浅谈GPS测量技术在房产基础测绘中的应用

浅谈GPS测量技术在房产基础测绘中的应用

陈浩

身份证：44122619900403xxxx

摘要：GPS(GlobalPositioningSystem)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，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。

关键词：GPS测量技术；房产基础测绘；应用领域

GPS是GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称,是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统,由空间的卫星(GPS卫星星座)、地面控制系统、用户的接收处理装置3部分组成。该系统具有性能好、精度高、应用广的特点,其应用领域正在不断拓宽,目前已遍及国民经济各部门,并逐步深入到人们的日常生活。近10年来,我国测绘等部门已成功地将GPS测量技术应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘查、地球动力学等多种领域,从而在宽阔的领域创新了测绘技术。

1GPS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45min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进行房产平面控制测量,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。

1.2GPS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)。

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:

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15km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。

2GPSRTK测量技术应用于房产基础图测绘

2.1GPSRTK测量技术的基本特点

GPSRTK是指载波相位实时动态差分(Real-TimeKinematic)定位，是GPS定位的最新技术。GPSRTK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OTF(OnTheFly)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)。

2.3RTK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。

2.4RTK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。

(4)操作简便，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置,就可以同步获得测量结果坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便快捷地与计算机通信。

2.5实例及效果

仍以前述测区为例，该项目区需要在三等GPS

控制网的基础上,布设一级GPS控制点。根据规范要求，点与点之间平均距离设计为0.5km,现场勘察后共布设456个点,埋石、观测、数据解算共用时12个工作日。如果应用常规作业方法工期至少需1个月。由于数据量庞大,作业环境复杂,返工率也必然会大大提升。

3结束语

通过以上对GPS测量技术应用的分析，可以看出GPS技术在房产基础测绘中的具有传统测量无可比拟的优势,但由于其技术特点,该技术也存在一定的问题。

受卫星状况限制。房产基础测绘主要在城市进行,卫星信号在高楼密布区被遮挡时间往往较长，使得作业时间受到限制，且易产生假值。

空中环境影响。中午时间卫星信号受电离层干扰大,共用卫星数少,因而初始化时间长甚至不能初始化,也就无法进行测量。

(3)数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小。RTK数据链传输易受到障碍物,如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰,传输过程中衰减严重,影响作业精度和作业半径。因此,在开展房产基础测绘工作时,应根据实际情况合理运用GPS测量技术。

参考文献:

[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用.武汉:武汉测绘科技大学出版社，2015.

[2]迟永坤.CSAMT法在深部铜锌矿体勘查中的应用.吉林地质，2016.

[3]李翾.齐立华.内蒙古东乌珠穆沁旗阿吉勒矿区铅锌多金属矿普查报告.武警黄金第四支队，2016.

[4]杨妮妮.用方向滤波法对CSAMT数据进行静态校正.物探化探计算技术，2015.