在测量中的GPS测绘技术

摘要：随着科技的不断发展，GPS RST技术已经越来越被广泛的应用。本文通过对GPS测量原理，RTK简介以及GPS RTK测量仪器在各种测量中的应用（对GPS RTK用于地籍测量、公路测量、地质工程测量的应用）的分析，从而对在测量中的GPS测绘技术进行阐述。

关键词：GPS；RTK；测量；测绘技术

一、GPS测量原理

（一）GPS概念

全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)，又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆形轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和计时的需要。

（二）GPS系统的特点及构成

GPS系统拥有如下多种特点：全天候，不受任何天气的影响;全球覆盖(高达98%)；三维定速定时高精度;快速、省时、高效率;应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。GPS系统主要由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成。

（三）观测量的误差来源

在GPS定位中，观测量的误差来源主要有：第一，与卫星有关的误差；第二，与接收设备有关的误差；第三，与信号传播有关的误差；第四，其它误差来源。

（四）绝对定位原理

以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基础，确定用户接收机的点位可通过已知的卫星瞬时坐标进行，这就是利用GPS进行了绝对定位的基本原理。GPS绝对定位可以实现动态和静态的绝对定位。

（五）相对定位原理

利用GPS进行相对定位，可分为静态和动态相对定位两种。相对定位可以消除由于各种不同的因素导致系统性误差。

二、RTK简介

一种新的常用的GPS测量方法――RTK（Real - time kinematic）实时动态差分法。RTK能够实现在野外实时得到厘米级定位精度的测量。基于载波相位观测值的实时动态定位技术就是RTK定位技术，在制定坐标系中，测站点三维定位结果能够实时地被RTK定位技术提供。基准站将其观测值和测站坐标信息在RTK作业模式下一起通过数据链传送给流动站。采集GPS观测数据都是由流动站产生的，并对在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时厘米级定位结果将被给出，一共只需一秒钟的时间。无论是静止状态，还是运动状态，流动站都可处于任何一种中；也就是说，可以直接进入动态条件开机，也可先在固定点上进行初始化后再进入动态作业，并周模糊度的搜索求解需在动态环境下完成。

三、GPS RTK测量仪器在各种测量中的应用

（一）地籍测量的应用

在地籍测量应用中，要想测定每一宗土地的全界址点和测绘地籍图可采用RTK技术来实现，RTK技术使得有关界址点的位置能够实时的测绘，最终达到厘米级的精度，地籍图和房产图在测得数据处理后可以被及时的得到。常规仪器可用在卫星信号不好的地方，进行细部测量采用解析法或者图解法。界桩位置可以通过RTK技术实时地被测定，然后土地使用界范围被确定，计算用地面积，从而较轻松的进行地籍测量工作。

（二）公路测量建设中的应用

在控制测量领域中GPS测量得到了广泛的应用，它具有以下的优点：高精度和高效率。在公路工程中实时GPS测量可完成以下工作。

（1）绘制大比例尺地形图

一般情况下，在大比例尺带状地形图上进行高等级公路选线。传统的测图方法，首先要进行控制网的建立，其次，进行碎部测量，从而进行大比例尺寸地形图的绘制。其工作量较大，花费时间较长，速度也比较慢。如果测量时采用GPS RTK动态测量，获得每点坐标只需花费几分钟就行，碎部点的数据是由输入的点特征编码及属性信息构成的，在室内可由绘图软件完成。从而使得测图的难度大大降低了，节省了时间又节省了精力。

(2)工程控制测量

GPS建立控制网的最精密的方法是静态测量。对于大型的建筑物静态测量比较适合。实时GPS动态测量则被用于一般的公路工程的控制测量。这种方法可停止观测，使得作业效率大大提高。而通视对于点与点之间是被做要求的，这使得测量更加快捷了。

(3)公路中线测设

在大比例尺带状地形图上设计人员进行定线后，在地面需将公路中线标定出来。如果实时GPS测量被使用，那么只需在GPS接收机中输入中线桩点的坐标，放样的点位就会有系统定出。在这里，累积误差是不会产生的，因为每个点的测量的完成都是相对独立完成的，各点放样精度一致。

(4)公路纵、横断面测量

确定公路中线后，通过绘图软件，利用中线桩点坐标，即路线断面和各桩点的横断面就可以绘出了。测绘地形图时采集的数据都是被用在测量中，所以到现场进行纵。横断面测量是没有必要的，这使得外业工作大大的减少了。也可采用实时GPS测量进行现场断面测量。

（三）地质工程测量的应用

测量钻孔、探槽、剖面端点、地质点是地质工程测量中常见的工作。不停地搬站是常规测量很麻烦的一点，而且如果通视条件不好，则测站点就需要补测。而RTK测量仪器则不需要通视每个点，只需要有两台仪器，有一台仪器在基准站，而另一台仪器架在测点上，只需几分钟进行测量。用常规测量时，有时由于一个点就要浪费很多时间和精力。

参考文献：

[1] 张云志,. 浅谈GPS在公路测量中的应用[J].中国西部科技, 2009,(02) .

[2] 黄哓忠. GPS在城市控制测量应用中的几点体会[J].安徽建筑, 2006,(06) .

[3] 潘晖. GPS在工程控制测量中的应用[J]. 科技创新导报, 2008, (08) .