摘要：本文在介紹了GPS技術特點及測量方法的基礎上同時也對在城市規劃測量應用進行了分析。

　　關鍵詞：GPS- RTK技術 測量 應用

　　Abstract: This paper introduced the GPS technology characteristics and measuring methods based on the same time measurement applications in urban planning analysis.

　　Key words: GPS-the RTK technology; measurement; application

　　中圖分類號 : P228.4文獻標識碼： A 文章編號：

　　引言：

　　隨著改革開放的新形勢，城市化進程的加快，城市測量有了很大發展，城市測量成果、成圖是城市規劃、建設管理必需的重要基礎資料，而大地測量是其他測繪工作的基礎，大地測量的任務是為測制各種地形圖和為工程建設提供地面點的坐標位置，同時還要為地球物理學等學科提供精確的基礎資料。結合各城市控制測量(或大地測量)的實際，采用GPS定位技術進行城市控制網的建立、擴建有著重要意義。

　　RTK測量系統一般由以下三部分組成:GPS接收設備、數據傳輸設備、軟件系統。數據傳輸系統由基準站的發射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現實時動態測量的關鍵設備。

　　一、GPS測量的技術特點

　　相對于常規的測量方法來講，GPS測量有以下特點：

　　1.1 測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點，使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛星信號不受干擾。

　　1.2 定位精度高。一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優越性愈加突出。大量實驗證明，在小于50公里的基線上，其相對定位精度可達12×10-6，而在100～500公里的基線上可達10-6～10-7。

　　1.3 觀測時間短。 觀測時間短 采用GPS布設控制網時每個測站上的觀測時間一般在30～40min左右，采用快速靜態定位方法，觀測時間更短。例如使用Timble4800GPS接收機的RTK法可在5s以內求得測點坐標。

　　1.4 提供三維坐標。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程。

　　1.5 操作簡便。GPS測量的自動化程度很高。目前GPS接收機已趨小型化和操作傻瓜化，觀測人員只需將天線對中、整平，量取天線高打開電源即可進行自動觀測，利用數據處理軟件對數據進行處理即求得測點三維坐標。而其它觀測工作如衛星的捕獲，跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

　　1.6 全天候作業。GPS觀測可在任何地點，任何時間連續地進行，一般不受天氣狀況的影響。

　　二、GPS控制測量質量及精度的方法

　　1、布網方案 GPS網應根據任務的要求、測區自然狀況、交通條件進行設計，既要考慮近期建設的需要，又要考慮城市長遠規劃的需要及1：500數字化測圖，圖根點加密的需要，本著確保測量精度、速度快、費用省的原則布設。

　　(1)首先根據GPS網的等級確定其規范要求的精度和密度。例如GPS四等平面控制網要求平均邊長2km，邊長相對誤差限差為1/4.5萬，故布設四等GPS網就要考慮邊長在2km左右，精度要求：點位中誤差絕對值不大于5cm，各邊邊長相對精度不低于1/4.5萬。

　　(2)布網設計中要考慮舊有控制點(有國家或城市測繪成果資料)及其標石的利用。特別是作為GPS網平差的約束點、校核點的利用和在網內的位置是否有利于平差精度的控制，如約束點均勻地分布在四周有利于精度的控制。

　　(3)布網應從起算點開始，以邊連、點連混合方式連續構成整體網。連接后，應便于組成較長的同步環、異步環及復測基線，使GPS網具有較強的幾何強度和多余觀測及盡量做到重復設站，使GPS網具有一定的可靠性，為GPS網的整體精度提供保證。

　　2、選點

　　選點的科學與否，也是影響GPS外業觀測質量和GPS網的精度的重要因素。選點應考慮GPS網的設計要求及測區的自然地理情況并結合規范的要求，一般說來選點應滿足如下要求：

　　(1)點位應選在交通方便、便于埋設和長期保存的地方。便于安置接收設備，安全、便于接觀測操作的地方。

　　(2)點位應選在視野開闊處，高度角15°以上的天空沒有障礙物。

　　(3)距點位200米范圍內沒有大功率無線電發射源，50米以內沒有高壓輸電線，并應避開強烈干擾接受衛星信號的物體。

　　(4)原有舊控制點的利用，應選成果精度符合要求的點，且其點的名稱不易改變，對僅有標石無成果或無符合要求的成果時，可借用其標石作為新點選取。

　　3、GPS的數據處理及GPS網的平差

　　1、GPS基線解算及質量控制 要提高GPS網基線解算的精度，必須做好觀測數據的處理工作，檢驗每天觀測數據的精度和有效性，每天必須及時地對外業觀測數據進行計算、檢驗，即進行基線解算及同步環、異步環坐標分量相對閉合差、復測基線較差的統計和誤差衡量，對誤差超限的基線進行適當處理或進行復測，以確保外業觀測數據的質量和精度。

　　二、GPS-RTK測量在城市中的應用

　　1、控制測量

　　城市控制網具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點，城市I、II、III級導線大多位于地面，隨著城市建設的飛速發展，這些點常被破壞，影響了工程測量的進度，如何快速精確地提供控制點，直接影響工作的效率。常規控制測量如導線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻。GPS靜態測量，點間不需通視且精度高，但需事后進行數據處理，不能實時知道定位結果，如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用RTK技術將無論是在作業精度，還是作業效率上都具有明顯的優勢。

　　自引入RTK測量技術以來，作者多次對廣州市區原GPS點及I、II級導線點進行檢驗，其部分檢驗值較差

　　RTK測量的同一點位相對于靜態GPS觀測點基本上是一致的，其坐標差值較小;而對于常規儀器觀測的I、ll級導線來說有部分相差較大，這也可能是常規測量的誤差積累所引起的。由此可見，RTK技術可用于常規的控制測量，它將對傳統逐級布網的理念予以更新。

　　2、規劃道路中線放線

　　RTK測量技術用于市政道路中線放樣，放樣工作一人也可完成。將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸入RTK的外業控制器，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號也可按坐標放樣，并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動，直到誤差小于設定的為止。

　　3、用地測量

　　在建設用地勘測定界測量中，RTK技術可實時地測定界址點坐標，確定土地使用界限范圍，計算用地面積，在土地分類及權屬調查時，應用RTK技術可實時測量權屬界限、土地分類修測，提高了測量速度和精度。

　　四、結束語

　　通過GPS在測量中的應用，得到如下體會。

　　(1)GPS控制網選點靈活，布網方便，基本不受通視、網形的限制，特別是在地形復雜、通視困難的測區，更顯其優越性。因此，當精度要求較高時，應避免短邊，無法避免時，要謹慎觀測。

　　(2)GPS接收機觀測基本實現了自動化、智能化，且觀測時間在不斷減少，大大降低了作業強度，觀測質量主要受觀測時衛星的空間分布和衛星信號的質量影響。但由于各別點的選定受地形條件限制，造成樹木遮擋，影響對衛星的觀測及信號的質量，經重測后通過。因此，應嚴格按有關要求選點，擇最佳時段觀測，并注意手機、步話機等設備的使用。

　　(3)GPS測量的數據傳輸和處理采用隨機軟件完成，只要保證接收衛星信號的質量和已知數據的數量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點三維坐標。因此，要保證控制點高程的精度，必須聯測足夠的已知高程點。

　　參考文獻：

　　[1]徐紹銓，張華海，楊志強，等.GPS測量原理及應用[M].武漢：武漢大學版社，2003.

　　[2]孔祥元，梅是義.控制測量學[M].北京：測繪出版社，1997.

　　[3]劉文輝.GPS RTK技術及其在城市導線測量中的應用[M].廣州：廣東測繪，2003.

　　[4]徐讓雄.GPS RTK技術在城市測量中的應用[J].城市勘測，2007(6)：20—22.

　　[5]傅文祥，詹登峰，潘寶玉.RTK像片控制測量及其精度檢驗口].測繪工程，2004(1)：14—16.

　　[6]CJJ 7321997 ,全球定位系統城市測量技術規程[ S] .

　　[7]GB/ T 1831422001 ,全球定位系統(GPS) 測量規范[ S] .

　　[8]劉基余,李征航,等. 全球定位系統原理及其應用[M] .北京:測繪出版社,1995.