1、1基于 GPS RTK 在新农村控制网布设中的可行性分析摘要：本文以江西省抚州市金溪县石门乡里庄村为例，介绍了 GPS定位技术在新农村建设控制网中的应用，并对其进行了可行性分析，对当前我国新农村建设具有指导意义。 关键词：GPS RTK 数字测图 实时动态测量 1 概述 GPS 定位技术有三部分组成：空间部分，地面控制系统，用户设备部分。在导航、水下测量、军事、变形监测等众多领域有广泛的应用，给整个测绘行业带来了革命性的变化。RTK（Real-time kinematic）实时动态差分法，这是一种新的常用的 GPS测量方法，它能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时
2、差分方法，是 GPS应用的重大里程碑，在工程放样、地形测图、各种控制测量中带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。本文通过介绍 GPS RTK的工作原理与方法以及 GPS静态测量数据对新农村控制网布设可行性进行分析，并结合江西省抚州市金溪县石门村为例，介绍了 GPS RTK在新农村数字成图中的应用。 2 工作原理与方法 GPS RTK测量是将一台 GPS接收机和电台安置在基准站上进行测量，根据基准站已知点的坐标，计算出基准站到卫星的改正数，并有基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机在流动站进行 GPS测量时，2也能接收到基准站的改正数，并对其结果进行修改，实时地求出用户位置。GPS RT
3、K有一台基准站 GPS接收机，无线电数据链、一台流动站 GPS接收机三部分组成。实时动态相对定位（Real-time kinematic，GPS RTK）技术是以载波相位作为基本观测的差分技术，是将基准站采集的载波相位发送给用户，进行求差解算坐标。 在基准站上，观测所有卫星，有基准站已知坐标和各卫星地心坐标求出他们之间的距离 Rj： Rj=（Xj-X0）+（Yj-Y0）+（Zj-Z0）21/2 （1） 再求其伪距改正数：pj=Rj-pj0，通过基准站将pj 和 dpj发送给用户，用户在测出的伪距上加改正数，求出改正后的伪距： ppj（t）=pj（t）+pj（t）+dpj（t-t0） （2） 得
4、出载波相位观测方程： R+（N-N）+（N-N）+- =（Xj-Xp）2+（Yj-Yp）2+（Zj-Zp）21/2+dp （3） 由载波相位观测方程得出动态差分方程： -+（p+p）cTi-+（p-p） （f/c）Trt -+（p+p） （f/c）Ti -+（p+p） （f/c）Trt1 =-（f/c） （p+p）t+（f/c） （p+p）t1 （4） 根据上述用户已知位置，则上式中的（p+p）t1 变为零，3通过整理变换成为 c/f=（Xj0-Xi）/p-（Xj-Xi）/pXi +（Yj0-Yi）/p-（Yj-Yi）/pYi +（Zj0-Zi）/p-（Zj-Zi）/pZi （5） 当动态用户
5、和基准站同时观测了 4颗卫星时，可得到三个 值，列出三个方程，解算出在 T时刻的用户位置估计值的改正数，从而实现动态载波相位测量的目的。 式中，N表示用户接收机起始相位模糊度，N为基准点接收机起始相位模糊度，N为用户起始历元至观测历元相位整周数，N为基准点接收机起始历元至观测历元相位整周数；为用户接收机测量相位的小数部分，为基准点接收机测量相位的小数部分；dp 为同一观测历元各项残差其它符号相同。 3 GPS 在新农村数字测绘应用中控制网布设可行性分析 在新农村数字测图中如何快速精确地提供控制点直接关系着测量工作的进度和效率。采用常规控制测量因其内在缺陷，如：要求点间通视，费工费时，且精度不均
6、匀，已经不能满足现代测绘的需求，采用 RTK技术则能实时知道外业定位结果与定位精度，在作业效率上具有明显的优势，首先以江西省抚州市金溪县石门乡里庄村为例，验证 GPS在新农村数字测绘应用中控制网布设的可行性。 3.1 测区概述 某测区现状用地约 0.774公顷，居住户数 98户，总人口 330人，地势较平坦，地貌主要以丘陵为主，地形高低不平，村里基本农田较多，建设用地相对较少。 4在使用 GPS RTK 进行数字测图数据采集时，应做好测前准备工作，再进行勘察、选点、控制网布设，碎布测量等。进行控制网的布设是进行新农村碎部测量的重要工作。通过 GPS静态测量得到的数据进行分析，结果如下： 表 1
7、 经平差后得到的控制点的单位权中误差 rms（mm） 表 2 拟合后高程残差 表 3 处理后得到的拟合高程 从表 1中的 dx、dy 计算出的单位权中误差 rms均小于 1cm，满足限差要求，充分说明了控制网布设的可行性。通过表 2的高程残差得到的控制点的拟合高程和正常高程差值绝对值均0.1m，表 3拟合后的控制点的高程 Rms均在毫米范围内，通过以上分析，拟合后的三维坐标可以作为碎部测量的已知点，利用 GPS进行新农村控制网的布设完全可以。 3.2 外业碎部测量及注意事项 利用 RTK进行数据采集前，基准站和流动站的通讯设置应保持一致，注意将基准站放在通视、开阔的地方，防止信号遮挡，远离大功
8、率，在测量的过程中因农村地区密集，林木及高杆农作物分布面较大对信号产生的影响较大。另外，当站、点周围有大面积水域信号的多路径效应影响较大，使数据采集的质量大大降低。还有一个不可忽视的问题就是农村地区村舍分布具有密集及不规则的特点，对屋角进行数据采集时，由于高度角较大，对接收信号构成严重的威胁，对于这样的问题我们应将5基准站放在高处避免遮挡。如果效果不佳还可以配合全站仪进行测量。根据我们测量的数据通过 Cass软件进行内业成图，注意在绘制的过程中一定和草图进行对比，以免绘制错误。 4 结论 采用 RTK测图的方法比传统的方法优越，减少了人为的干预，自动化程度较高，很大程度上避免了人为误差，精度得到了提高，用这种方法可方便、高效、可靠地完成普通地形测量工作，具有常规测量仪器无法比拟的优点。可以摆脱“先控制，后加密，再测图”的组织工作模式，直接实施测绘，节省了费用，并提高了工作效率。限制了误差的传播，因此，保证了测图精度。不足之处：测量时出现错误不可以方便、及时地纠正，从而影响数字测图的质量与效率。 参考文献： 1刘基余，李征航，王跃虎，桑吉章.全定位系统原理及应用M.北京：测绘出版社，1995. 2李海鹏.GPS 在工程测绘上的应用与发展J.中国高新技术企业，2011（04）. 3徐绍铨，张华海，等.GPS 测量原理及应用M.武汉：武汉大学出版社，2003.
