行分析，希望能为有关人员提供借鉴。

（1）GPS RTK测量特点。在GPS定位方面，GPS RTK属于一项最新技术。该技术系统配置包含两种接收机，也就是基准站及移动站接收机，如图1所示。对于前者，设于参考点之上，接收全部卫星信号，同时把坐标、跟踪情况与接收机运行情况等，基于数据链输送；对于后一种接收机，对信号进行跟踪，并且获取基准站信息，采取OTF算法，来对模糊度进行求解，掌握坐标、准确度指标[3]。

（2）基准站选取与建设。基准站布设，属于正常开展RTK测量的核心所在，在进行选址时，需要多加关注这几点：防止于干扰强烈区域选址；无论是选址还是发射天线，均需具备一定高度；为避免数据链出现丢失，与被多路径所干扰，站址附近应该没有信号反射物。

（3）RTK作业方法。第一，把基准站布置于制高点，针对工作半径，控制点距离不超过其2/3。为更好校核结果，以及防止发生工作盲点，在不良区域建设基准站。第二，把首个观测点当作已知点，对首个测量成果开展检核，判定是不是准确。在进行RTK测量之前，检核是相当关键的，它能够发现诸多问题，比如坐标是否准确、设计参数有没有存在错误等。第三，因为卫星状况不佳等因素，进而导致的盲点区域，应该在周围添加控制点，便于借助全站仪设备补测。

（4）RTK技术优点。第一，测量效率可观。普通地形，设站一次就能够测完6 km半径测区，显著降低了控制点数量及搬站次数，使得作业效率得到显著提升。第二，准确度有保障，数据稳定，不存在误差积累。仅要符合作业条件，处于适当作业半径范围，精度就可以实现厘米级。第三，降低条件要求。RTK被诸多因素的影响与约束不大，比如能见度与天气，在符合作业条件的前提下，就可以短时间内开展定位作业。第四，便于操作，处理能力显著。当设站时，开展简单设计，就能够同步获取坐标。数据保存、转换能力突出，可以便于和计算机通信。

（5）实例与效果。某测区工程中，基于三等控制网，设置一级控制点。结合标准要求，点的平均间距设成0.5 km，在通过勘察之后，一共设置456个点，埋石以及观测等一共耗用12个工作日。若采取常规作业方式，工期起码需要30 d。因为数据量多，工作环境较为复杂，返工率也将显著提高。

3、基于CORS系统的GPS测量技术在基础测绘中的应用 

相比于上述一般GPS测量技术，基于CORS系统的GPS测量技术，具有一系列显著优点，它是基于构建不断运行的GPS参考站，借助多项先进技术，如通信技术、卫星定位等，提供准确定位、实时定位的空间位置服务系统，有助于实现现代化、集约化的地球空间信息服务，属于不可缺少的基础设施。因此，文章对基于该系统的GPS测量技术展开分析归纳，探究CORS系统下GPS测量技术在基础测绘中的运用，为测绘作业提供更多的借鉴。

3.1 基于CORS系统的GPS测量技术

（1）CORS基本原理。对于CORS来讲，它是构建于较大区域，通过多个GPS参考站点所构成，这些站点的分布均匀，且长时间不间断运行，组建成参考站网，各个参考站都结合设计的采样率，进行长时间观测，通过信息通信系统，将所获取的信息传递到控制中心，随之就各个站点数据进行预处理与研究评价。

（2）基于CORS系统的GPS测量技术优势。第一，通过连续基站用户，能够达到实时观测，运用相当便捷，在很大程度上有助于提升作业效率；第二，GPS技术的运用范围获得了显著的延伸运用，覆盖面更广；第三，差异性服务客户，通过借助CPRS系统，能够提供有力的信息服务支持；第四，使用者无须再次布设参考站，实现了单机测量，成本价值突出。

3.2 在控制测量中的应用

以往在测量作业中所采取的三角及导线测量方法，都需要保证测量点间可以实现理想通视效果，既耗时又耗力，同时无法确保精度，当进行外业作业时，也难以第一时间掌握测量的具体效果。通过应用一般GPS测量方式，则在不同测量点间，不需要保证通视要求，对于不同测量精度需要都能够开展控制测量作业，但需要开展数据处理，难以符合实时定位需要，同时在内业处理之后才可以掌握精度，如果发生精度不够现象，则需再次测量。而借助GPS测量技术，进行控制测量作业，除了能够第一时间掌握定位信息，还能够实时获取测量精度，在此基础上，也就达到了全方位提高测量效率及质量。运用该项技术进行定位测量，通常情况下它的精度能够实现厘米级，因此，如今针对高精度控制测量，已大力推广基于CORS系统的GPS测量技术。

3.3 在地形测图中的应用

在地形测图工作中，针对工程施工项目给出相应的地形图例，采取一般的GPS测量技术，通常情况下要先开展控制点布设，而此类控制网一般是基于高级别控制网点，选择加密级控制网点，最后结合加密图与控制点来对地物点进行测量，获取地形点所处位置，并且按照既定符号及规律来绘成平面图形。而运用基于CORS系统的GPS测量技术，则能够针对控制点坐标，实现快速、准确测量[4]，还可以不设置多级控制点，有关人员通过流动站点，就可以明确相关的地理空间坐标，比如地形点。

4、结束语 

基于上述对GPS测量运用的探析可知，在地籍基础测绘方面，GPS测量技术具有一般测量方式难以实现的优势。但其也有着一定的不足：第一，被卫星状况约束，地籍基础测绘一般在城市中开展，卫星信号被遮挡较久，造成作业时间被约束，同时可能形成假值；第二，受空中环境影响，有时共用卫星不多、信号被电离层影响突出，因此初始化时长久，有的时候，难以实现初始化，也便难以开展测量；第三，数据量传输被干扰与约束，相比于标称距离，工作半径较小。对于数据链传输而言，可能受障碍物及信号源所影响，传输中衰减显著，对精度和半径造成影响。因此，当进行基础测绘时，需要结合实况科学应用GPS测量技术。