GPS系统在城市控制测量中的应用.doc

摘要：作为21世纪的一项高新技术，GPS系统因其方便灵活、易于普及推广，在导航、军事、气象领域得到广泛应用。本文介绍了GPS系统的组成以及在控制测量领域的应用，并以一个实例说明运用GPS系统开展城市控制测量的具体操作步骤。 关键词：GPS ?城市控制测量 ? 作为21世纪的一项高新技术，GPS系统能在全球范围内众多用户提供高精度、全天候、连续实时的三维定位、三维测速和授时，使用方便灵活、易于普及推广，在导航、气象等领域得到广泛应用，尤其是在城市控制测量中，改变了传统的测量作业方式，提高了工作效率，也带来了可观的经济效益。 1 GPS系统的概述 全球定位系统GPS(Global Positioning System)是美国从1973年开始筹建的，该系统可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。其主要有三大组成部分，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。将GPS用于测量的特点有定位精确，观测时间短，应用广泛，可全天候作业，操作简便，测站间无需通视等，因此广泛用于导航、气象、测绘、军事领域。 2 GPS系统在城市控制测量中的应用 地形测图是为城市、矿区以及为各种工程提供不同比例尺的地形图，以满 足城镇规划和各种经济建设的需要。地籍及房地产测量是精确测定土地权属界 址点的位置，同时测绘供土地和房产管理部门使用的大比例尺的地籍平面图和 房产图，并量算土地和房屋面积。 常规控制测量如三角测量，通常是先布设控制网点，依据加密的控制点和图根控制点，测定地物点和地形点在图上的位置并按照一定的规律和符号绘制成平面图，这种方法要求点间通视，费工费时，而且精度不均匀，外业中不知道测量成果的精度。GPS静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度地进行各种城市控制测量，但是需要时候进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，内业处理后发现精度不合要求必须返工测量。而用RTK技术进行城市控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度。RTK技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据及已知数据实时传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗卫星后，可以实时地求解出厘米级的流动站动态位置，这样可以大大提高作业效率，因此，除了高精度的控制测量仍采用GPS静态相对定位技术之外，RTK技术即可用于地形测图中的控制测量，地籍和房地产测量中的控制测量和界址点点位的测量。 地形测图一般是首先根据控制点加密图根控制点，然后在图根控制点上用 经纬仪测图法或平板仪测图法测绘地形图。近几年发展到用全球仪和电子手簿 采用地物编码的方法，利用测图软件测绘地形图。但都要求测站点与被测的周 围地物地貌等碎部点之间通视，而且至少要求2-3人操作。采用RTK技术进行测图时，仅需一人背着仪器在要测的碎部点上停顿一、二秒钟并同时输入特征编码，通过电子手簿或便携微机记录，在点位精度合乎要求的情况下，把一个区域内的地形地物点位测定后回到室内或在野外，由专业测图软件可以输出所要求的地形图。用RTK技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了控制测量的工作效率。 3 GPS系统用于城市控制测量实例 我们利用GPS开展了长春、吉林、四平地区的国家级C、D级GPS网的步设和测量工作。 3.1 技术依据 《全球定位系统(GPS)测量规范》(CH2001-92) 《长春四平测区、长春吉林测区GPS控制网技术设计书》 3.2 施测方案 3.2.1布网方法 选择对空通视条件好，图形强度高的98个点做C级控制点。并分别与国家B级及C级GPS点以原国家三角点，水准点联测。选择173个点做为GPS D级点，并分别与国家C级及D级GPS点以及原国家三角点，水准点联测。采用同步图型扩展方式进行施测，施测过程中保证复测大于200%。 3.2.2选用仪器 外业观测选用四台Trimble 4000SSI测地型双频GPS接收机。该机型标称 精度为5mm+1ppm。 3.3 操作规程和参数设置 3.3.1操作规程 到达点位首先应检查对空通视条件，15度角以上不许存在成片障碍物，应远离高压线，水面。距离铁路，公路应达到10m以上距离。 3.3.2参数设置 数据采样:15S 截止高度角:15度 观测时间:60min(D级网),90min(C级网) 3.3.3天线高量取方法 由标石中心量至天线缺口底部，间隔120度量取一次，三次互差小于3mm。 测前、测后各量取一次，取平均数作为天线高。 3.3.4对中方法 采用垂球对中，偏差不大于2mm，出测前应检查光学对中器与垂球对点差， 大于5mm应重新调校。 3.4 数据处理方法 3.4.1平差软件 采用Trimble公司GPsurvey软件包在台式机上进行。 3.4.2基线解算 解算星历:广播星历； 对流层延迟