1、本科毕业论文（20 届）GPS RTK 在地籍测量中的应用所在学院专业班级 测绘工程学生姓名指导教师完成日期GPS RTK 在地籍测量中的应用【摘要】进入 21 世纪，伴随着科学技术的迅猛发展以及国家的大建设大发展，测绘技术不断发展，测量的作业方式也越来越多样化，其中 GPS RTK 技术在其中发展是比较快的，其功能多、用途广、定位精度高、全天候、全天时等优点让测绘过程越来越简单-成果越来越精确。本文主要介绍了 GPS RTK 的一些基本原理、操作方法、技术特点、介绍了地籍测量的一些基本知识，GPS RTK 在地籍测量方面的一些应用，以及 GPS RTK 在地籍测量方面的应用实例。【关键词】G
2、PS RTK 地籍测量 应用实例目录1.绪论 .11.1 引言.12.GPS RTK 技术.12.1GPS 系统的组成.12.2GPS 的主要特点.12.3RTK 技术.22.3.1RTK 技术概念.22.3.2RTK 定位原理.22.3.3RTK 的优缺点.22.3.4GPS RTK 工作原理图.32.4GPS 定位原理.32.4.1GPS 绝对定位原理.32.4.2GPS 相对定位原理.33.地籍测量.43.1 地籍测量.43.2 地籍测量的特点.43.3 地籍控制测量.43.3.1 地籍控制网基本要求.43.3.2 地籍控制网类型.53.3.3 地籍控制网布网原则.63.3.4 首级地籍
3、控制网的布设.63.3.5 加密控制网的布设.63.3.6GPS RTK 控制测量.63.4 地籍碎步测量.64.GPS RTK 在地籍测量中的应用.74.1 静态 GPS 测绘.74.2GPS RTK 测绘.7 5. GPS RTK 在地籍测量中的应用实例.8结束语.9致谢语.10参考文献.1011 绪论1.1 引言GPS 是全球定位系统（global positioning system)的简称，是美国为了满足军事及民用部门动态三维导航的需要而研究建立的新一代卫星导航系统。被广泛应用于地面车辆跟踪、紧急救生、土地资源管理等各个领域。随着时代的发展、科技的进步，GPS 卫星定位系统在民用方面
4、应用的越来越广泛，这对进一步推动 GPS RTK 技术在地籍测量中的应用发挥着重大作用，随着 GPS 技术的不断发展，该技术已应用于地籍测量的各个方面，如：地籍控制测量，应用 GPS 进行地籍控制测量不要求观测点的通视，这样就可以让观测更为简便；地籍碎步测量，地籍碎步测量是地籍测量中不可缺少的，通过引入 GPS RTK 技术可以让观测结果更为直观，也可减少大量的人力物力财力；土地勘测定界，土地勘测定界是一项政府性的工作，特点是作业范围广，工作量大，有时是在野外作业，观测难度高，在这种情况下应用 GPS 技术进行测绘可以提高工作效率、减少工作量。随着国家的大建设大发展，GPS 技术会成为地籍测绘
5、中的主要技术该技术在现实生活中的应用领域也将越来越广。2.GPS-RTK 技术2.1GPS 系统的组成 1GPS 系统包括三大部分：(1)空间部分 GPS 卫星星座:GPS 工作卫星及其卫星星座 由 21 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星组成 GPS 卫星星座，记作（21+3）GPS 星座。(2)地面控制部分 地面监控系统:GPS 地面监控部分由卫星监测站、主控站和信息注入站三大部分组成，各部分在具体应用中都有相应的功能和任务。（3）用户设备部分 GPS 信号接收机：用户设备主要由接收 GPS 信号的各种硬件设施和用来内业处理的各种软件设施等组成。图 2-1 GPS 系统的构成22.2GPS
6、的主要特点从 20 世纪 70 年代发射的第一颗 GPS 实验卫星到现在，人们通过该系统进行了很多的研究，该系统的优势和特点表现在以下几个方面：（1）功能丰富，用途广泛GPS 系统不但能够应用于测绘领域、交通管理领域，还可以应用于航空航天领域等等。（2）定位精度高 GPS 系统可以连续实时地为用户提供目标的三维信息，其精度如下表：表 2-1 GPS 的精度表(3)实时定位 应用 GPS 技术进行定位导航，可以较为精确地得到运动目标的各种位置信息和时间信息。这样，不但可实时确定运动目标的准确位置，也有助于人们出行时选择最佳路线，同时为军事上动态目标进行精确地定位导航。2.3 RTK 技术2.3.
7、1RTK 技术概念：根据载波相位差分技术为测站点测出在指定坐标系中的位置三维定位技术 2 。2.3.2RTK 定位原理RTK 定位原理是通过放置在不同位置的两台接收机，然后在其之间进行一系列的操作以及加装一些设备，把两台独立的接收机连接成一个有机整体；基准站会将接收到的数据和基准站的所在点位坐标和天线高度通过无线电系统传输到流动站；流动站在观测的过程中可收到卫星发射的信号和基准站发送的信息，并进行数据处理：将基准站的载波信号与自身接收到的载波信号进行差分处理，在此过程中输入各种相关参数，就可以得到未知点的坐标。其定位原理如图 2-2图 2-2 RTK 定位原理2.3.3RTK 的优缺点优点：a
8、. 使用 RTK 技术进行测绘时,对通视要求不高，可以直接进行测绘。3b. 测绘操作简单，一个人就可以单独完成相关的测绘工作。c. 在进行地籍测量时，定向工作可以省去，在连接相关网络和蓝牙后就可直接开始进行数据采集，节约了大量人力物力财力。d. 所测的点位可以在屏幕上很直观的显示。缺点：a. 受天气等自然条件影响大，特别是在阴雨天气、云层较厚的时候，信号接收会受到很大的影响。b. 在测点附近有手机、汽车或者有其他干扰信号的的物体时也会受到影响。c. 在大面积水域或有玻璃等反射物时会产生多路径效应，会干扰信号的接收。d. 在城市等建筑物密集等地方，信号容易被建筑物等物体遮挡，使其在使用过程中受到
9、条件约束。2.3.4GPS RTK 工作原理图如图 2-3图 2-3 GPS RTK 工作原理图2.4 GPS 定位原理 1GPS 定位原理分为绝对定位原理和相对定位原理。2.4.1GPS 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，通过已知卫星的瞬时坐标，确定接收机天线所对应的点位，也就是观测站的位置。如图 2-44图 2-4 GPS 绝对定位2.4.2GPS 相对定位原理;通过利用两台 GPS 接收机，将它们分别安放在基线的两端，在同一时间观测相同的 GPS 卫星，来确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量。如图 2-5图 2-5 GPS 相对定位3.地
10、籍测量3.1 地籍测量：地籍测量是为了得到和表达地籍信息所进行的测绘工作。该测量的主要任务是对土地及其地表上附着物的位置，权属界限，类型，面积等进行测绘。3.2 地籍测量的特点：地籍测绘虽然是测绘的一种，但它不同于其他测绘，最大的不同方面体现在凡是涉及到土地及其附着物权力的测量都可视为地籍测量，具体表现在以下两个方面： 1.地籍测量是一项基础性的政府主导的测绘工作； 2.地籍测量为国家的国土资源管理提供了精确，可靠的参考系统。 3.3 地籍控制测量 3地籍控制测量是依据界址点和地籍图的精度要求，根据所测区域范围的大小，测区范围内现有控制点数量的多少和等级等情况，根据测绘的基本原理和各方面要求进
11、行一系列的设计、选点、埋石、野外观测、数据处理等。3.3.1 地籍控制网基本要求精确性地籍控制网的精确性是指必须要保证地籍控制网成果的精确可靠，能够为地籍要素测5绘提供精密、正确的结果。连续性为确保所测区域与国家控制网的统一性，测区的网点应与测区已有的国家高级网点相连接。稳定性在布设控制网的过程中，不仅要满足当前测量所需的要求，而且还要尽量做到在以后其他工程需要时能为其服务，这样就可以节省大量的人力物力财力，避免因为需求变化导致地籍控制网的重布或重测，所以我们需要改变地籍控制网的精度和密度被某些因素所限制的现状，建立一个能在以后的工作中保持稳定的基准。3.3.2GPS 地籍控制网的类型 GPS
12、 地籍控制网常用的布设形式有：点连式、边连式、边点混合连接式。（1）点连式：点连式是指仅通过一个公共点将两个相邻同步图形连接在一起。因为点连式布网几乎没有非同步图形闭合条件，这样就可能导致网形的几何强度不高，可靠性也低，所以在布网时一般都不单独使用 4。如图 3-1 所示：（2）边连式： 边连式是指两个同步图形共同使用一条边，这样布设有较好的几何强度。与点连式进行比较，在拥有同样的仪器个数下，观测时段数就会大大的高于点连式。如图2-2 所示：（3）边点混合连接式：边点混合连接式就是将点连式与边连式两者的优点集结在一块组成的一种布设方法 5，如图 3-3 所示。混连式是实际作业中最为频繁使用的布
13、设方法，这种方法不仅可以确保 GPS 网的几何强度，提升可靠指标，而且可以使外业的工作量，强度和测量成本得到大幅降低。图 3-1 点连式网形图 3-3 边点混连式a）b63.3.3GPS 地籍控制网的布网原则在现实的测绘过程中，应根据测区的具体情况选测适合的控制网。但是，不管布设成哪种形式的网形结构，以下几点都是我们在实际测量过程中应该注意的布网原则：1.“步步有检核”，GPS 网通过独立观测边构成闭合图形，因为自由基线不具备构成闭合图形的条件，不能发现粗差，所以 GPS 网中不能有自由基线，这样可以尽量避免粗差的出现，增加检核条件，提高网的可靠性。2.GPS 网要根据每个点独立设站观测两次或
14、两次以上的原则来布设控制网，这样布设的网精度和可靠性可以大大提高。3.GPS 网和地面网要有两个或两个以上的重合点，因为两网之间要进行坐标的相互变换。4.在实际布设的 GPS 网中，基线类型不能太多，这样不利于发现粗差。5.GPS 点应根据测区实际情况选择施测条件较好的点。3.3.4 首级地籍控制网的布设因为考虑到城市建设的长期性，首级地籍控制网要保证能够在较长的一个时期内使用，因此首级地籍控制网布设的范围应要尽量能够满足中长期的城市规划需要。根据现今科技的发展，首级地籍控制网应优先使用 GPS 网进行布设，GPS 控制网划分为 A、B、C、D、E五个等级，因为等级不同，所以对各误差以及对边长的要求也不同，具体要求如下表：表 3-1GPS 等级网表 3-2GPS 各等级网中对边长的要求3.3.5 加密控制网的布设测量分类 固定误差 a(mm) 比例误差 b(ppm) 相邻点距离（km）A 5 0.1 1002000B 8 1 15250C 10 5 540D 10 10 215E 10 20 110级别项目 A B C D E平均距离 300km 70km 1015km 510km 0.25km
