GPS測繪技術在工程規劃放樣中的分析

摘要：介紹了GPS 測量特點、定位原理、誤差來源及其影響以及在本地區規劃放樣采用的GPS-RTK 儀器進行具體項目的野外實施的作業流程；同時對GPS 測繪技術的優點進行分析。

關鍵詞：GPS 測量；規劃放樣；作業流程；優點

隨著GPS技術的日益發展，使用GPS進行測量的技術也逐漸增多，其應用范圍也日益擴展，在工程測繪中也有廣泛的應用。近年來對工程測繪使用GPS測量技術特點及現狀的研究越來越多。本文也為此進行了相關的探討。

1 GPS 測量原理

1.1 GPS 簡介GPS（global positioning system）即全球定位系統，具有性能好、精度高、應用廣的特點，是由美國建立的一個衛星導航定位系統，是迄今最好的導航定位系統利用該系統。用戶可以在全球范圍內實現全天候、連續、實時的三維導航定位和測速；另外，利用該系統，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位。

1.2 GPS 系統的特點全球地面連續覆蓋；功能多，精度高；實時定位；應用廣泛。觀測站之間無需通視；定位精度高；觀測時間短；提供三維坐標；操作簡便；全天候作業。

1.3 GPS 系統的構成全球定位系統（GPS）的整個系統由三大部分組成：空間部分、地面控制部分和用戶部分所組成。

1.4 觀測量的誤差來源及其影響GPS 定位中，影響觀測量精度的主要誤差來源分為三類： 與衛星有關的誤差；與信號傳播有關的誤差；與接收設備有關的誤差。①與衛星有關的誤差；②衛星信號傳播誤差；③接收設備有關的誤差；④其它誤差來源。

1.5 絕對定位原理利用GPS 進行了絕對定位的基本原理，是以GPS 衛星和用戶接收機天線之間的距離（或距離差）觀測量為基礎，并根據已知的衛星瞬時坐標，來確定用戶接收機的點位，即觀測站的位置。GPS 絕對定位方法的實質是測量學中的空間距離后方交會。它可以為動態絕對定位和靜態絕對定位。

1.6 相對定位原理利用GPS 進行絕對定位（或單點定位）進，其定位精度，將受到衛星軌道誤差、鐘差及信號傳播誤差等諸多因素的影響，盡管其中一些系統性誤差，可以通過模型加以消弱，但其殘差仍是不可忽略的。在相對定位的過程中這些誤差可得以消除或大幅度消弱。它可以分為靜態相對定位和動態相對定位。

2 建筑物規劃放樣的實施

在工程建設中，建筑物規劃放樣是將規劃部門規劃的建筑物的平面位置和高程按設計要求，以一定的精度在實地標定出來，作為施工的依據。對于我們本地區建筑物規劃放樣只要求平面坐標位置，高程由施工單位放樣。對一般工程放樣點位誤差為25mm 以內；對特殊要求的工程項目按設計圖紙明確的限差要求。

3 建筑物RTK 放樣的定義及原理

3.1 定義：隨著全球定位系統（GPS）技術的快速發展，GPS 動態

測量RTK（Real Time Kinematic）技術也日益成熟，RTK 測量技術因其精度高、實時性和高效性，在城市的規劃建筑物放樣得到了廣泛應用。

3.2 RTK 定位基本原理：它是實時動態（RTK）測量系統，是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合，是GPS 測量技術中的一個新突破。RTK 測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS 測量技術。

4 RTK 放樣方法和作業流程

4.1 收集控制點資料任何測量工程進入測區，首先一定要收集測區的控制點坐標資料，包括控制點的坐標、等級、中央子午線、坐標系等。

4.2 求定測區轉換參數GPS RTK 測量是在WGS-84 坐標系中進行的。而各種工程測量和定位是在當地坐標或北京54 坐標上進行的，這之間存在坐標轉換的問題。GPS RTK 是用于實時測量的，能夠立即給出當地的坐標，坐標轉換工作更顯重要。在計算轉換參數時，要注意下面兩點：①已知點最好選在四周及中心分布均勻，且能有效控制的測區。②為了提高精度，可利用最小二乘法選取了以上的點求解轉換參數。

4.3 工程項目參數設置根據GPS 實時動態差分軟件的要求，就輸入下列參數：當地坐標系（如北京54 坐標系）的橢球參數：長軸和偏心率；中央子午線；測區西南角和東北角的大致經緯度；測區坐標系間的轉換參數；根據測量工程的要求，可輸入放樣點的設計坐標，以便野外實時放樣。

4.4 野外作業將基準站GPS 接收安置在參考點上，打開接收機，將設置的參數讀入GPS 接收機，輸入參考點的當地施工坐標和天線高，基準站GPS 接收機通過轉換參數將參考點的當地施工坐標化為WGS-84 坐標，同時連續接收所有可視GPS 衛星信號，并通過數據發射電臺將其測站坐標、觀測值、衛星跟蹤狀態及接收機工作狀態發送出去。流動站接收機在跟蹤GPS 衛星信號的同時，接收來自基準站的數據，進行處理后獲得的流動站的三維WGS-84 坐標，再通過與基準站相同的坐標轉換參數將WGS-84 轉換為當地施工坐標，并在流動站的手控器上實時顯示。接收機可將實時位置與設計值相比較，指導放樣。

5 GPS-RTK 測量在工程規劃放樣中的優化經驗

5.1 可以很好避免全站儀測量時繁瑣復雜的分級控制過程，能夠很好克服測量點之間的通視問題，能減少一半的測量人員，從而節約大量工作時間、大幅提高測量工作效率。

5.2 測量成果相對精度高，質量可靠。點位范圍可以方便地控制在0.03 米之內，并且點與點之間誤差均為隨機誤差，不會產生累積誤差。同時定位系統可以全天候作業，不受視線通視影響。

5.3 可實時提供定位點的坐標及其點位精度，方便快捷，定位情況一目了然。

參考文獻

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