gps技术模板(10篇)

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Abstract: gps (Global Positioning System, referred to as the GPS) satellite positioning technology with the deepening and development of the concept of Digital Earth, continuous improvement, improve the hardware and software, with its all-weather, high-precision, automation, high efficiency characteristics to win the trust of customers. In this paper, the basic structure and principle of the GPS on the application of GPS technology in the field of earthquake rescue, mapping, analyzing the advantages and disadvantages of GPS technology.Keywords: GPS technology; Surveying and Mapping; application

中图分类号:P228.4 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

GPS定位系统的组成及定位原理

GPS定位系统由卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面部分)、GPS接收机(用户设备部分)组成。

GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，这样就保证了每个轨道面有4颗卫星，卫星离地高度20200km，轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°，在每一轨道平面内，各卫星升交角距相差90°，任一轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星超前30°。

地面监控系统是整个系统的中枢，由5个监测站、1个主控站、3个注入站组成。主要任务是：收集、处理本站和监测站收到的全部资料，完成对GFS卫星信号的实时监测，向每颗卫星提供其编写并播发的导航电文，包括卫星星历(即一系列描述卫星运动及其轨道参数的数据)、卫星钟差和大气修正参数等。

用户设备基本结构包括：主机、天线、电源组成，它的任务是捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对接收到的GPS信号进行处理，以便实时测量出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。

GPS定位原理，类似于传统的后方交会。GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息，用户使用GPS接收机在某一时刻同时接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站的位置。

GPS技术在实际工作中的应用

2.1 GPS在测绘、资源勘探中的应用

这是国内开展GPS定位应用较早的领域，现已建成连续运行的GPS观测站30多个，其中7个纳入国际GPS服务站（IGS）网，全国GPS二级网站布测534点，平均边长约160km，从根本上解决了我国测量使用参考框架的问题，比传统测量方法提高效率三倍以上，费用降低50%。与此相关的还有中国地壳运动观测网，网中包括25个基准站、56个基本站、1000个分布在主要地震带上的区域站，其数据处理结果为全国大地震活动趋势分析提供了新的依据。除了较大范围的GPS网外，我国很多城市还建立了很多小型的GPS网，用于地方建设服务。例如由天津市测绘院主建的VRS基准网络，就是使用GPS实时动态的获取监测数据，通过数据的处理分析，为天津市地面沉降分析、气象预报等提供服务，此外，天津市为监测地面沉降量，特布控了GPS监测网，每年定期使用GPS进行监测，获得各个监测网点的数据，为分析天津市地面沉降提供了科学的数据。

2.2 GPS在地震救援中的应用

以往定位功能对客运企业、物流企业而言，其主要用途是它可以便于企业实时获取车辆运行位置、速度等运行指标，这些数据有助于其对车辆进行调度管理，配合良好的管理机制，可以很好的杜绝车辆超速、串线运营、违规运营等问题。但在四川汶川及青海玉树地震期间同样的定位功能却可以拯救人们的生命。

汶川地震发生后，通讯中断，道路阻塞，外界对震区的情况一无所知，在此情况下隶属四川武警总队的广大官兵冒着生命危险，携带我国自行研制的“北斗一号”导航卫星终端机到达震区，陆续发回了各种具有位置信息的灾情信息，从而使救援人员和决策者能及时掌握地震灾害的程度及其空间分布，决定开展有效的救援和灾后恢复。

例如，载有14名台湾同胞游客的一辆大巴车在地震后与工作人员失去了联系，接报后，成都网阔信息技术有限公司迅速启动GPS定位系统查询，仅用了不到30秒的时间，就锁定了客车的具置。随后，救援人员成功将这14名台湾游客全部救出。另外一辆车牌号为川IR-18901的旅游客车，承载着42名学生和一名教师，也被困在离震中不远的地方，借助所安装的GPS，最后成功获救。

随着GPS技术的更新，它将在地震应急搜救的信息快速获取、应急响应、救援决策、指挥、搜索与营救等救援行动的整个过程中，都有望发挥其强大的功能，从而为地震应急搜救提供坚实的技术支持。

2.3 建立工程控制网

工程控制网是工程建设、管理和维护的基础。建立的道路勘探、施工控制网和隧道工程控制网等的网型和精度要求与工程项目的性质、规模密切相关。应用GPS技术建立控制网，通常采用载波相位差分技术，以保证达到毫米级精度。道路勘探、施工控制网，具有横向很窄、纵向很长的特点。采用传统的三角锁、导线方案，多数需要分段实施，以避免误差积累过大。采用GPS技术， 由于点与点之间不需要通视，可以敷设很长的GPS点构成的三角锁，以保持长距离线路坐标控制的一致性。

2.4 在地形测量中的应用

传统的地形测量是在测区内首先建立图根控制点，然后再用大平板仪或经纬仪结合小平板法测图，现在发展到外业用全站仪野外采集数据，内业利用成图软件成图。这些方法都要求在测站上测地形、地物特征点，对通视要求很高，要求人员较多。若采用动态GPS测量，只要采用对中杆即可，则图根控制速度快，对通视要求也不高，可以边控制边碎部。

2.5 在施工放样中的应用

放样主要是把图上设计的坐标与高程在实地标定出来，它其实是测量坐标的一个反过程。以往主要采用全站仪放样，一般至少需要两人合作，且要求测站点与放样点要通视才行，若不通视，还要进行转站。若附近无控制点，则先引点。现在采用动态GPS进行放样，只要把放样的点坐标输入手簿中，测量员背着GPS接收器，根据其显示提示测量员走到放样点位上，放样像走路一样轻松完成，当然，其精度也较高，各放样点的误差影响也是独立的。

GPS技术在应用中的优缺点

3.1 GPS技术在应用中的优点

3.1.1测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。

3.1.2 观测时间短，定位精度高。采用GPS静态测量时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右；采用动态测量时，只需将对中杆置于待测点一、二秒便可得出误差为厘米级的三维坐标。

3.1.3自动化程度高，操作简便。目前GPS接收机已趋向小型化和操作傻瓜化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高打开电源即可自动进行观测，求得测点三维坐标。

3.1.4 利用定位技术，能快速确定具置的相关信息。

3.1.5全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

3.2 GPS技术在应用中的缺点

3.2.1 在地下工程、隧道及高大建筑物区域或是距离基站太远等，GPS出现盲区，初始化时间长或失锁，影响测量速度或无法测量。

3.2.2 高程测量时应用GPS定位技术不能直接得到地面点的正常高，而只能得到大地高，确定地面点的正常高，必须要知道地面点的高程异常，这就限制了GPS技术在高程测量方面的作为。

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前言

GPS技术起源于美国，是Global Positioning System的首字母简称，中文直译名称是全球定位系统。GPS技术由软件部分和硬件部分组成，软件指的是利用计算机编程技术开发出来的各种测量软件；硬件包括环绕地球运行的通信卫星以及地面信号接收装置。GPS的关键系统是卫星无线电导航定位系统，通过卫星对用户区域进行扫描测绘，向用户提供三维坐标、导航等服务。随着技术的日渐成熟，GPS技术应经渗入到了我们生活中的方方面面，远不局限于工程测绘。在工程测绘领域，GPS技术的重要性是不言而喻的。

1、GPS技术的基本原理

GPS技术的基本工作原理并不复杂，根据空间上的位置关系，我们可以将GPS技术分为三种组成部分：地球外空间轨道卫星、地面接收控制站点、用户信号接收与发射装置。下面根据这三个组成部分，来讲述GPS的基本工作原理。

一般而言，一定量的地球外空间轨道卫星组成一个系统，将信号覆盖到所用的用户区域，当用户有需求是，空间卫星发射导航定位信号。地面接收控制站点利用计算机对卫星收集到的信号进行处理，在将结果反馈到空间卫星。GPS用户只需打开相应的接收终端设备，就可以收到处理好的信息，用于定位导航和测量等。

GPS技术的关键在于定位。按照定位方式的来分类，GPS技术可以分为绝对定位、相对定位两种定位方式。不同定位方式在实际中的应用不同，各有其特点。相对定位依据的是空间几何理论，已知测量点与三颗卫星间的距离，利用数学理论，通过三颗卫星的具置就可以推算出测量点的实际位置。而绝对定位，是依据具体的海拔数据、经度、纬度等信息，来确定测量点的空间坐标。这两者定位方式，测量的精度都比较高，可以根据实际情况合理选择。

2、GPS技术在工程测绘中的应用

现在经济发展迅速，市政道路工程中也运用到工程测绘工作。工程测绘中运用GPS测绘技术有很多优势，这也是它越来越多地运用到工程测绘中的原因。城市化公路建设当中，纵横断面设计需要对其从横断面进行测量，同时也要进行中桩放样。在公路建设当中首先根据设计的坐标线路进行中桩放样，之后利用水准仪进行抄平工作，以及测量线路左端面。以往中桩放样主要用到的是全站仪，但GPS技术高精度日益发展，逐步取代了全站仪的放样。为了解决这个实时性的问题，就运用到了GPS技术，通过精准的实时测量，进而避免了数据滞后无法准确定位的结果，从而推动整个测量过程的进程。

GPS测绘技术在工程测绘中运用有初、中、高级，初级主要是快速静态或GPS静态的方法建设成立沿线整体控制。中级主要运用在堤坝、闸门、渠道等场所，并且这些场所建设成立施工控制。高级主要是在工程测绘中运用RTK技术，也就是人们常说的实时动态定位技术。从而可以看出，GPS测绘技术在工程测绘中的发展机遇很可观。其实有机遇就有挑战，GPS测绘技术要抓住机遇，面对挑战，做出相应的对策。

现在很多行业中都可以看到GPS技术的身影，其中运用最多的是工程测绘。我国著名的小浪底工程、三峡工程在工程测绘中都运用了此项技术。对于流动站的接收机来说，这样可以更好地采集GPS观测数据，还可以接收到基准站抓获的信息，同时能够及时处理系统内组成的差分观测值，之后就可以计算出来自基准站和流动站的基线向量。GPS技术在水利工程运用也是很广泛的，其中主要包括如下几个方面：GPS的外业测绘，GPS的布网工作及其实时动态测绘方法的应用等等。

3、GPS 数字化绘图

3.1数字化成图

目前，数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。具有以下的特点：

3.1. 1 测多用

如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图，过去的平板测图方法则需要重复工作，而数字化测图则可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图，因为往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围，再补充小比例尺测图范围即可满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。

3.1.2 精度高

数字化成图系统在外业采集数据时，利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标，并自动存储，在内业数据处理时，完全保持了外业测量的精度，消除了人为的错误及误差来源，而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序，减少了作业人员，外业工效大大提高，时间缩短，直接生产成本大幅度下降。

3.2.采集数据

采集数据时，采集人员要准确应用地物代码，以免在内业成图时出现错误；在观测开始时，相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查，跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业，确保能完整地描述地形地貌的特征点，必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系，测量坎子时，要量取坎子比高，坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后，如果有必要可把数据备份。

3.3.、摄影测量

摄影测量本身而言，从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术；而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看，它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术，也就是在“室内”重建地形的三维表面模型，然后在模型上进行测绘，从本质上来说，它与原来的摄影测量没有区别。因而，在数字摄影测量系统中，整个的生产流程与作业方式，和传统的摄影测量差别似乎不大，但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。

目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像，内业使用专门的航测软件处理，进行的航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，在计算机上对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型，再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成，它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大，如果一个测区较小，它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向，未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着全数字摄影工作站的出现，加上GPS 技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。

4、结束语

随着测绘技术的发展，GIS技术的提高、GPS技术在各种行业广泛应用，现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘单位提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任

5、参考文献：

[1]钟飞.GPS在工程测绘中的应用[J].科技资讯，2011（12）.

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Abstract: this paper mainly introduces the GPS, especially GPSRTK technology in municipal engineering surveying and mapping application, according to different situations and meet in the specific problems and measures that should be adopted in the solution to a simple and clear in this paper.

Keywords: GPS; Technology; Surveying and mapping; application

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号

O．概论

GPS技术已成为最新的空间定位技术。该系统具有全球性、多功能、高效率、高精度的特点。在用于测量定位时，测站之间不要求相互通视．不受天气条件的影响，同时可获得三维坐标，因而使传统的测绘控制布网方法、作业手段和作业程序发生了根本性变革。长期以来使用的测角、测距、水准测量为主体的常规测绘技术，正逐步被一次能确定三维坐标的、多功能、高效率、高精度的GPS技术所代替。

1．GPS在市政工程测量中的应用

GPS在市政工程测量中的应用几乎涵盖工程测量的各个方面，主要集中在：

•控制测量：依据一定数量的高等级控制点，建立测区测量控制网。

•全野外数据采集：测量地形地物点的三维坐标，记录其属性数据。

•快速精准实时地提供测量所需数据．配合图板现场绘制白纸图。

•工程测量放样。

1．1市政工程测绘的目的和特点

市政工程建设主要以道路、桥梁、排水管线、园区场站等基础配套设施建设为主。大比例尺带状地形图的测绘是市政工程测量的主要内容和重要任务之一。测绘的主要目的是为规划设计、工程建设、工程投资概预算、土地征用房屋拆迁、绿地利用、环境和文物保护等提供详细的测量图纸。所以，市政工程测绘对工程图纸的要求更高：图纸比例尺大(一般为：1：500和1：1000)，内容丰富，信息含量大。测量环境复杂而多变，困难多难度大：要求时间短、速度快．图纸质量精度高。

1．2 GPS在市政工程测绘应用中的几种作业方

法在承接到一项测绘工程项目之后，应针对测区所在的地理位置和环境，合理选择GPS的作业方法，会使测绘工作效率达到事半功倍的效果。

1．2．1利用GPS静态定位技术进行首级控制测量， 用动态GPSRTK进行图根控制加密，采用全站仪进行全数字化野外数据采集，成图软件电脑绘制电子图的方法。

工程控制测量，控制网的建立精度要求高，用GPS建立控制网，最精密的方法是静态测量。这种方法在测量过程中能及时获得定位精度，多台接收机同时进行观测作业，大大提高了作业效率，并使后期工作更简便宜行。需要注意的地方是，根据GPS的特点，控制点的布控一定要合理，站点四周应开阔，无大面积GPS信号反射物(大面积水域，无线电发射塔等)，以防止数据链的丢失及多路径效应产生。影响观测成果精度。

l.2.2利用GPS RTK直接进行全野外数据采集．内业用数字化成图软件绘制电子图的方法。

实时动态GPS RTK技术，电子手薄的应用，不仅满足了动态、快速、高精度定位需要，而且是野外数据采集更加轻便灵活，数据记录和存储数据便捷有效。只要能接受到卫星信号的地方．GPS RTK就无所不能。利用GPS RTK直接进行全野外数据采集其特点是：1)无需进行各级控制点和图根点的加密，仅仅依据一定数量的基准点通过坐标转换，便可高精度、快速测定地物点的三维坐标数据，通过编码还可以记录其属性数据。2)操作简单、快捷方便效率高。在基准站设置完成开通后，整个系统只需一人持流动站接收机作业，另一人现场绘制草图和记录即可完成作业。另外，也可以利用同一基准站，同时设嚣几个流动站同时工作。这种测量方法比较适应于测区较为空旷开阔，地势较为平坦的区域。影响GPS信号传播和接收的因素少。

1．2.3利用GPS RTK放样功能，配合图板，现场绘制不同比例尺白纸图。

这种方法仅适用于地面构筑物比较简单，测量范围较小的小型市政工程测绘。这种方法和用经纬仪配合小平板测图的道理一样。其具体做法是：外业时安置并设置好基准站和流动站，将规划坐标通过RTK电子手薄编辑输入到所建文件目录中，开始测量时，用线放样功能输入测段起止点号，此时，电子手薄上会显示所测量的地物点是在放样起止点的连线上、还是在连线的左边或右边，以及该点到起点的距离及到起止点连线的垂距信息。利用RTK放样功能测量出的这些信息，现场及时提供给绘图员，绘图员就可以依据所需比例尺现场绘制成图。这种方法仅需两人就可完成作业，成图快效率高。

1．3 GPS RTK在测量作业中遇到的具体问题和解决办法

任何一种先进的仪器设备都有其弊端，GPS RTK也不例外。其主要缺点是对测量环境要求苛刻。由于影响GPS信号传播和接收的因素较多．实地测绘时又不能像控制布网一样．可以对控制点周边环境进行选择，所以。用GPS RTK进行碎步点采集时，很难畅快淋漓的发挥其作用。另外，多路径效应是GPS最难消除的误差之一。消弱它的唯一办法是选用较好的天线设备，仔细选择测站，远离反射物和干涉源。下面就GPS RTK测量中遇到的具体问题和解决办法加以探讨。

1.3.1测绘地物点处无接收信号时的测量方法

GPS RTK在测量中经常会遇到这样的情况：测量地物时，流动站手持杆置于所测地物点上．RTK难以初始化，接收机接受不到信号或信号很弱．无法直接测量出其坐标位置。若等待接受信号。会耗时较多并影响作业效率。遇到这种情况，我们总结出了几种方法可以有效的测算出其平面坐标。

1.3．1．1平移法(或称借距法)

主要是针对矩形地物和线性地物。如楼房、围墙等。以围墙为例，要测出围墙的位置．沿直围墙两端并垂直围墙分别向同侧平移出一段距离L，用RTK测出平移后两端点的平面坐标，绘出草图、做好标注即可。内业制图时，再依据草图平移回L米恢复原位，就可绘出该围墙。

1．3．1．2延伸法

主要是针对点状地物。要测出地物点A点的坐标，任选一点A1，量出A、A1两点之间的距离L，并在A、Al的延长线上定出一点A2，然后．可用RTK测量出A1、A2两点的坐标。有了A1、A2两点的坐标和A、A1两点之间的距离L(A、A1、A2三点在一条直线上 ，就可获得A点的坐标。

这两种方法都是将被测地物点借出一距离，在GPS RTK能够接收到信号的地方，观测其点位坐标，然后通过恢复和计算获得待定点坐标的方法。

1.3.2测绘地物点不能到达时的测量方法

作业者无法到达要测量的地物点上，或者无法在所测地物点放置RTK接收机。如淹没在水中的电线杆或烟囱等。遇到这类问题，采用交会法测量其坐标位置非常容易。其做法是：用RTK分别在两个对准地物点方向连线上各采集两个坐标点，每两个坐标点连线交于地物点，有了这四个坐标就可获得地物点的坐标，绘出其平面位置。

2．结论

随着GPS系统的改进，硬件和软件的完善，技术的成熟，GPS已被测绘界广泛接受。特别是RTK技术在市政工程测绘应用中，正在发挥着巨大作用。在实际操作运用中．除了精度高、速度快、操作简单外，还有以下优点：

2．1可以实现控制测量、碎步测量、工程测量放样等测绘工作一步到位。

2．2可以实时提供检验成果资料，无需数据后处理。

2．3拥有不通视条件下远距离传递三维坐标的优势．测量误差不累积。

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引言

随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK（Real Time Kinematic）测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。RTK测量技术因其精度高、实时性和高效性，使得其在城市测绘中的应用越来越广。实时动态测量技术，这是一种新的常用的GPS测量方法，是以载波相位观测量为根据地实时差分GPS测量技术，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，是GPS技术发展中的一个新的突破，具有定点速度快，误差不积累，节省人力，作业效率高等特点，广泛应用于工程测量，地形测图以及图根控制等测绘领域。虽然RTK定位的测量精度可达厘米级，并且置信度可以达到99.9%，但RTK毕竟与静态测量或快速静态测量不同，RTK需要通过初始化过程在野外实时计算出整周未知数。由于初始化过程中存在各种误差，例如数据链传输过程中外界环境电磁波影响产生的误差甚至错误，实际观测中有可能会导致整周未知数虽然求解出来了，但求解答结果不可靠或不正确，因此，和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须通过对RTK测量成果进行质量控制，才能确保观测到成果精确可靠。

1. GPS动态测量技术的工作原理

GPS动态测量技术（RTK）的基本工作原理可分为两部分阐述。

1.1实时载波相位差分

众所周知，我们在进行GPS定位时，会受到各种各样的因素的影响，为了得到更精确的数据消除误差源，必须将两台以上的GPS接收机同步工作，GPS静态测量是将各个接收机独立工作观测，并使用处理软件进行差分解算。在RTK测量单方面来说，仍然是差分解算，但这是实时的差分计算。所以说，两台接收机（一台流动站，一台基准站）都在观测卫星数据，同时，基准站也通过接收机发射电台，把所接收到的载波相位信号或载波相位差分改正信号发射出去；那么，流动站同时接收卫星信号和电台接收机准站的电台信号；在这两信号的基础上，流动站的固化软件便可以实现差分计算，从而可以精确地定出基准站与流动站的空间相对位置关系。

1.2 坐标转换

空间相对位置关系不是我们要的最终值，因此还有一步工作就是把空间相对位置关系纳入我们需要的坐标系中。GPS直接反映的是WGS-84坐标，而我们平时用的则是北京54坐标系或西安80坐标系，所以要通过坐标转换把GPS的观测成果变成我们需要的坐标。这个工作有多种模型可以实现，我们的软件采用的是平面与高程分开转换，平面坐标变转换采用先将GPS测得成果投影成平面坐标，在用已知控制点计算二维相似变换的四参数，高程则采用平面拟合或二次曲面拟合模型，利用已知水准点计算出该测区的待测点的高程异常，从而求出他们的高程。

2. RTK 测量技术的优越性

GPS 动态定位技术（RTK）是否能顺利进行测量作业，其关键因素是无线电数据链电台的本身性能、环境无线电的干扰情况、设备的架设、参考站的选址、发射天线的类型等等有着直接的关系。用GPS动态定位技术在测量方面的优点主要有以下几点。

2.1 定位id精度高，数据安全可靠，无误差积累。跟全站仪等仪器不通，全站仪在经多次搬站后，会存在误差累积的状况，搬的次数越多，累积误差就越大，而RTK就没有，只要工作条件满足RTK的基本要求，且在作业半径范围内，RTK的精度不会发生变化，平面和高程的精度都能达到厘米级。

2.2 作业高效、方便快捷。在一般作业的地形形势下，RTK作业半径为10KM左右，大大的减少了设点需求和测量仪器的搬迁次数，且操作人员少，只需一人，坐标生成速度快，劳动强度低，成本低，效率高。

2.3 操作简单，容易方便，处理数据能力强。只需进行简单的参数设置，移动站便可边走边测得坐标或进行工程放样。数据处理、转换、输入、输出和储存能力强，并能方便、迅速地与全站仪、计算机等进行数据通信。

2.4不受传统测量通视条件的限制，RTK技术对两点间的光学通视没有要求，只要求满足对天基本通视和电磁波通视，所以，跟传统的测量比，RTK技术所受的外界条件的影响和限制相对来说要小很多，传统测量因地形复杂、地物障碍等因素不能正常通视地区，对RTK来说，只要能满足其基本工作条件，它都能进行作业。

2.5自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK能使用各种测绘的内、外作业，流动站利用软件控制系统，不用人工去操作就可自动实现多种测绘功能，大大减少了辅助测量工作，降低人为误差，确保作业精度。

3. RTK测量技术存在的不足

RTK测量技术目前已经成为测量界最常用的工具。但是它并不是能胜任所有的测量工作，它也有很多的局限性，影响GPS动态测量技术主要有如下几个方面：

3.1 高程异常问题

RTK作业模式对高程的转换要求必须精确。但是我国现有的高程异常图存在误差，尤其是在山区，误差更大，甚至在有些地区还没有。这就加大了GPS大地高程转换至海拔高程工作的困难，精度也变得不均匀。

3.2 数据链传输过程中的干扰

数据链传输过程中会受到障碍物和高频信号源的干扰，在山区和城市楼房密集区数据链传输信号常会受到限制，使得信号在传输过程中大大衰减，严重影响到作业的半径和作业的精度。

3.3多路径效应的问题

多路径效应是RTK定位测量误差中最严重的一种误差，在一般的情况下，多路径误差可达在1～5cm，而且多路径误差的大小会发生周期变化，一般以5～20min为周期。同时多路径效应的问题也是GPS静态技术所面临的问题。

3.4检测环境的影响

在中午电离层的干扰大，共用卫星数较少，GPS常会出现连接不到所需卫星的情况，故导致长时间不能初始化，有时还会直接导致不能进行初始化，进而不能进行动态测量。另外，RTK信号还受其他干扰源的影响，如电视台、反射物、无线电发射站、微波站、高压线等。

3.5受卫星状况限制

在没有足够的卫星数的情况下，会影响RTK的初始化完成，在城市高楼密布区、高山峡谷的深处、密集森林区卫星信号会长时间被遮挡，严重影响到一天在中可作业时间，且还会导致失锁现象。RTK测量还与数据链的性能及卫星的分布有关，并且测量的结果为独立观测值，缺乏兼容性和检验。

3.6初始化的时间

初始化是RTK系统能不能进行实时准确定位的最关键一步，在林区、山区及城市楼房密集区等地作业时，会有较多的GPS卫星信号被阻挡，故易引起卫星失锁参考站的数据信号发生中断，初始化的时间较长，有时还需要重新初始化，使得测量的精度和效率降低。

3.7电台电量不足问题

RTK测量的精度和稳定性都不如及全站仪，特别是稳定性，这主要是因为RTK比较容易受数据链传输状况、卫星状况、天气状况影响的原因。在不同的RTK作业系统中，所测量的精度和稳定性也有较大的差别。

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1 引言

GPS它的含义是：利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用。

2 技术设计的一般原则

建立城市或其它局部性GPS控制网是一项重要的基础性工作，而技术设计则是建立GPS网的第一步，是保证GPS网能够满足经济建设需要，并保证GPS成果质量可靠的关键性工作。因此，必须科学地、严谨地作好这一工作。GPS网设计设计的一般原则包括以下几个方面。2.1 充分考虑建立GPS控制网的应用范围

对于工程建设的GPS网，应该既考虑勘测设计阶段的需要，又要考虑施工放样等阶段的需要。对于城市GPS控制，既要考虑近期建设和规划的需要；又要考虑远期发展的需要；还可以根据具体情况扩展GPS控制网的功能，充分发挥GPS网和测绘工作在城市建设中的作用。2.2 采用分级布网的方案

适当地分级布设GPS网，有利于根据测区的近期需要和远期发展分阶段布设，而且可以使全网的结构呈长短边相结合的形式。与全网均由短边构成的全面网相比，可以减少网的边缘处误差的积累，也便于GPS网的数据处理和成果检核分阶段进行。分级布网是建立常规测量控制网的基本方法，因为GPS测量有许多优越性，所以并不要求GPS网按常规控制网分很多等级布设。例如，大城市的GPS控制网可以为三级：首级网中相邻点的平均距离大于5km；次级网中相邻点平均距离为1~5km；三级网相邻点平均距离可小于1km，且可采用GPS与全站仪相结合的方法布设。对于小城市，分两级布设GPS网即可。

2.3 GPS测量的精度标准

GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差表示，其形式为：

式中：σ――距离中误差（mm）；

a――固定误差（mm）；

b――比例误差系数（ppm）；d――相邻点的距离（km）。

2001年实施的“全球定位系统（GPS）测量规范”将GPS的测量精度分为AA~E六级（见表1）。其中AA、A、B三级是国家GPS控制网，C级主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网，D、E级主要用于中、小城市、城镇及测图、勘测、建筑施工等控制测量。

在GPS网的技术设计中，应根据测区大小，GPS网的用途，来设计网的等级和精度标准。2.4 坐标系统与起算数据

GPS测量得到的是GPS基线向量，是属于WGS84坐标系的三维坐标差，而我们需要得到的是属于国家坐标系或地方独立坐标系的坐标。为此，在GPS网的技术设计中，必须说明GPS网的成果所采用的坐标系统和起算数据，也就是说明GPS网所采用的基准。

GPS网的基准与常规控制网的基准类似，包括位置基准、方位基准和尺度基准。

当测区有旧的地面控制点成果时，应既考虑充分利用旧资料，又要使新建的高精度GPS控制网不受旧资料精度较低的影响。为此，应将新的GPS网与旧控制点进行联测，联测点一般不应少于2个。

GPS网的坐标系统应尽量与测区过去采用的坐标系统一致，如果采用的是地方独立坐标系，一般应该了解以下几个参数：

a.所采用的参考椭球体，一般是以国家坐标系的参考椭球为基础；

b.坐标系的中央子午线的精度值；

c.纵、横坐标的加常数；

d.坐标系的投影面高程及测区平均高程异常值；

e.起算点的坐标。

GPS网的位置基准，通常都是由给定的起算点坐标确定。方位基准可以通过给定起算方位角值确定，也可以由GPS基线向量的方位作为方位基准，尺度基准可以由地面的电磁波测距边确定，或由两个以上的起算点之间的距离确定，也可以由GPS基线向量的距离确定。2.5 GPS点的高程

为了得到GPS点的正常高，应使一定数量的GPS点与水准点重合，或者对部分GPS点联测水准。为了便于进行水准联测，且便于进行GPS观测，提高GPS作业效率，GPS点一般应设在交通方便的地方。

3 GPS控制网的图形设计

网的图形设计主要是根据网的用途和用户要求，侧重考虑如何保证和检核GPS数据质量；同时还要考虑接收机类型、数量和经费、时间、人力及后勤保障条件等因素，以期在满足要求的前提条件下，取得最佳的效益。3.1 设计的一般原则

（1）GPS网一般应采用由独立观测边构成的闭合图形。例如三角形、多边形或附和线路，以构成检核条件，提高网的可靠性。

（2）GPS网点尽量与原有的地面控制网点相重合。重合点数应多于3个，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。

（3）GPS网点应考虑与水准点相重合，而非重合点一般应根据要求以水准测量方法进行联测。

（4）为便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和交通方便的地方。

（5）为了便于用常规方法联测或扩展，C、D、E级控制网点应有1~2个方向通视。3.2 GPS网的基本形式

根据GPS测量的不同用途，GPS网的几何图形结构，有以下三种形式。

（1）三角形网

三角网三角形边是由非同步观测的独立边所组成。这种网的几何图形结构强，具有良好的自检能力，能有效地发现观测成果的粗差，确保网的可靠性。经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。

这种网的主要缺点是观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的时间大为延长。因此，通常只有当网的可靠性和精度要求较高时，才单独采用这种图形结构的网。

（2）环形网

由若干个含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，称为环形网。这种网的图形结构强度较三角网差，其优点是观测工作量较小，具有较好的自检性和可靠性。其缺点主要是非直接观测的基线边（或称间接边）精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。由于环形网的自检能力和可靠性与闭合环中所含基线边的数量有关，所以，一般根据网的精度要求，规定闭合环中包含的基线边的数量。表2是相应于表1所列精度要求所提出的规定。

类级 A B C

闭合环中的边数 ≤8 ≤10 ≤12

表2 闭合环基线边数的限值

三角网和环形网是大地测量和精密工程测量普遍采用的两种基本图形。通常，根据实际情况往往采用上述两种图形的混合网形。

（3）附和线路和星形网

在GPS高级网中需进一步加密控制点时，可采用附和线路。为保证可靠性和精度，附和线路所包含的边数也不能超过一定限制。

星形网的几何图形，图形简单，直接观测边之间不构成任何闭合图形，所以检验和发现粗差的能力差。这种图形的主要优点是观测中只需要两台GPS接收机，作业简单。它广泛地应用于工程测量、边界测量、地籍测量和碎部测量等方面，定位中采用快速定位的作业模式。

4 结束语

随着科学技术的发展，传统的测量方法正被日益发展的GPS技术所取代，控制网的布设方法越来越灵活、简单。控制网布设方法应根据网的不同用途选择采用，同时还要考虑接收机类型、数量和经费、时间等，这样才能扬长避短，取得最佳的经济效益。

参考文献：[1]李延兴.GPS技术研究新进展.天津:天津科学技术出版社,1996.

[2]张凤举,王宝山.“GPS”定位技术.北京:北京煤炭工业出版社,1997

[3]袁安存.全球定位系统(GPS)原理与应用.大连:大连海事大学出版社,1999.

[4]孔祥元.控制测量学(上下册).武汉:武汉 测绘 科技大学出版社,1998.8

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【关键词】

GPS技术；测绘工程；应用初探；定位系统

进入21世纪之后，我国的GPS技术获得了突飞猛进的发展，并且在社会各行各业中也得到了广泛的推广与应用，极大的促进了我国社会生产的进步与发展。尤其是在测绘工程领域，GPS技术极大的提高了测绘技术的精准度，并且在地籍和房地产等工程测绘中发挥了巨大的作用，进一步推动了我国测绘工程发展的进程。

一、GPS技术在测绘工程中的应用现状

GPS又称全球定位系统，是最新型的定位技术，主要包括空间、地面与用户设备三部分，分别是GPS卫星星座、地面监控系统与GPS信号接收器。此外，GPS技术还拥有先进的测绘技术，准确性高、速度极快、适应性强、功能齐全，并且与计算机科学相辅相成，极大的提高了测绘效率。可以说，GPS技术的定位功能与测量功能是其在测绘工程中得以推广应用的基础条件。近几年来，我国的GPS技术的日趋成熟，并在测绘工程中得到了普遍的推广与应用。比如在市政道路工程、城市规划中、地籍管理、房地产工程等测绘工程中都已离不开GPS技术。而且，GPS技术高精度日益发展，将逐步取代全站仪的放样，从而通过实时测量进一步避免了由于数据滞后带来无法准确定位的结果，提高了测绘工程的质量，有利于我国工程建设事业的健康快速发展。

二、GPS技术在测绘工程的具体应用

1、大地控制网点。

大地控制网又称“大地网”，是高程控制网与水平控制网的总称，通过导线测量、三角测量与高程测量、天文测量、重力测量的配合推算出大地控制网点的坐标，实现平面位置的基本控制。其次，再通过高程控制网与重力测量、天文测量相结合，进一步推算出水准点的高程，作为高程控制的基本依据。可以说大地控制网点测定工作测绘工程的基础环节，是其他测量工作进行的前提条件。

2、地质测量方面。

地质测量在测绘工程中也起着至关重要的作用，其测量结果的质量直接决定着工程的成败。而在地形测量中最为复杂的就是水下地形测绘，传统的测量仪器是境外测距仪、经纬仪等，使用极其复杂，很容易受到自然环境的限制。而GPS技术采用光学定位、地面无线电定位、双频数字测深仪等先进的技术与测量仪器，不仅摆脱了自然环境的约束，还提高了地质测量的精准度。

3、野外观测方面。

GPS技术在野外观测方面也发挥着独特的作用，主要体现在选点和观测两个方面。首先，GPS技术在选点过程中不仅可以兼顾前期的测量布控，还可以对后续测量进行精密的准备，此外避免了多路径效应的产生和干扰信号现象的出现。其次，GPS技术在观测过程中，可以在不同的观测时段对卫星、天气及实时经纬度进行详细的记录，从而为测绘工程提供更为精确的数据。

4、数据处理方面。

数据处理环节在测绘工程中至关重要，并且对数据的准确性、全面性、实时性有着极高的要求。GPS技术在数据处理方面主要分为观测数据处理与测量数据处理两个方面。首先GPS技术对原始观测数据进行编辑与整理，并为计算分析提供可靠的参考数据。其次，GPS技术对预处理的数据进行观测数据平差计算，从而为测绘工程相关数据的形成提供参考数据。

三、GPS技术在测绘工程应用过程中存在的问题与解决措施

虽然GPS技术在测绘工程中有着巨大的应用优势，但是也存在一定的局限，尤其是我国GPS技术还有很大的提升空间。为此，下文将对GPS技术在测绘工程应用中存在的具体问题进行详细的分析，并针对这些问题提出有效的解决措施。

1、提高工作人员素质。

GPS技术作为新时代的高科技，其正常运行离不开高素质的工作人员。然而我国大部分测绘工程工作人员对GPS技术的掌握不到位，尤其是资深的技术专家由于年龄问题对GPS技术更是所知甚少，这不仅不利于测绘工程技术的传承与发展，也不利于GPS技术在测绘工程中的进一步推广与应用。因此，我国应该建立健全测绘工程人员的培训体系，提高其基础工作技能。其次，我国要加大对测绘专家关于GPS技术知识的普及力度，进一步推广GPS技术在测绘工程中的创新与发展，从而推动我国工程建筑领域的健康快速发展。

2、提高我国GPS技术。

目前，我国的GPS技术还存在很大的提升空间。比如在野外观测应用中，由于点面与大积水面的距离不好把握，常常出现多路径效应，此外，当选点高度达不到15度以上时可能会因为障碍物影响信号的接收与传递。而且，在野外观测时，由于GPS技术在选点过程中对前后测量布控处理不当，往往造成观测数据的不精确，严重的影响了测量结果。所以，我国应该积极地借鉴国外先进的GPS技术，并结合我国测绘工程发展的情况不断地发展创新，从而进一步促进我国测绘工程领域的发展。

3、完善测绘工程模式。

目前我国测绘工程的流程还不够完善，比如数据传递不及时，推算方式的滞后造成测量结果出现严重的偏差。因此我国还应该进一步完善测绘工程模式，建立健全数据模型，通过完善测绘工程的程序进一步充分利用GPS技术，充分发挥其精确度较高、时效性较强的优势，从而进一步促进我国测绘工程质量的提高。

四、总结

综上所述，近年来随着GPS技术在我国测绘工程中的推广与应用，我国的测绘工作效率与质量得到了极大地提升。但是不能否认，GPS技术在测绘工程中的应用依然存在严重的问题，有待进一步解决。因此，我国应该积极地借鉴国外先进的GPS技术，并且不断地完善测绘模式与流程，提高测绘工作人员的综合素质，从而进一步促进我国地质测绘工作与工程建设事业的健康快速发展。

作者：刘伟 单位：辽宁省第三地质大队

参考文献

[1]付敏.浅析GPS测绘新技术在建筑工程项目中的运用《.价值工程》,2014年18期.

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【分类号】：TP317

引言：

随着我国经济的快速发展，我国企业也随之发展壮大，而企业内部的车辆也是越来越多，随之带来的问题就是车辆多，车辆调度和使用分配难度大，车辆被盗次数增加，很多公司都没有高效的车辆调度管理系统和安全有效的防盗报警措施；虽然很多汽车都装有防盗系统，但仅为简单声光报警，一旦人与车距离过远，报警就失去了作用。因此我们提出了一种可以有效解决以上几个问题的一种系统，此系统运用当今的GSM/GPRS移动通信网络作为传输媒介，GSM短信报警与传统报警相比，具有报警距离不限，实时性高等优点，GPRS数据传输量大，费用相对低廉，可以节省运营成本，因此使用GPRS网络传输车辆的GPS坐标，一旦系统判断车辆被盗，还会启动摄像头模块将偷盗者的照片以彩信方式发到监控中心，为警方破案提供有力证据，同时车辆启动采用先进的指纹识别系统和矩阵密码系统，进一步提高车辆安全性，如今酒后驾车司机越来越多，给司机本人和公司运营带来很大风险，因此将此系统运用到车辆的监控防盗以及车辆调度管理中将是一个非常好的选择。

1 系统主要构成及工作原理

1.1 系统主要组成部分

1.1.1 监控机

为防止一台电脑发生死机，监控机由2台电脑组成，监控机主要作用是将用户的各种命令转换成指令并发送给车载终端系统，并将终端系统的反馈指令转换成数据显示给用户，同时实时显示接收的各种数据。

1.1.2车载终端 车载终端主要由以下几个部分组成

1）C8051F410单片机，它是本系统的核心处理器，负责系统的功能控制和数据处理。

2）GSM/GPRS模块PT100，此模块内置TCP/IP协议和MMC（彩信）协议，主要承担短信发送、GPS坐标传输、盗车者图像的上传等功能。

3）GPS芯片采用瑞士U-BLOX第4代芯片，此款芯片灵敏度高，抗干扰能力强，定位精度高达2.5m，可以准确的为系统提供车辆的位置、速度、行驶方向等重要参数。

4）C1068摄像头模块，此模块拍摄出的照片质量高达300万像素，模块将通过SPI接口与单片机进行通信，主要为系统提高盗车者图像。

5）ZAZ-010指纹模块，此模块通过串口与单片机进行通讯，主要完成车主指纹的识别和车辆的安全启动等功能。

6）K202酒精检测模块，此模块通过SPI接口与单片机进行通讯，主要实现车主酒精检测，防止车主酒后驾车。

1.2系统工作原理

系统中霍尔元件一旦检测到车辆行驶，就会检查指纹输入或密码输入是否正确，如果正确则启动GPS模块，单片机就会接收GPS芯片传输的车辆坐标、速度等数据，把数据处理后，将数据通过串口发送给GSM/GPRS模块，然后该模块通过GPRS网络将数据发送到监控中心以实现对车辆的实时监控，并且车载显示屏可以实时显示监控机下发的各项调度指令；一旦系统检查指纹未输入或者密码输入错误但车辆已经在行驶，就会判断车辆被盗，此时会立即启动摄像头模块C1068，然后单片机读取摄像头模块图像数据并把这些数据通过GSM/GPRS模块以彩信方式发送给监控中心，同时实时传递被盗车辆的GPS坐标信息。如果系统检测到车主酒后驾车，即使密码和指纹输入正确，也会自动闭锁发动机，防止车主酒后驾驶。

2系统硬件设计

系统电源由充电电池和电源控制器组成，平时充电电池与汽车电瓶相连，系统由汽车电瓶经稳压芯片稳压后供电，充电电池处于浮充状态，一旦汽车电瓶线被盗车者剪断，则由电池供电，因此盗车者即使剪断电瓶上的电源线系统依然可以正常工作。

3 系统软件部分

软件设计主要包括单片机与GSM/GPRS模块、指纹模块、GPS模块、摄像头模块、酒精模块之间进行数据通信，以下将主要介绍GSM/GPRS模块、GPS模块、指纹模块的程序设计。

3.1主要程序流程图

3.2 GSM/GPRS模块程序设计

3.2.1 短信发送和接收程序设计

GSM/GPRS模块启动后，单片机发送AT初始化指令，一旦模块收到短信指令，则触发C8051F410中断，C8051F410发送指令读取短信，然后执行相应短信指令。

3.2.2 GPRS数据发送程序设计

GPRS数据发送只需要发送AT指令进入IP服务器，然后向GSM/GPRS模块写入数据内容，模块就会自动发送。

3.2.3彩信数据发送程序设计

彩信发送程序需要将图像数据每个字节拆成2个字符，然后向GSM/GPRS模块发送建立图片指令，将这些字符数据发送给模块，然后发送“传输彩信”指令，并确认彩信发送成功。

3.2.4 GPS程序设计

GPS程序任务是从接收的GPS数据中提取经纬度坐标、车辆实行速度，数据格式是NMEA0183。

3.2.5 指纹模块程序设计

指纹录入模式时单片机发送指纹录入指令，模块录入指纹，存入指纹库，平时启动汽车使用指纹搜索模式，系统将输入的指纹与指纹库中指纹比对，比对正确才能启动汽车。

4 结束语

本系统通过指纹或密码输入来启动汽车，安全方便灵活，并且内置酒精检测模块防止车主醉驾；如果汽车被盗，系统会把汽车的GPS坐标和盗车者图像发送到监控中心。系统具有数据传输距离不限和抗干扰能力强和可靠性高以及实时性强和成本低廉等优点，因此具有很好的推广应用价值。

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Abstract: this paper introduces the types of operation, the GPS RTK operational methods and homework radius (work range), and in the villages and small towns construction surveying and mapping in the role. Expounded in engineering construction GRS RTK topographic map surveying and mapping of the planning before the function and compared with traditional methods of the advantages and disadvantages. In planning after the completion of the project adopt specific before the start of construction drawing the function of the red line lofting, until the final completion figure in surveying and mapping in the role.

Keywords: GPS RTK surveying and mapping town planning and construction

中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：

1、GPS RTK

RTK （Real Time Kinematic）定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK 作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集 GPS 观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。目前和未来的发展有可能逐渐被网络RTK替代以有的UHF电台模式。

2、GPRS 网络RTK技术

GSM(Global System for Mobile)是一种使用拨号方式连接的电路交换数据传送方式，具有语音通话和数据交换的功能，我们平常用的手机通话就是GSM的语音通话功能，而手机短信就是GSM的数据交换功能。

GPRS 是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务（是在现有GSM网络基础上叠加的一个专为高速数据通信而设计的新的网络）。GPRS充分利用了现有移动通信网的设备，通过在GSM网络上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体，手机通话继续使用GSM，而数据的传送便可使用GPRS，由于采用分组的方式传输数据，理论上最高数据速率可达171．2kbit/s，客户可以在移动状态下，在用手机通话的同时使用各种高速数据业务：包括高速电子邮件传递（带有图形等大型文件附件）、网上冲浪、访问企业广域网等业务。

WAP是"Wireless Application Protocol"（无线应用协议）的英文缩写，WAP是无线Internet的标准，由多家大厂商合作开发，它定义了一个分层的、可扩展的体系结构，为无线Internet提供了全面的解决方案。简而言之，WAP是一个移动上网的标准协议，就如用PC机上网的Internet的WEB协议一样。

2.1 VRS是虚拟基准站（Virtual Reference Sta-tions）的英文缩写，是目前RTK进行差分作业的一种虚拟参考站的技术，即用户通过网络发送VRS信息， 单机即可进行RTK作业。VRS正在改善着 RTK 定位的质量和距离，增强RTK的可靠性，并减少OTF初始化的时间。VRS技 术，可以在50Km左右时使RTK定位平面位置精度为1―2cm，并无需设立自己的基准站。其应用领域将逐渐涵盖陆地测量、地籍测量、航空摄影测量、GIS、设备控制、电子和煤气管道、变形监测、精准农业、水上测量、环境应用等诸多领域。

目前我国已建或建成VRS系统的城市：上海、武汉、东莞、天津、北京、成都、重庆、昆明、深圳。

2.2 GSM、GPRS、WAP的区别

GPRS与GSM系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。我们可以将GPRS理解为GSM的一个更高层次,目前我们所说的中国移动的GSM网络中同时加载了GSM与GPRS的两大业务，只是GPRS更高级罢了，是中国移动所说的3G产品一个过渡，相当于2。5G。简单举例来说，就是GSM是用来进行语音通话的，而GPRS即可以语音通话，还可以视频通话，更可以用来高速传输数据。

WAP的中文是无线应用协议，它与GSM、GPRS属于不同的范畴，它的目的是将互联网的丰富信息及先进的业务引入到移动电话等无线终端之中。打个比喻，GPRS和GSM都是马路，而WAP是在马路上的汽车。中国移动开通GPRS之后，WAP就行驶在GSM和GPRS两条马路上，而行驶在GPRS的马路上可以提高数据传输速度。因此，现有WAP上的内容一样可以通过GPRS进行浏览和应用。

综上所述，现在网络RTK的数据传输方式主要就是GSM与GPRS两种（CDMA是与GSM相类似的一种数据传输方式，平常有厂家所说的WAP、VRS等都不是数据传输方式。

目前，GPRS作为GSM的一种更高形式，相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。

3、 GPRS 网络RTK技术在村镇建设的应用

通过多处实验证明GPRS RTK 技术即网络 RTK 技术可行可用的。我们单位于2010年7月新增宾得SMART8800双星GPS 该型号机器支持双星，即 GPS 和GNSS两套卫星定位导航系统大大提高其定位精度和空间PDOP值大小，提高差分初始化速度。为提高其作业半径我采用GPRS网络RTK作业方法。

采用GPRS 网络 RTK的作业方法使用3张USM卡。每月每张卡提供300M流量以满足作业需求。GPRS网络RTK的作业半径一般平原地区在50KM-70KM。我单位辖区乡镇多数在这半径范围内完全可以满足我们测绘的需求。

以往的传统GPS RTK做法是到一个测区架设一次基准站。老方法中基准站的附件比较多，例如：天线、电瓶、电台、脚架等，架设位置如果不是很好还会影响信号接收的效果。并且传统UHF电台天线方法分为高低2个频段。高频段工作范围在平原情况下仅为20KM。

因为我们做具体规划的地形图测绘只要满足规划要求即可。工作性质上要求我们不可能一天仅对一个小的测区进行地形测绘，而是有时候可能对3到4个小的测区进行地形图测绘。如果是在不同乡镇内、不同位置对这三四个测区用传统的UHF电台天线进行测绘的话可能花费很多时间用来架设基准站。

采用CORS（连续参考站技术）做法，将基准站架设在单位楼上，设置成GPRS作业模式后可以对以我单位楼顶为圆心50KM为半径的范围内进行测绘。由于东港地区地形比较平坦没有什么高山所以信号的传播方面没有太多的影响，在该GPSR基站建立后，在东港地区周边范围50KM的地区进行1：1000的地形图测绘、放线、竣工验收，可以更加方便快捷，GPRS 网络RTK发挥了很好的效果。

示例如下:

3-1-1.面积大于1平方公里的地形图测绘

项目名称：山城水库地形图测绘

山城水库坐落于东港市前阳镇长川村境内。该地区所测绘地形图约4平方公里。该地区距离基准站15KM。大多数人会考虑其由于距离远而造成的误差问题，所以我们对该地区首先进行控制，该地区采用国家80坐标系3度带投影该测区控制点是由3个2级点以快速静态模式发展下来的。在测区范围我们共计做了4个已知控制点每日测图都对这几个点进行检查后进行测图。用多点校验的方法确保其满足1：1000地形图测绘的需求。工作日12天。对该地区的地形包括水库水岸线范围进行测绘平均日工作8小时平均日工作量为0.3平方公里若按图幅计算平均一日1幅图。其中由于GPS信号原因林区的测绘速度会很低不过在树叶稀少的地方依然可以进行测绘。

方便简洁的作业模式，简单易学的操作方法。提高了我们的工作的效率，如用传统方法或者是全站仪测图来做则需要更长的时间来做。

3-1-2．面积大于1平方公里的带状地形图

项目名称：G201 及G201 至滨海公路带状地形图

G201东港市长山镇至东港市北井子镇之间G201拓宽规划用图测绘。该地形图采用独立坐标系，1.5度带投影，比例尺1：1000。其线状带宽200米即中线左右各100米以满足规划的需求。路线长约40公里约8平方公里的地形图。其中G201两侧带状地形图周围房区较多，对于GPS来说房区是GPS的弱点。因此我们采用的是双星GPS加上网络RTK作业模式在保证精度要求的条件下我们将GPS杆升高到3.5M的位置以提高信号初始化的速度。超过房屋檐头避免信号的遮挡并且能准确的测量出房屋角的位置及关系。有时采用GPS钢尺配合作业对于4点房屋进行量宽。

同时采用编码法对相应地物进行编辑节省了绘制草图和记忆点号的时间。因为采用的编码均为汉字，通俗易懂地反映了现场的地形要素。传统方法与GPS结合体现出测绘的严谨。

3-1-3．线路工程施工放线

项目名称：北井子镇 椅圈镇6万6KV 输电线路

北井子镇距基站距离21公里（直线距离）车行距离30公里。信号良好。线路长3公里。该线路穿越地区大多是稻田，不过距离21公里的信号较长，我们使用1+2的GPS，对两个移动站进行不同的配置：一个是GPRS模式的移动站，一个是传统的UHF移动站。如采用传统方法，在到21公里处UHF移动台的信号完全丢失了单点解状态。而采用GPRS模式的移动站则是固定解数据连2.0 PDOP 2.3可见卫星14颗 公用卫星12颗。说到卫星有人会问为什么我说到我收到了12颗共同卫星（正常的GPS卫星最多可看到的为11颗）。这就是双星GPS的特别指出其能同时接受美国GPS卫星的信号也能接受GNSS俄罗斯格洛纳斯卫星信号。原来使用传统GPS效果很差，是因为有时间段的问题虽然双星也有不过比较看强了很多也正是因为这个原因。

椅圈镇距离基准站40公里信号正常，不过反映迟缓了。由于距离的延续其距离是上述地区的2倍但依然可以收到固定解。如何保证精度依然是在测区校正点。所以我的基站用远是属于架设在未知点上。如果考虑联测的话有大网可以对下面乡镇进行控制的话可以提高我们的工作效率。方便检查校对，对工程负责。方便自身工作。

3-1-4．跨海工程放线测图中GPS RTK的应用

项目名称：北井子镇獐岛村小学项目

该测区位于北井子镇獐岛村獐岛，就是对外宣称万里海疆的第一岛，该岛位于黄海据基准站距离15公里。因为在去獐岛之前对北井子镇进行多次测绘放线所以该地区成为放心完成的实验地区，所以在北井子镇内点校正后对獐岛内部小学进行放线工作。之前对控制点进行检查后再进行的放线，在去獐岛之前的时候还没底的不晓得是否可以，后来事实证明可以。

项目名称：鹿岛地形图测绘

对鹿岛地形图进行补测，由于鹿岛面积比獐岛的面积大所以需要做控制 。在岛内进行测图工作如果基准站放在单位楼上的情况充电等问题很难解决，因此我将基准站设置在鹿岛山上，然后回到大孤山进行点校验工作，然后在岛内分布了6个也就是3对控制点，分别对岛北侧、南侧和中间进行控制。将点引入后方便检查后进行测量。

GPS摆脱传统方法，无需通视,更方便了跨江跨河跨海工程控制网的组建工作。

3-1-5．住宅小区及厂房放线中GPS RTK的应用

项目名称：前阳镇泰阳佳城小区 前阳镇阳光新城前阳镇合馨园小区

泰阳佳城小区1期14栋建筑，合计建筑面积6万多平方米。大约所需放样点位30余个。传统方法全站仪，首先是控制然后将各个点输入全站仪后对其进行坐标放样。而我使用GPS RTK时是将DWG格式图上的点通过CASS提取出来经过以点号，X，Y，H 为顺序的CSV格式文件直接导入PDA中，避免了输入过程中按错读错而导致的线位偏移。

项目名称：前阳镇 前阳村海珠煤业科技发展有限公司新建厂房

项目名称：前阳镇 榆树村万顺汽车装配有限公司厂房、办公楼

上述2个厂区均为新建大型厂区 ，厂区面积都比较大。虽然海珠煤业是用全站仪进行放线的不过我在这里提到了因为验线和竣工时候我们使用的GPS。万顺汽车装配有限公司厂房办公楼是完全依照图上坐标进行放线落成的。

项目名称 ：孤山镇宫屯村居民点地界放线

孤山镇宫屯村位于基站直线距离55公里处信号正常，不过初始化速度缓慢大约2分钟左右。同样我在孤山镇内校正点后对该地区进行放样此时基准站设置在55公里外的单位楼上。

项目名称：十字街镇垃圾填埋场项目

该测区位于东港市十字街镇赤榆村，地形山地同样基站位于楼上依然对该地区进行放线工作。放线的原则是放完后再采集回去落到图上。该测区离基准站距离15公里。

第四部分．总结

在村镇建设中GPSRTK 起到了关键的作用，虽然它仅仅是一工具不过其真正的提高了效率。方便了我们的具体测绘工作，让测绘也变成了及时性的工作。一个项目从最开始的地形图测绘，到后来的放线、开槽验线、竣工。可以贯穿了整个在我们村镇建设测绘方面（具体对于规划）的大部分工作。使用GPRS技术，解决了测区散 、测区大、测区不通视的难题。 有了GPRS 我们不怕没有密林的山脉。只要有通信网络有GPS信号两者同时存在我们的状态“固定的”。测绘房区我们的信号不再是“浮动的”。也不用害怕超过20公里信号是“单点的”。

参考文献：

[1] 《GPS测量操作与数据处理》 魏二虎，黄劲松编 武汉大学出版社 2004年6月

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[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-218-2

1GPS技术概述

1.1定义

所谓GPS（Global Positioning System）即导航卫星定时测距系统，也称全球定位系统。它是美国国防部在1983年底建成的军民两用卫星导航定位系统，它通过定时和测距对空间交会进行定位，能为全球用户提供三维座标、三维速度、时间信息。

1.2原理

GPS是将高速运动的卫星瞬间位置作为已知的数据，使用空间距离后方交会的方法进行计算，确定GPS信号接受机的位置。

根据这个原理，在地面上一点安装GPS接收机，如果此时可以确定GPS信号到达接收机的时间为t，那么可以通过公式进行计算：

公式中：

x，y，z，Vto未知；

Di=cti（i=1，2，3，4）；

di（i=1，2，3，4）是卫星（1，2，3，4）信号到达接收机所用的时间；

C为GPS传播速度（为光速）；

X，y，z为待测目标的空间直角座标；

xi、yi、zi（i=1、2、3、4）为卫星（1，2，3，4）在t时刻的空间直角座标；

Vti（i=1、2、3、4）为卫星（1，2，3，4）的卫星钟钟差，它由于卫星星历提供；

以上四个未知可通过公式得到。

以上公式通过天上至少4颗GPS定位（为求精准，需要至少4颗以上）的信号，根据信号到达GPS接收机的时间差，算出自己距离卫星的位置，由于定位卫星的座标是已知的，所以通过该公式求出各种需要的数值。

1.3优点

1.3.1对地形没有特殊的要求

GPS测量只需要三个条件：基准接收站（地面部分），它需要建立在已知坐标的参考点位上，该接收站只需要上空视野开阔，能连续接收可视的GPS卫星信号即可；GPS信号接收机（用户部分），它需要安装支持实时动态差分的软件系统；信息数据链，它能将测站坐标、观测值卫星跟踪状态、接收机工作状态通过数据链的形势发送出去。只要满足三个条件即可完成测量活动。

1.3.2能精准测量

以基准接收站为圆心，GPS的精准度俏皮时以上观测的结果通过计算，平面误差小于1mm，它的精确度与红外仪不相上下，距离基准接收站越远，精确度越高。

1.3.3三维定位实现

GPS测量时，不仅能确定平面的位置，同时能测出该观测站的高程。

1.3.4确定定位时间短

使用GPS进行定位，只需要在测定的点上站30-40秒左右，如果使用静态定位方法，则可以达到20KM以内静态相对定位，仅用10-15分钟完成，如果进行RTK测量，流动站与参考之间的距离如果在150KM以内，则确定定位只需要1-2分钟就能得到三维定位。

1.3.5操作方便

GPS的测量，只需要一名测量员即可完成操作，测量员主要安装开关仪器、量出仪器的高、保证仪器的工作状态，然后手持一部GPS接收机，其它测量功能全部由于仪器自动完成。

1.3.624小时全天测量

GPS的测量不受天气的影响，在任何地点、任何时间都可以进行完成。

1.3.7应用广泛

GPS定位系统已经应用到各行各业中，尤其在DGPS技术与RTK实时差分定位系统进一步发展，美国AS技术的解除，GPS测量的精度比以前更高，它广泛应用在导航、实时监控、石油勘测、地质勘测、测绘与放样等等需要精准定位的地方。

2GPS技术在测量中的应用

2.1GPS设置

2.1.1GPS基准接收站的选点

基准站要建立在适合接受信息的地方，比如视野开阔、上空没有遮挡物、周围没有对电磁波接收有干扰的物体，比如其它电磁波物体的干扰，大面积水域的干扰等等。

2.1.2设置天线

天线的设置要求要设置对中、整平、定向、量测天线的高度等等工作。在进行静态相对定位时，要将天线设立在三角架上，与原先设定好的标志中心直接对中，天线基座的圆水准气泡要居中，天线的定向标志朝正北方，定向误差要小于3-5度，测量天线高是指天线的相位中心到观测点中心的垂直距离。

2.1.3设置GPS接收机

安置完基准接收站的天线，将GPS接收机先距离不远的地方进行试测，确定电源、天线的连接电缆等都能正常进行，即可在特定的时间、地点打开电源，使用接受机实测。

2.2GPS测量

2.2.1测量任务

GPS的测量任务主要是捕匹敌GPS卫星的信号，对它发出的信号进行跟踪、接收、处理，最后获得需要的定位信息、观测数据等。

2.2.2测量记录

所谓的测量记录分两种，一种是手动记录，它是由于观测人员填写，记录的内容是GPS定位的过程和原始数据，这是对后续数据进行处理与验证的重要依据，居然详细、准确的填写；一种是自动记录，它是GPS接收机通过软件进行计算或处理过的数据，测量人员可以随时调用。

2.2.3测量校核

对测量出的结果进行校核是对测量的结果进行预期定位精度与保证测量质量的重要内容，在测量任务结束以后，对测量的结果必须按照相关的规定进行严格检查、分析，通常来说，测量结果精度不高，与环视状况不佳有关，如果出现测量精度不合格的数据要重新测量或者补测，比如选择更好的观测时间或者内业基准线等等，只有校核无误，才可以进行数据处理。

2.2.4数据处理

数据处理的内容一般为预处理、平差计算、坐标系统转换换（或已有地面网的联合平差）。

2.3测量中的注意事项

2.3.1精度问题

在使用GPS进行测量时，必须跟踪4颗以上卫星才能进行数据存储，以免出现精度不够。

2.3.2指示灯的问题

注意数据存储灯的状况，它表示数据存储的情况，比如，慢闪则表示正在存储数据，快闪则表示正在存储数据，但是数据已经快到存储的极限；灯灭表示存储结束或存储已达极限；电池的LED指示灯绿色表示使用状况，黄色代表待用状态，绿灯常亮表示电池量足够，绿灯慢闪表示电量已到极限，黄灯慢闪表示电池坏了，灯灭表示无电状况。

2.3.3数据处理的问题

对于测出的数据要即时导出，以免下次作业出现存储卡不够的现象，影响测量效率。

2.3.4精度问题

GPS虽然测量精准度很高，但由于它本身的特色也有其自身的局限，在选择使用GPS测量以前要作好综合考量。

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中图分类号：TB22 文献标识码:A

前言：近几年来，全球定位系统（GPS）技术、RTK、CORS测量技术的不断发展并且逐步应用到各行各业中。GPS技术在大地测量中的应用和推广开启了大地测量工作的新纪元，并发挥了巨大的作用。随着GPS技术在大地测量工作中的应用推动了我国的城镇化发展，使得大地测量工作逐步趋于自动化发挥在那，大幅度提高了大地测量以及大地管理工作的水平。

一、GPS 技术基本原理及特点

1.1、GPS 技术基本原理

GPS技术的工作原理是三角测量，使用的是距离交会法，是在全球范围内进行的实时的定位、导航系统，是通过GPS定位卫星实现的。GPS使用的体制是多星高轨测距，基本观测量去的是接收机与GPS卫星的距离。用户站上的GPS接收机需要接受基准站上观测到的数据，这就需要使用无线电接收设备，接收到数据之后就需对数据进行计算，计算过程应根据相对定位园林，计算结果应将用户站的精度及三维坐标显示出来。进行测算的前提是地面的GPS接收机能够在同一时刻接收到三颗以上的卫星信号，此时就可以使用载波相位测量或者是位距测量的方法进行测算。进而测算出接收机接受卫星信号所需要使用的时间和距离，然后根据这些位置信息，把卫星到用户的多个等距离球面相交后，就能够获得用户的三维( 经度、纬度、高度) 数据坐标、速度以及时间等相关参数。

1.2、GPS 技术的特点

第一，使用GPS进行工程测量时测站之间不需要通视，这就为GPS技术在工程测量中的灵活性和方便性奠定了基础。但在测量过程中应保证测站上空的广阔，使得GPS可以不受干扰的接收卫星信号[1]。

第二，GPS技术具有高精度的定位。其测量精度可以和红外仪的定位精度相媲美，这一优点更加突出了GPS在测量过程中的优势。

第三，使用GPS技术进行工程测量时只需要很短的测量时间，如果是通过布置控制网进行测量时，只需要30-40分钟就可以完成每隔测站的观测；如果采用的是快速静态的定位方法，在更短的时间就可以完成观测。

第四，GPS技术在进行工程测量时可以提供三维坐标，这样一来在进行测站的平面位置的观察时就可以更加精确的确定观测站的大地高程。

第五，GPS技术在进行工程测量时的具有很高的自动化水平，因此操作简便。GPS技术已经发展成傻瓜式操作和小型机，在进行测量时观测人员只需要进行简单的操作就可以进行测量，GPS会自动处理数据并计算三维坐标[2]。

第六，GPS可以实现全天候的测量。该技术可以在任何时间、任何地点持续作业，并且不会受到天气的影响。

二、 GPS 技术在大地测量中的应用

使用GPS测量技术在界定土地使用范围的同时还可以进行土地位置、土地使用面的管理、土地的利用情况以及土地的审批等多种工作的量化管理。这样一来就大大缩减了土地管理工作人员的工作量，并且有效的提高了工作效率，使得测量精度大幅度提高。大地测量工作应本着先整体后局部，先控制后碎部的原则进行。有效保证土地开发的统一性、整体性以及规模性是进行土地测量工作的目的。

大地测量作业模式包括以下几种类型：第一种，常规静态相对定位模式，这种模式在进行测量过程中便于网形的外业检核，之后进行评差，来提高定位的精度使得大地控制网的建立更加简单。第二种模式是 快速静态定位模式，该模式具有较高的精度以及高效的工作速度，但也有其局限性，这是由于快速静态定位模式不能将两台接收机的工作构成闭合模型，导致测量的可靠性大幅度下降，考虑到该模式的特点建议在建立大地平面控制网以及加密控制的和测量界址点等时采用；第三种模式是GPS―RTK 实时动态定位，GPS-RTK技术是一种实时动态的定位系统，是基于载波相位观测值的基础上进行的，采用RTK技术进行定位时，流动站需要及时的接收到已知数据和观测数据，这就要求基准站接收机实时的传输数据。流动站接受到数据之后应及时进行整周模糊度的求解工作，在观测到四颗卫星以后，就要实时的进行厘米级的流动站动态位置的求解过程[3]。由于GPS-RTK技术在进行测量时具有较高的精度因此在大地测量工作中得到了广泛的应用和好评，为大地图的绘制做好了基础。

三 、GPS 在大地测量中的控制过程

3.1、GPS 大地控制网点的精度和密度

大地测量工作过程中，进行数据采集以及大地图件的测绘工作的基础是进行全测区的控制测量，同时，控制测量也是进行大地测量工作的首要任务。大地控制测量的范围是大地区一级大地子区，测量的基础应严格按照国家的等级点在进行大地控制网点工作时，强调其密度和精度的原因是为了服务于界址点，为土地权属范围内的特征点的测量工作做准备。

3.2、合理选择基准站的位置

为了提高观测的精度，并且不影响到流动站和基准站之间的数据通信，就必须选择出合理、科学的基准站的位置[4]。比如说在没有遮挡的开阔的高处以及较为明显的平顶楼房的屋顶等满足基准站设置其他要求的地方作为基准站的设置场所。

3.3、随着基准站与流动站之间距离的不断扩大差分定位的精度在不断的降低，为了有效的解决这一问题，应均匀分布用来进行求解转换的参数的已知点的位置。为了满足高程测量的需求，应保证整个测区在已知点的覆盖下。

3.4、大地测量技术

3.4.1、GPS RTK 技术

GPS RTK 技术是一种实时差分测量技术，该项技术的根据是载波相位观测量。RTK技术的工作原理是在基准站上安装一台GPS接收机，用来连续观测所有可观测到的卫星，之后无线电传输设备为传输介质向流动站传送实时观测信息。与此同时，用户站上的GPS接收机需要接受基准站上观测到的数据，这就需要使用无线电接收设备，接收到数据之后就需对数据进行计算，计算过程应根据相对定位园林，计算结果应将用户站的精度及三维坐标显示出来。为了有效提高测量精度，准确定位，可以通过差分定位，将GPS定位中的信号传播误差、多台接收机共有误差和接收机有关的误差进行虚弱和消除。

3.4.2、动态定位技术CORS及应用

随着GPS技术的不断发展，CORS技术使得GPS技术得以突破，CORS技术分为设备控制网、数据采集网、数据处理中心、定位测量等四大部分，通过四大部分来是实现数据终端的互相链接，使得数据专用通道得以形成。通过基站方式来实现CORS系统的连接。相对于GPS技术CORS技术可以方便用户的观测，大幅度提高工作效率；除此之外，CORS技术打破了动态的GPS技术，实现了动态观测，使得数据监控系统更加完善，实现了动态事物的准确性，提高了作业的可靠性。除了使用方便之外，CORS技术还具备经济型，测量过程中降低了成本，这是因测量过程中不需要设置物体参考点和数据链通讯方式。

3.4.3、VRSRTK技术

随着GPS技术在测量领域的广泛应用，在建立和加密测量控制网工程中GPS技术凭借其经济可靠性收到了大力推崇和青睐。在大区域高精度实时定位过程中，VRS RTK技术作为虚拟参考站GPS定位技术得以广泛应用。除了进行经济实时定位职位，VRS RTK技术还可以作为基础控制工程中的测量技术，用以更改GPS数据，同时可以直接联测VRS RTK基准站的坐标。

4、结语

科学技术的不断发展对于工程测量技术的发展既是挑战又是机遇，科学技术的不断创新带来了现代测量技术的不断推陈出新，在大地测量以及工程测量领域广泛应用GPS、RTK、CORS等现代的数字化测绘技术，推动了测量技术的科学化以及自动化的发展进程。

参考文献：

[1]张友银. 浅谈GPS测量技术及其在工程测量运用中的特点[J]. 中华民居(下旬刊),2013,09:307-308.