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1概述全球定位系统（GlobalPositioningSystem）作为新一代的卫星导航与定位系统，以其全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点，已经在测量领域得到了广泛的应用。gps技术表征的平面位置，其精度之高以被人们所认识和接受。但是GPS高程精度如何，一直是人们普遍关心的问题。为此，国内一些测绘单位进行了若干试验，从试验结果来看，在较为平坦或浅丘的地区，GPS高程可以达到三～四等水准精度。
2 GPS RTK技术 差分GPS定位技术是一种高效的定位技术，它是利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基准站，另一台用来测定未知点的坐标（称移动站），基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站，移动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度。 RTK（Real TimeKinematic）技术是载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，它又分为修正法和差分法，修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站，改正移动站的接受到的载波相位，再解求坐标，也称准RTK。差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站，进行求差解算坐标，也称真正的RTK。RTK的关键技术主要是初始整周模糊度的快速解算，数据链能优质完成实现高波特率数据传输的高可靠性和强抗干扰性。RTK工作原理及模式具体结构示意图如图1、2。
图1基准站结构图
图2流动站结构图
2.1 RTK正常工作的基本条件 2.1.1基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号。
2.1.2基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号。
2.1.3基准站和移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号。即移动站迁站过程中不能关机，不能失锁。否则RTK须重新初始化。
2.2 RTK的精度 RTK技术采用求差法降低了载波相位测量改正后的的残余误差及接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响，使测量精度达到厘米级，一般系统标称精度为10mm+2ppm。工程实践和研究均证明RTK能达到厘米级精度。
2.2.1 RTK的平面精度：通过对天宝5000系列RTK的研究表明：A、数据链信号接收半径超过15公里，但RTK测量结果只在4公里的范围内保持了较高精度（用全站仪检查其中误差在5cm以内），4公里以外的测量结果误差明显增大，测量结果不可靠。B、接收到的卫星数目越少，测量结果标准差越大，但只要能接收到5颗以上卫星，得出的固定解就能达到仪器标称精度。
2.2.2 RTK的测高精度：为检验Trimble 4000（OTF）（标称精度为垂直20mm+2ppm），通过292个点的观测误差分析，得出：（1）高程观测平均值为162.701m，标准差为8mm。最大值为193.921m，最小值为193.866m，有97%的数据中误差小于20mm。即RTK的固定解能达到仪器标称精度。（2）当VDOP < 2时，观测结果最优，当VDOP＞4时，标准差明显增大，但仍优于标称精度，可见卫星分布对高程精度有影响，但影响不大。（3）当接收卫星数目超过6颗时，标准差变化不显著，当接收卫星数目为5颗时，标准差明显增大，但仍优于标称精度。（4）可见，只要接收卫星数目超过5颗，VDOP < 4，能得出固定解，这种RTK就能达到测高标称精度。（5）北京一家公司在2000年对ASHTECH轨迹GPS RTK系统进行测试，结果表明，RTK测得的X、Y平面坐标同精确值之差的平均值为4-9mm；高程同精确值之差的平均值，边长小于5Km时约13mm，边长10Km时约37mm；距离同精确值之差的平均值为3mm。论文参考网。
2.3 RTK数据链的传输特性及适用范围 要使RTK连续快速地获得固定解，就必须使RTK移动站连续、可靠、快速地接收到基准站发来的数据链信号，数据链传输的高可靠性和强抗干扰性主要受地形地势的影响。目前，RTK系统的数据传输多采用超高频（UHF）和高频（HF）播发差分信号，这三种频率的特点如表2-1所示。
[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-149-1
1GPS测量技术与GPS控制网测量
1.1GPS测量技术
GPS RTK（Real Time Kinematic） 技术开始于 90 年代初 ，是一种全天候、全方位的新型测量系统，称载波相位动态实时差分技术，是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式，是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。GPS RTK 具有定位精度高且精度分布均匀，速度快、效率高，观测时间短，方便灵活，测程不受限制，不受通视条件影响等优点。
1.2GPS控制网测量
GPS 控制网网形比较灵活 ，可以根据实际地理条件 ，建筑物条件以及相应的测区情况来布设。连接方式可以为点连式的、边连式的、混连式的、中点多边形等连接方式。GPS 控制测量点间不要求通视，图形结构灵活， 因此选点工作要比传统控制测量的选点简便容易得多。GPS 点的选定不以相邻点间的通视作为先决条件 ，给选点带来极大的灵活性，但也有具体的要求。 点位应当保证观测时卫星信号不能受到干扰，选点时做到点位周围视场内最好没有高度角大于 15°的障碍物，尤其是不能有成片的障碍物， 远离大功率的无线发射台和高压电线，没有大面积的水域或对电磁波反射（或吸收）的物体。
观测作业的主要任务是捕获 GPS 卫星信号对其进行跟踪、接收和处理，以获取所需的定位和观测数据。开机后，等待接收机初始化完成并进行记录数据状态，然后每隔几分钟便查看一下接收机的工作是否正常。 在观测作业中认真作到：观测组按照计划表规定时间作业，确保同步观测；开机前后各量取天线高一测回，每测回从不同部位量取三次，两测回天线高之差不大于 3mm；天线高的量取部位，按作业前的统一规定量取，并在记录薄中详细记录；一个时段观测中，不能够关机又重新启动、自测试、改变卫星高度角及数据采样间隔、改变天线位置，关闭或删除文件等；原始观测值和记录项目，按规定现场记录，字迹清楚，不的涂改、转抄；观测期间防止接收机震动，防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号。
2GPS控制网的优化设计
控制网的优化设计是指在限定精度、可靠性和费用等质量标准下， 寻求网设计的最佳极值。与经典控制网相似， GPS 控制网的设计也存在优化的问题。但是， 由于 GPS 测量无论是在测量方式上，还是在构网方式上均完全不同于经典控制测量， 因而其优化设计的内容也不同于经典优化设计。
2.1GPS控制网的优化指标
（1）效率指标。GPS控制网的效率指标为Cmin，如果GPS控制网的总点数是n，用m台接收机进行同步观测，则该网的最小观测期数（同步观测的次数）为： 。
（2）可靠性指标。可靠性是指在控制网中设置一定数量的多余观测，使其对于观测中的粗差具有自检能力，并限制其对目标成果的影响。对于GPS控制网中的n点，观测基线向量参数为J必=n-1： 。每点设站次数为k，则观测时段数为：C=n・k/m 。而m台接收机观测到的独立观测基线向量数为：j独=C・（m-1） 。则控制网中多余的观测基线向量参数为：j独=C・（n-1）/（m-1） 。GPS控制网多余观测数与独立基线向量观测值总数之比为： G=（J多/J独）≥1/3。
（3）精度指标。网点坐标的协因数阵Qx包含了全网精度情况的全部信息，通常采用最优性标准 A、最优性标准 D、最优性指标E和最优性标准F作为纯量精度优化标准来建立优化设计精度目标函数。实际上代表的是2点间的相对点位精度，它一般在接收机接收到信号并解算出基线向量后一起计算出。影响它的主要因素是接收时间的长短以及卫星的GDOP数据（几何精度因子），由基线向量协因数阵和观测方程可以推导出GPS控制网的整体点位精度 ，从而考察GPSQx控制网的整体质量指标。
（4）经费指标。经济指标是指用较少的人力、物力和财力实现对GPS控制网精确性与可靠性的控制。经费取决于控制网中点的总数和重复设站率，如果1台接收机观测1期的平均费用为T，则总费用为：F=T・Cmin。
2.2GPS控制网优化设计的分类
由于GPS控制网同经典网有诸多不同，导致了GPS 控制网的优化设计不完全等同于经典控制网的优化设计，一般可分为四级。
零级优化设计是在已知 GPS 控制网平差模型中的系数阵 A 和权阵 P 的基础上， 求解协因数阵 Qxx的过程。这实际上是一个平差的过程， 除了一些形变观测网和特殊网以外， 对于一般实际应用的GPS 控制网来说没有太大的意义。
一级优化设计是在大致确定了总点数、总基线数的基础上，通过对网形的优化设计求出数学模型中系数阵 A， 以使得Qxx达到设计要求的过程。因为 GPS 网的精度与网形和传递三角形的角度没有太大的关系， 所以不改变基线的连接方式， 只单纯地改变点的位置对精度的提高没有意义。而当改变基线连接方式的时候，异步环的边数、个数和形式就会有所改变， 这样就对网的精度和可靠性产生了影响。因此对系数阵 A 的设计是很有意义的。
二级优化设计是在已确定网形， 即确定了系数阵 A 和未知数协因数阵 Qxx 后， 优化设计权阵 P的过程。因为 GPS 控制网中的权与基线的长度没有直接关系， 而当确定了整周模糊度之后，再增加观测时间也不会明显提高观测值的权， 因此对 GPS 控制
网进行优化设计， 尤其是不同作业模式不同精度类型的 GPS 接收机联合作业的 GPS 控制网的优化设计中， 权阵 P 的设计也就有了一定的意义。
三级优化设计是对精度没有达到限差要求的GPS 控制网进行网的加密和改进，使其逐渐达到精度要求，也就是对网形结构强度的优化设计。综上所述， GPS 控制网的优化设计主要归结为二类内容的设计 GPS 控制网基准的优化设计； GPS 控制网图形结构强度的优化设计，包括网的精度设计、网的抗粗差能力的可靠性设计、网发现系统差能力的强度设计。
中图分类号：P412.23 文献标识码：A
文章编号：1004373X(2008)0317903
Study on the Technology of GPS Sonde
LIU Xiaoqin1,CAI Delin2,XU Changlei1
(1.Department of Electronic Science and Technology,Anhui University,Hefei,230039,China;
2.The 38th Research Institute,China Electronics and Technology Group Corporation,Hefei,230031,China)
Abstract：It is an important trend of international meterological sounding that using GPS technologycarry out meterological sounding.In China,the upper―air sounding system is relatively backward.It is imperative to develop the technology of GPS in our sounding system and make the sounding development of our country and the international simultaneously.Through the research of GPS meteorological sounding way,the working principle and the process flow of GPS sonde are expounded.System structure diagram of GPS sonde is presented.The research shows that using GPS technology to achieve meteorological sounding can improve the accuracy of meterological sounding.
Keywords：navigation;GPS;meteorology;sonde;anemography
1 引 言
近年来，卫星导航定位系统，特别是美国的全球定位系统（Global Position System,GPS）[1,2]发展极为迅速。GPS能够为地球表面和近地空间的广大用户提供全天候、实时、高精度的位置、速度和时间等导航服务信息。GPS是一种新兴的全球定位技术，他具有定位精度高、使用方便的特点。
GPS高空探测系统是新一代探空系统，他采用数字化测量电路测量大气温、压、湿,并运用GPS测量大气风向、风速。采用GPS技术实现气象探空，能够大大提高气象探空的准确性,降低地面接收系统的成本,提高气象探空系统的自动化程度。国际上一些先进国家已将该GPS技术应用到气象探空和高空测风当中,国内一些研究单位也相继开展了相关技术的研究。
探空仪主要为电子探空仪，国际先进的电子探空仪主要有芬兰Vaisala公司RS92探空仪。我国是惟一还在使用机械电码式探空仪的国家，应尽快发展我国GPS探空技术。
2 GPS气象探空的实现
GPS气象探空[3]主要有空中射频转发和空中数字转发两种方式：如图1和2所示。
图1 射频转发方案框图
由图1可见，射频转发方案是将球载设备接收到的GPS射频信号直接下变频到气象探空专用频率，放大后与温湿压传感器输出的数字信号合成后转发到地面接收机，也就是说球载部分只有射频接收部分没有定位解算部分的电路。地面接收机将接收到的射频信号分离成温湿压信号和GPS射频信号，在地面接收机内实现GPS的定位解算。主要技术难题是GPS射频信号与温湿压数字信号电平相差悬殊所带来的电磁兼容问题，以及抗干扰和地面解算的频率基准问题。而且射频转发方案的通信链路设计复杂，体积大，因此一般采用数据转发方案。
图2 数字转发方案框图
图2中数字转发是将GPSOEM板的定位数据直接与温湿压数据合成编码后转发。数字转发的优点是减少探空仪设备的复杂程度，把大量处理过程转移到地面，降低探空仪的成本。采用数字转发方式，发射功率利用率较高，避免发生自激,工作频点可调，可避开环境的干扰。
3 GPS探空仪的系统组成
GPS探空仪的系统结构如图3所示,他由两部分组成：球上设备和地面设备。
图3 GPS探空仪系统结构框图
球上设备由PTU数据处理单元、GPS单元、通信单元三部分构成。
PTU数据处理单元 由单片机和测量电路构成，完成数据采集、处理、传输。既可以测量电阻感应元件，又可以测量电容感应元件。
GPS单元 用于接收GPS卫星信息，提供气球的位置信息（经纬度、高度）和时间信息。
通信单元 接收PTU数据和GPS数据，进行编码、合成，将数字信息进行FSK调制，转变成射频信号，发送给地面接收系统。
地面设备由通信单元、基站GPS处理机、终端数据处理和指示单元等三部分构成。
通信单元 接收探空仪发射的射频信号，解调出数字信息，进行解码，输出为GPS通道数据以及PTU测量数据（温湿压）；
基站GPS处理机 对接收的球上GPS通道数据进行处理,接收基站GPS位置数据;
终端数据处理单元 由计算机、打印机、调制解调器组成。计算机收集探空仪发来的数据和基站位置数据，对信息进行预处理，显示温、压、湿数据，对测风信息进行处理，解算出风向、风速数据。调制解调器用于通过电话线路与气象计算机网络通信，传送探空数据。
4 工作原理
4.1 温、湿、压测量
PTU设备测量原理如图4所示，通过温湿度、气压传感器探头探测的电阻、电容变化量转化为电压或频率变化量，这些变化量均为模拟量，经过运算放大器进行小信号放大，A/D变换为数字量，同时查表进行修正、数字编码，由外时钟采集同步输出传感器数据。
探空仪采集的空中的气压、温度和相对湿度数据（简称PTU数据）经探空仪的转发器电路转发到地面基站，经硬件解调设备和软件处理后得到所需的探测气象要素数据。由于遥测噪声、调制电路、下行链路、解调电路、辐射及外界不确定气候条件等因素影响，导致PTU原始数据出现物理上的不一致数据点和丢失的数据点。这就要求我们必须利用物理方程、数学算法及气象学理论模型对原始数据做编辑处理。
全球定位系统GPS作为新一代的卫星导航和定位系统，不仅具有良好的抗干扰性和保密性，而且具有全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力，能为土地测量提供精密的三维坐标、速度和时间。目前GPS系统已广泛用于地籍测量中，尤其是实时动态（RTK）定位技术在地籍测量中蕴含着巨大的技术潜力。
一、GPS测量的特点
相对于常规测量来说，GPS测量主要有以下特点：
（一）测量精度高，时间短
一般双频GPS接收机基线解算精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。近几年，随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20 min左右，动态相对定位仅需几秒钟。
（二）测站间无需通视，仪器操作简便
GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。另外，GPS接收机自动化程度越来越高，操作实现智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。
（三）全球性、全天候作业
由于GPS卫星分布合理，能为用户提供连续、实时的三维位置，三维速度和时间，在地球任何地点、任何时间均可连续同步观测到4颗以上的卫星，且测站之间不需点间透视，点位位置可根据需要可稀可密，使选点工作灵活，节约大量的造标费用，并不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响，可随时进行GPS测量。
二、GPS测量原理
GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心（测站点）的三维坐标。最终计算出准确的测量数据。
（一）静态测量
就是用两台或两台以上GPS接收机同步观测，对观测值进行处理，可等到两测站间精密的WGS-84基线向量，再经过平差、坐标传递、坐标转换等工作，最终等到测点的坐标。显然静态测量不具备实时性。
（二）实时动态（RTK）定位技术
是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在土地测量中有广阔的应用前景。实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。在土地测量中，RTK技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类及权属调查时，应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测，提高了测量速度和精度。
三、GPS测量模式地籍测量中应用RTK技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入成图系统，可及时地精确获得地籍图。在测量地籍时，GPS―RTK技术主要有两种方式：
（一）GPS-RTK接收机+测图软件
利用GPS―RTK接收机在野外实地测量各种地籍要素数据，经过GPS数据处理软件进行预处理，按相应的格式存储在数据文件中，同时配绘草图，供测图软件进行编辑成图。这样控制点大大减少，测量效率大大提高。但必须绘制测量草图，一些无线电死角和卫星信号死角无法采集数据，必须用全站仪进行补充。
（二）GPS-RTK接收机+全站仪+掌上电脑+测图软件
这种模式将克服集中数字测量模式的缺点，可适应任何地形环境条件和任意比例尺地籍图的测绘，实现全天候、无障碍、快速、高精度、高效的内外业一体化采集地籍信息。
四、RTK地籍碎步测量技术
与采取全站仪相比，采用RTK技术在地籍碎步测量中也具有非常突出的优势：
（一）采点速度快，因为解算速度已达到20Hz（一般用1Hz），即每秒钟就可以记录一组观测数据，所以初始化完成后单点采集的时间几乎可以忽略不计。
（二）作用范围广，减少做控制和换站的工作量。一般在沿基准站方向阻挡较少的地区，RTK作用半径可达十几公里。多台接收机可以同步工作，而且相互不影响，也无误差的积累。实践证明，在相同的时间内，一台流动站大约是一台全站仪工作效率的两倍。
（三）实现单人操作，节省劳动力。在保证基准站安全的前提下，每台流动站只需要一人。
五、GPS在地籍测量中需要注意的问题
（一）测绘点的选取
应用GPS实时动态技术进行土地测量之前，首先要完成测绘点的选取工作。选取测绘点时，要保证测绘点上空的开阔度，使对卫星进行连续跟踪时可以有更好的信号质量。测绘点上空不能存在成片的障碍物。同时测绘点的选取要远离电磁波干扰源，要保证测绘点方圆200m内不能有高压输电线以及大功率的无线电发射设施等。否则，将会导致多路径效应，影响测量精度，所以测绘点的选取也要避开高层建筑以及成片的水域。
（二）数据观测
在GPS 外业施测中，利用GPS 接收机获取 GPS卫星信号，其主要工作包括天线设置、接收机操作和测站记簿等。天线应与周围物体相隔一定的距离。天线的对中、整平和定向应符合精度要求，并应精确地测天线高。在作偏心观测时应精确测定偏心元素。天线高度偏心元素和观测中的各种情况和问题应正确记录在记录簿内。为了保证 GPS 观测的质量，在施测前应对 GPS 进行检测，并且宜在 GPS 网中加测部分电磁波测距边。
（三）基准设计
GPS网的基准设计，一般主要是指确定网的位置基准问题。确定网的位置基准，可选网中一点的坐标值并加以固定或给以适当的权，或者网中的点均不固定，通过自由网伪逆平差或稳拟平差，来确定网的位置基准。这种以最小约束法进行GPS网的平差，对网的定向与尺度没有影响，平差后网的方向和尺度以及网的相对精度都是相同的，但网的位置及点位精度却不相同。在网中选若干点的坐标值并加以固定，或者选网中若干点的坐标值并加以固定，或者选网中若干点的坐标值并给以适当的权，在确定网的位置基准的同时，将对GPS网的方向和尺度产生影响，其影响程度与约束条件的多少及所取观测值的精度有关。
（四）GPS控制网平差
在建立GPS控制网时，根据地区的特点和需要，建立该地区的坐标系统，或采用该地区原有的坐标系统。为此，常常以已有的地面已知点作为起算点。因此，在GPS网平差时，应考虑GPS坐标系统与地面参考坐标系统的尺度和方位的转换关系。
六、结语
GPS 卫星定位技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对地籍测量工作，特别是地籍控制测量工作带来了巨大的影响。应用GPS进行地籍控制测量，点与点之间不要求互相通视，这样避免了常规地藉测量控制时，控制点位选取的局限条件，并且布设成GPS网状结构对GPS网精度的影响也甚小。总之，GPSRTK测量技术完全可以满足土地测量的需要，使测量精度达到规范要求。各测量点间不需要通视，不仅快速、方便、不受地形限制，而且还省时、省力、提高了工作效率；基站和移动站间作用距离可达到10km以上，保证了移动站所测各点几乎具有同等的精度，避免了全站仪测量中因不通视而频繁转站带来的误差积累。
参考文献：
前言
GPS在地籍测绘的过程中，数字和信息的存储只是第一步，而后还需要对信息进行存储和传输，所以信息的存储和传输方式是否简便，是否准确和安全，对于数字测绘技术的准确性和安全性也是非常重要的。数字化的地籍测绘技术在这方面也克服了传统测绘技术方面的缺陷，实现了更加简便的存储和传输。绘图的更新方式比较简便在地籍测绘的过程中，会涉及到对各种地形和地理环境的绘图，绘图可以更加直观的反映出该区域的地理特点，所以也是测绘环节的一个关键。在使用新的数字地籍测绘方式进行测绘的过程中，可以实现更加
简便的绘图，这样也一定程度上降低了工作的复杂性，提高了工作效率。GPS技术即是具有在海、陆、空进行全方位实时三维定位与导航能力的新一代卫星定位与导航系统。
一、GPS技术的简述
GPS卫星定位系统进行测绘工作时采用的工作原理，主要是先将4个早已获知具置定点的信号传播时延长的时间进行测量，从而获取这四个定点位置到用户的具体距离，随后在根据这四个定点到用户之间的距离进行解算工作后，将用户的三维位置和定点之间的时间同步差值计算出。由于GPS技术得到了进一步的完善和发展，不仅灵活性、高精度等优点得到更好完善，并且测绘精度、速度和经济效益都大大优于其他常规的测绘技术与方法，已逐渐成为城市地籍测绘工作中的主要技术方法。
二、GPS技术在地籍测绘中应用
2.1 运行的效率较高，在地形不复杂的环境下，测量半径小于五千米的地区，只需要在地籍测绘中使用一次GPS技术便可以顺利的完成测量工作。传统测绘的方式与GPS技术相比，GPS技术在地籍测绘中减少了一定的劳动力，提高了工作效率，降低了工作中劳动的强度，并且也节省了地籍测绘工作的费用。
2.2 GPS技术可以精准的定位，在数据的测量时更加可靠准确，没有误差的累计。其中，在一定条件下，RTK技术的应用，可以把误差降到厘米内。GPS技术在应用时，没有过多的要求，只需要电磁波通视便可以进行，受外界干扰因素较少。GPS定位系统具有更高的自动化程度。
2.3 静态GPS技术测量方法
利用GPS定位技术，确定观测站之间相对位置。它主要由GPS接收设备的软件和硬件来决定。控制测量主要使用HD8200X静态机，采取的是静态载波相位相对定位模式。该模式采用两台（或两台以上）中海达HD8200X静态机，分别安置在一条（或数条）基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按HD8200X静态机外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段从30min至几个小时不等。基线测量的精度可达±（5mm+1×10-6D），D为基线长度，以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形，以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。
三、 GPS网的技术设计
GPS网的技术设计是GPS测量工作实施的第一步，其主要内容包括精度指标的确定，GPS网的图形设计和GPS网的基准设计。
3.1 测量的精度标准
在GPS网总体设计中，精度指标是比较重要的参数，它的数值将直接影响GPS网的布设方案、观测数据的处理，以及作业的时间和经费。对GPS网的精度要求，主要取决于GPS网的用途，精度指标通常均以GPS网中相邻点之间的距离误差来表示。
3.2 GPS网的图形设计
根据GPS测量的不同用途和GPS网图形设计的一般原则，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形。图形的基本形式包括三角形网、环形网和星形网。
3.2.1 三角网：三角网的三角形边由独立观测边组成。
几何图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效地发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同时，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。但其观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的总时间大为延长，因此，通常只有当网的精度和可靠性要求较高，接收机数目在三台以上时，才单独采用这种图形。
3.2.2环形网
环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，这种网形与经典测量中的导线网相似，图形的结构比三角形稍差。环形网的优点是观测工作量较小，且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。
3.2.3 星形网
星形网的几何图形简单，但其直接观测边之间，一般不构成闭合图形，所以其检验与发现粗差的能力较差。但这种网的主要优点是观测中通常只需要两台GPS接收机，作业简单。因此，在快速静态定位和动态定位等快速作业模式中，大多采用这种网形。它广泛用于工程放样、边界测量、地籍测量和碎部测量等。
3.3 GPS网的基准设计
在全球定位系统中，卫星主要被视作位置为已知的高空观测目标。所以，为了确定接收机的位置，GPS卫星的瞬时位置通常归化到统一的地球坐标系统。现在全球定位系统采用的是WGS-84坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。通常在工程测量中，还往往采用独立的施工坐标系。因此，在GPS测量中必须确定地区性坐标系与全球坐标系的大地测量基准之差，并进行两坐标系统之间的转换。
四、 GPS控制网的布设
4.1 GPS平面控制
静态GPS控制点，勘查这些点点位保存完好，外业检查这些点点位精度。外业每时段采集数据不要超过50min，要记录开关机时间、仪器高等相关测站信息，GPS网平差计算采用随机软件进行计算。
4.1.1 同步环检核
采用单基线处理模式时，对于采用同一种数学模型的基线解，其同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差见表2。同步时段中的多边形同步环，可不重复检核。
4.1.2 异步环检核
在整个GPS网中选取一组完全的独立基线构成独立环，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差W应满足。
4.1.3复测边检核
复测基线的长度较差应满足。
4.2 布设一级导线与图根
在E级控制网基础上，地形变化较大地区加密一级导线及图根导线点，再加以GPSRTK图根点，以满足测图的要求。
4.2.1 水平角采用方向法观测，一级导线观测三测回，图根导线观测一测回，支点左右角观测一测回；垂直角采用中丝照准法观测，一级导线观测二测回，图根导线观测一测回；斜距采用对向测量，一级导线观测二测回，图根导线观测一测回，支点采用二次棱镜高法各观测垂直角和斜距一测回。
4.2.2 一级导线观部分采用GPS方法进行测量，观测时间为45min，GPS平差计算采用随机软件进行，GPSRTK图根点采用二次测量，取其坐标平均值。
4.3.3地籍边角网观测记录采用手工记录，经初步计算和检查后，选用清华山维NasewV3.0软件进行平差计算，数据输入格式选用HSZ格式，斜距输入，平差选用一次迭代、单次平差。
五、结语
GPS卫星技术作为地籍测量中一种测绘技术，具有诸多的优点，不仅能够有效地减少城镇地籍测量的误差，而且也给测绘工作带来了革命性的变化。相信随着科学技术的发展，GPS测量技术的应用研究会不断深入，静态GPS测量技术在城镇地籍测量中的应用前景也会更加广阔，在城市测绘工作中也将发挥出更大的作用。
一、GPS测量原理
（一）GPS概念
全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)，又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆形轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和计时的需要。
（二）GPS系统的特点及构成
GPS系统拥有如下多种特点：全天候，不受任何天气的影响;全球覆盖(高达98%)；三维定速定时高精度;快速、省时、高效率;应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。GPS系统主要由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成。
（三）观测量的误差来源
在GPS定位中，观测量的误差来源主要有：第一，与卫星有关的误差；第二，与接收设备有关的误差；第三，与信号传播有关的误差；第四，其它误差来源。
（四）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，确定用户接收机的点位可通过已知的卫星瞬时坐标进行，这就是利用GPS进行了绝对定位的基本原理。GPS绝对定位可以实现动态和静态的绝对定位。
（五）相对定位原理
利用GPS进行相对定位，可分为静态和动态相对定位两种。相对定位可以消除由于各种不同的因素导致系统性误差。
二、RTK简介
一种新的常用的GPS测量方法――RTK（Real - time kinematic）实时动态差分法。RTK能够实现在野外实时得到厘米级定位精度的测量。基于载波相位观测值的实时动态定位技术就是RTK定位技术，在制定坐标系中，测站点三维定位结果能够实时地被RTK定位技术提供。基准站将其观测值和测站坐标信息在RTK作业模式下一起通过数据链传送给流动站。采集GPS观测数据都是由流动站产生的，并对在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时厘米级定位结果将被给出，一共只需一秒钟的时间。无论是静止状态，还是运动状态，流动站都可处于任何一种中；也就是说，可以直接进入动态条件开机，也可先在固定点上进行初始化后再进入动态作业，并周模糊度的搜索求解需在动态环境下完成。
三、GPS RTK测量仪器在各种测量中的应用
（一）地籍测量的应用
在地籍测量应用中，要想测定每一宗土地的全界址点和测绘地籍图可采用RTK技术来实现，RTK技术使得有关界址点的位置能够实时的测绘，最终达到厘米级的精度，地籍图和房产图在测得数据处理后可以被及时的得到。常规仪器可用在卫星信号不好的地方，进行细部测量采用解析法或者图解法。界桩位置可以通过RTK技术实时地被测定，然后土地使用界范围被确定，计算用地面积，从而较轻松的进行地籍测量工作。
（二）公路测量建设中的应用
在控制测量领域中GPS测量得到了广泛的应用，它具有以下的优点：高精度和高效率。在公路工程中实时GPS测量可完成以下工作。
（1）绘制大比例尺地形图
一般情况下，在大比例尺带状地形图上进行高等级公路选线。传统的测图方法，首先要进行控制网的建立，其次，进行碎部测量，从而进行大比例尺寸地形图的绘制。其工作量较大，花费时间较长，速度也比较慢。如果测量时采用GPS RTK动态测量，获得每点坐标只需花费几分钟就行，碎部点的数据是由输入的点特征编码及属性信息构成的，在室内可由绘图软件完成。从而使得测图的难度大大降低了，节省了时间又节省了精力。
(2)工程控制测量
GPS建立控制网的最精密的方法是静态测量。对于大型的建筑物静态测量比较适合。实时GPS动态测量则被用于一般的公路工程的控制测量。这种方法可停止观测，使得作业效率大大提高。而通视对于点与点之间是被做要求的，这使得测量更加快捷了。
(3)公路中线测设
在大比例尺带状地形图上设计人员进行定线后，在地面需将公路中线标定出来。如果实时GPS测量被使用，那么只需在GPS接收机中输入中线桩点的坐标，放样的点位就会有系统定出。在这里，累积误差是不会产生的，因为每个点的测量的完成都是相对独立完成的，各点放样精度一致。
(4)公路纵、横断面测量
确定公路中线后，通过绘图软件，利用中线桩点坐标，即路线断面和各桩点的横断面就可以绘出了。测绘地形图时采集的数据都是被用在测量中，所以到现场进行纵。横断面测量是没有必要的，这使得外业工作大大的减少了。也可采用实时GPS测量进行现场断面测量。
（三）地质工程测量的应用
测量钻孔、探槽、剖面端点、地质点是地质工程测量中常见的工作。不停地搬站是常规测量很麻烦的一点，而且如果通视条件不好，则测站点就需要补测。而RTK测量仪器则不需要通视每个点，只需要有两台仪器，有一台仪器在基准站，而另一台仪器架在测点上，只需几分钟进行测量。用常规测量时，有时由于一个点就要浪费很多时间和精力。
参考文献：
一、引言
RTK技术在陆地测量和放样的应用中已经比较成熟，在海洋测量和海洋工程中的应用也已经兴起。以往的水深测量多采用交会定位，故测量工作受气象的影响较大，精度难以保证，测量工作难度大，外业测量人员也很艰苦，且成图时间长。使用GPS技术后，这些困扰水上测量工作的问题就迎刃而解了。随着GPS技术的不断发展，特别是RTK技术的出现，使得水上测量可以采用GPS无验潮方式进行工作（RTK方式）成为可能。大大减少了测量人员的劳动强度，自动化程度高，省工省时，精度高，全天候，提高了工作效率，使工程变得更经济。
二、无验潮水深测量的理论基础（基本原理）
如图A所示，h为测深仪探头吃水线到GPS天线的高度，Z0为设定吃水，Z为测得的水深度。Zm为绘图水深，H为RTK测得的高程。则：
水深水位=H+h
Z m =Z-水位=Z-(H+h) （1）
当水面由于潮水或者波浪升高时，H增大，相应地Z也增加相同的值，根据（1）式，Zm将不变。因此从理论上讲，RTK无验潮测深将消除波浪和潮位的影响，是一种理想的水上测量方法。
三、水深测量的基本作业步骤
水深测量的作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪、数据通信链和便携式计算机及相关软件等组成。测量作业分三布来进行，即测前的准备、外业的数据采集测量作业和数据的后处理形成成果输出。
1、测前的准备
1.1求转换参数
(1)将GPS基准站架设在已知点A上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、发射间隔及最大卫星使用数，关闭转换参数和七参数，输入基准站坐标（该点的单点84坐标）后设置为基准站。
（2）将GPS移动站架设在已知点B上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、接收间隔，关闭转换参数和七参数后，求得该点的固定解（84坐标）。
（3）通过A、B两点的84坐标及当地坐标，求得转换参数。
1.2建立任务，设置好坐标系、投影、一级变换及图定义。
1.3作计划线。如果已经有了测量断面就要重新布设，但可以根据需要进行加密。
2、外业的数据采集
（1）架设基准站在求转换参数时架设的基准点上，且坐标不变。
（2）将GPS接收机、数字化测深仪和便携机等连接好后，打开电源。设置好记录设置、定位仪和测深仪接口、接受机数据格式、测深仪配置、天线偏差改正及延迟校正后，就可以进行测量工作了。
3、数据的后处理
数据后处理是指利用相应配套的数据处理软件对测量数据进行后期处理，形成所需要的测量成果――水深图及其统计分析报告等，所有测量成果可以通过打印机或绘图机输出。
四、影响水深测量精度的几种因素及相应对策
在实际的使用无验潮方式进行水深测量时，测量结果精度会由于船体的摇摆、采样速率、同步时差及RTK高程的可靠性等因素造成的误差的影响，这些误差远远大于RTK定位误差，从而成为无验潮方式水深测量精度提高的瓶颈因素。
4.1船体摇摆姿态的修正
船的姿态可用电磁式姿态仪进行修正，修正包括位置的修正和高程的修正。姿态仪可输出船的航向、横摆、纵摆等参数，通过专用的的测量软件接入进行修正。
4.2采样速率和延迟造成的误差
GPS定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集的精度和密度，现在大多数RTK GPS都可以最高输出率达20HZ，而测深仪的输出速度各种品牌差别很大，数据输出的延迟也各不相同。因此，定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟。对于这项误差可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到，也可以采用以往的经验数据。
4.3 RTK高程可靠性的问题
RTK高程用于测量水深，其可信度问题是倍受关注的问题。在作业之前可以把使用RTK测量的水位与人工观测的水位进行比较，判断起可靠性，实践证明RTK高程是可靠的。为了确保作业无误，可从采集的数据中提取高程信息绘制水位曲线（由专用软件自动完成）。根据曲线的圆滑程度来分析RTK高程有没有产生个别跳点，然后使用圆滑修正的方法来改善个别错误的点。
五、作业时应该注意的若干问题
5.1有关基准站的问题
（1）因为RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机。所以：
a.电台天线要尽量高。如果距离教远，则要使用高增益天线；否则将影响到作业距离。
b.电源电量要充足，否则也将影响到作业距离。
（2）设站时要限制最大卫星使用数，一般为8颗。如果太多，则影响作业距离；太少，则影响RTK初始化。
（3）如果不是使用七参数，则在设置基准站时要使Transform To WGS84（转换到WGS84坐标系）处于off（关闭）状态。
（4）如果使用七参数，则X、Y、Z都小于±100较好，否则重求。
（5）在求转换参数前，要使参数转换和七参数关闭。
（6）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，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。基准站和移动站必须要保持四颗以上相同卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果；所以有时偶尔RTK没有固定解也是很正常的。
5.2有关流动站的问题
（1）解的模式要使用RTK Extrap（外推）模式。
（2）数据链接受间隔要与基准站设置的发射间隔一致，都要为1。
（3）如果使用海洋测量软件导航、定位，则：
a. 记录限制要为RTK固定解。
b. 高程改正要在天线高里去改正。
（4）差分天线要尽可能的高。
5.3有关求转换参数的问题
2、RTK技术的工作原理
RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体（称为流动站）上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。
因轨道误差、钟差、电离层折射及对流层折射的影响在实际的数据处理中一般采用双差观测值方程来解算，在定位前需确定整周未知数，这一过程称为动态定位的“初始化”（On The Fly即OTF）。实现OTF的方法有很多种，美国天宝导航有限公司的做法是：采用伪距和相位相结合的方法，首先用伪距求出整周未知数的搜索范围，再用相位组合和后继观测历元解算和精化；利用伪距估计初始位置和搜索空间，快速确定精确的初始位置。
3、RTK正常工作的基本条件
（1）：基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号。
（2）：基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号。
（3）：基准站和移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号。移动站迁站过程中不能关机，不能失锁。否则RTK须重新初始化。
4、RTK技术的优点
（1）工作效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完4KM半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数，移动站一人操作即可，劳动强度第，作业速度快，提高了工作效率。
（2）定位精度高。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为4KM），RTK平面精度和高程精度都能达到厘米级。
（3）全天候作业。RTK测量不要求基准站、移动站间光学通视，只要求满足“电磁波通视”，因此和传统测量相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来难以开展作业的地区，只要满足RTK的基本工作条件，它也能进行快速的高精度定位，使测量工作变的更轻松更容易。
（4）RTK测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强。RTK可以进行多种测量内外业。移动站利用软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测量工作人为误差，保证了作业精度。
（5）操作简单，易于使用。现在的仪器一般都提供中文菜单，只要在设站时进行简单的设置，就可方便获得三维坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便的与计算机、其他测量仪器通信。
5、RTK技术要求
（1）基准站设置在视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15度。（2）基准站设置点位应该远离大功率的无线电发射源、高压输电线以及大面积水域，离高压线不得少于50米，离发射源不得少于200米。（3）基准站周边不的少于三个已知点进行检查校准，最大作业半径5公里。（4）接收机技术指标应该为双频接收机，标称精度小于（10mm+2ppm）。（5）利用GWS-84坐标转换到实地坐标系，选用的参考点要覆盖整个测区，转换后各点的残差分量小于5厘米。（6）RTK观测的采样率为1秒，每次观测的历元数不得小于10个，观测平面精度小于5厘米。（7）检测高等级控制点时，点位误差小于5厘米，检测同等级控制点时，点位误差小于7厘米，并将检查成果填写“GPS-RTK点位检查表”。（8）RTK观测非固定解时不得采用成果界址点的埋设与放样。
6、RTK技术的局限性及定位的关键问题
RTK技术有着一定局限性，使得其在应用中受到限制，主要表现为：
（1）用户需要架设本地的参考站；
（2）误差随距离增长；
（3）误差增长使流动站和参考站距离受到限制（
（4）可靠性和可行性随距离降低。VRS技术最大意义在于，它将克服以上的局限性，扩展RTK的作业距离。
RTK技术的关键在于数据处理和数据传输技术。主要有三个方面：一是求解起始的整周模糊度；二是基准站和移动站之间的数据传输；三是合适的坐标转换参数。
7、RTK测量作业时的一些注意问题
（1）使用范围：GPSRTK是厘米级精度动态实时差分测量，其精度一般对于起算点在2-3CM，测点精度都和起算点发生关系，相互之间无任何关联；测点间关联性差，难以满足常规测量要求高等级控制点位间精度要求，因此在实际使用时要具体问题具体分析。
0 前言
土地规划是指土地行政主管部门根据土地开发利用的自然和社会经济条件、历史基础和现状特点以及国民经济发展的需要等，对一定地区范围内的土地资源进行合理的组织利用和经营管理的一项综合性措施。国内外早已将数理统计、运筹学、线性规划和重力模型等运用于土地规划和管理。但这些方法的分析对象仅是各个规划要素的属性数据，难以对设计对象实施空间分析，规划成果不直观、不完善[ 1]。随着科学技术的发展与进步，特别是计算机和空间信息技术的广泛应用，我国土地规划与管理经过多年的发展，以遥感技术 （ Remote Sensing，以下简称 RS）、地理信息系统（ Geographical Information System，以下简称 GIS）、全球定位系统 （Global Positioning System，以下简称GPS）为代表的测绘技术已广泛应用于土地规划和管理领域[ 2，3]。
1 RS、GIS、GPS技术介绍
1.1 RS
RS（遥感技术）是一种远距离、非接触的目标探测技术和方法。它通过对目标的探测来获取目标的信息，然后对所获取的信息加工处理，从而实现目标的定位、定性和定量的描述。遥感技术包括遥感器（也称传感器）技术，信息传输技术，信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等等。
1.2 GIS
GIS（地理信息系统）是由计算机硬、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划、决策和管理问题。地理信息系统处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据和属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
1.3 GPS
GPS是美国海陆空联合研制的全球性、全天候、具有实时三维导航与定位能力的卫星导航系统。系统由地面控制部分（主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统 ）、空间部分 （ 21颗实用卫星和 3颗备用卫星组成 ）、用户装置部分 （主要由 GPS接收机和卫星天线组成 ）等构成。其主要特点有：全天候、全覆盖、高精度三维定速定时、快速省时高效、应用广泛功能多。GPS的应用前景十分光明，除用于各种交通工具和武器的导航定位和制导外，还可用于航天器定位、全球授时、地形测绘、国界测定、海岛与礁石联测、山体测高、测量板块和地壳运动、交通管制和工程建设等。
特别是近几年发展起来的 GPS RTK技术，是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。GPS RTK系统通常由3部分组成，即 GPS信号接收部分 （GPS接收机及天线）、实时数据传输部分 （数据链， 俗称电台 ）和实时数据处理部分（ GPS控制器及其随机实时数据处理软件 ）。GPS RTK以实时定位、厘米级定位精度、作业时间短和效率高等优点逐步在资源调查、城市规划和地质勘探等方面得到广泛应用[1]。
2 RS、GIS、GPS技术在土地规划中的应用
2.1 RS在土地规划中的应用
遥感影像是土地规划与利用的主要数据来源。传统的地面调查
需要耗费大量的人力、物力和财力，特别是在南方山区等条件困难的地区，进行野外实地调查更是难度大、体力劳动强度大、成图周期
长。而利用RS进行土地资源调查，可大大减轻劳动强度，节省调查
费用。
近几年对地观测技术的迅速发展，我们可以获得多时相、多平台、多分辨率的遥感数据，这就为准确研究小范围内土地利用特征、空间结构变化提供了便利。遥感影像与该区采样的数据信息结合能更全面更准确地表达地物的属性特征，这就为规划利用中对之进行判别和分类提供了便利。此外，遥感卫星的传感器不同，产生的遥感影像也不同。遥感影像有全色卫星遥感影像、多光谱遥感影像、多波段的卫星遥感影像、多时相的卫星遥感影像、高分辨率卫星遥感影像等，我们可以根据需要选取较合适的影像或者根据需要对影像进行不同效果的增强，如对同一地区多时段的遥感影像的叠加融合，可以产生一个在原有的地物信息不变的情况下获取包含更多有用信息的卫星影像。
2.2 GIS在土地规划中的应用
土地规划和利用实质上是按照相关法律的规定对土地资源进行合理开发、利用及保护。所以，规划本身的科学性以及现势性对土地管理工作开展的成效有着直接影响，同时还会在一定程度上影响社会经济的发展速度和布局情况。现如今，随着社会经济的迅猛发展，以往传统的规划方式越来越无法满足土地规划和利用的现势性要求，并且也无法充分体现出土地利用的总体规划对管理工作的指导作用。由于土地利用规划涉及较多的图形、数据处理、统计和空间分析等问题，因此，必须采用 GIS 技术并配以其它一些现代化技术，建立起相应的规划管理信息系统，只有这样才能使土地利用规划管理工作真正实现科学化、标准和规范化。
2.3 GPS在土地规划中的应用
土地规划中最重要的基础工作莫过于土地勘测定界，在土地勘测定界中，无论是外业前端数据采集，还是内业图形数据处理，均可广泛采用以GPS为基础的测绘技术。在土地勘测定界的外业工作中，可使用GPS RTK技术进行定位，将基准站的已知数据和观测数据发送给流动站，流动站接收基准站数据，并采集GPS观测数据，形成差分观测值，通过相对定位原理实时计算出流动站的三维坐标及其精度。该测量方式可以提高土地勘测定界精度，并且无需通视，观测时间短，操作简便[ 4]。在土地勘测定界的内业工作中，采用 GIS与数据库技术相结合的方式对土地勘测定界测量和土地征收数据进行管理具有可行性和优越性，能保证从外业到内业数据处理的一致性，能实现内业数据处理的自动化，保证数据统计的准确性以及方便数据的查询[ 5]。
3 结语
土地规划是社会经济发展动态与规划相对静态矛盾不可避免的产物，在其信息化的过程中应尽快建立起统一的管理办法和技术规程，确保其作为土地信息化建设的一部分健康发展。RS、GIS、GPS等测绘技术对土地利用总体规划形成强有力的技术支撑，更好地发挥土地利用总体规划的宏观调控作用，为社会经济的可持续发展提供帮助。
参考文献
[1] 丁莉东. 测绘新技术在土地规划与管理中的应用[J].安徽农业大学，2010，38（ 24）：13432- 13433，13436.
[2] 蓝运超，肖映辉，陈燕中. 城市规划管理现代化 [M]. 武汉：武汉测绘科技大学出版社，1999.
近年来，GPS技术的迅速发展给土地管理工作带来了重大变革，地基控制测量作为土地管理工作的基础，是获得地籍信息的主要途径之一，采用GPS技术进行地基控制测量，对点与点之间的相互通视条件没有限制，能够有效解决传统地籍控制测量中控制点位选取的局限性，对于增强地籍控制测量的灵活性、精确性以及快捷性具有重要作用，下面主要谈谈GPS技术在城镇地籍控制测量中的应用。
一、地籍控制测量与GPS技术
地籍控制测量主要是对地籍基本控制点、地籍图根控制点按照精度要求、测区范围大小、测区内存在的控制点数量以及控制点的等级情况进行技术设计、选点、观测、数据处理等一系列控制测量工作，这项工作为开展初始土地等级、建立基础地籍资料以及进行地籍动态管理工作提供了重要依据。地籍控制测量必须坚持由整体到局部、由高级到低级的原则进行分级控制。
GPS主要是利用卫星导航进行测时、测距，该技术具有布网方式灵活、观测即时、观测速度快、计算效率高、精度高等优点。对于GPS技术来说，精度指标是GPS控制网设计的重要指标，其精度高低对GPS控制网布设方案的设计、观测计划的制定以及观测数据的处理起着决定性作用。常用的GPS定位方式精度比较如表：
二、GPS技术在城镇地籍控制测量中的应用
在地籍控制测量中，通常将地籍平面控制网布设为二、三、四等三角网、三边网以及边角网，一、二级小三角网，一、二级导线网以及相应等级的GPS网，根据GPS系统测量规范
由此可以看出，中小城市地籍控制测量工作控制网可以布设为D或E级网，然后结合城镇的大小布设加密网点。对于城镇而言，完全可以布设成E级GPS控制网，可根据城镇具体情况进行加密控制或图根控制点。
1.布网选点
GPS控制网的基准设计主要是确定控制网位置的基准，可直接选取网中某一点的坐标值加以固定并进行合理处理。然后选择控制点，根据GPS测量相关规范要求，对于D、E级的GPS控制网，其短边为可0.2-5km，长边可为5-10km，控制点之间的距离可长可短，不需要考虑图形结构；但是由于控制点选择是否合理将直接影响到测量结果的准确性，所以在进行选点前必须对测区的相关地理情况、原有测盘标志点的分布和保持情况进行调查和收集，确保观测方案和观测点位置的合理，选点最好能够应对变化多端的自然条件，远离功率较大的电视塔、输电线路以及频率较高功率较大的雷达区、发射天线区，并与大面积水域、玻璃幕墙保持一定距离，此外，选点区域范围内最好有便利的交通条件、便于观测和加密发展的条件，以确保地籍控制测量工作的顺利开展，为测量仪器和人身安全提供保障。由于GPS测量观测站之间不要求相互通视，加上图形连接方式和网形结构比较灵活，所以选点工作相较于传统的地籍控制测量的选点工作较为简单，但是为了使测量工作得到进一步拓展，每个点最好有两个方向以上的通视。
2.观测网的布设
进行观测网布设前应进行网形设计。通常，GPS控制网的网形设计与控制点的分布位置有着密切关系，为了保证整个网形点位误差值的均匀，观测网网形设计应依照控制点的分布情况进行。对于测区平面控制点分布来说，观测网测区内最好有至少3个已知控制点分布在测区的4个象限，当已知控制点分布在测区时，该测区外缘与已知控制点的距离应控制在20km内；对于测区高程控制点分布来说，观测网的网状测区在每100km2范围内需要有至少4个已知水平点作为控制点，且分布于测区周围；而对于线状测区来说，测区范围内应有至少4个已知控制点分布在测区两端以及测区中央。
在网点密度方面，根据测区范围、测区测量的先后次序可将其分为基本网和加密网。城镇地区界址点密度较大，所以控制点密度应在保证控制点点位精度的条件下最大限度增大，以为界址点的测定提供方便，在必要情况下，还可在GPS控制网下再加密一级图根导线，直接从图根点进行界址点的测定。
虽然GPS控制网的布设具有灵活多样、观测速度快、工作效率高、精度高的优点，但在设计方面仍然存在一些优化问题，因此，需要不断在实际测量控制中优化设计，使GPS测量更能显示出GPS技术的高精度和高效益，使其在城镇地籍测量中发挥更加积极的作用。
3.数据处理
应用GPS技术进行城镇地籍控制测量，首先应对原始观测数据进行预处理，进行基线解算时，保留合格基线，剔除粗差、病态卫星数据，将各基线向量解算出来，然后检核同步观测边数据，重复检核观测边和闭环合差，三种检核都必须满足GPS测量规范的精度要求。GPS数据预处理是对原始观测数据进行编辑、加工、整合和分流，为进一步的平差计算做准备。预处理完毕后要对观测数据进行后期处理，根据预处理得到的标准化数据文件进行观测数据的平差计算。
按照误差来源，可将影响GPS定位精度的因素分为与外业测量有关的误差以及与数据处理有关的误差，而在建立GPS控制网时，影响控制网精度最重要因素是与数据处理有关的误差，主要误差来源包括与GPS卫星有关的误差（卫星种差、轨道偏差）、与传播路径有关的误差（电离层折射影响、对流层的影响、多路径效应的影响）、与接收机设备有关的误差（观测误差、接收机的钟差、载波相位观测的整周转待定值、天线的相位中心位置偏差）、与地球自转和相对论效应有关的误差。
0 前言
土地权力所属的核心是地籍，由国家进行监管，对地块及其附属物的空间位置、面积大小以及所属关系以及利用现状进行信息整理，用数据、图标等方式表示出来的信息集合［1］。地籍的精确测量是进行地籍有效管理的前提。但是由于现在社会经济的发展，使得地籍测量工作往往具有数据更新快、测量范围大、界址点琐碎等特点，给测量工作带来了很大的难度。由于GPS技术具有操作简单、测量精度高、环境适应能力强、减少人力物力等特点，目前被广泛应用于地籍测量中的地籍控制测量和碎部测量工作当中。采用GPS静态模式测量,同时建立高等级GPS地籍测量控制网，在碎部测量当中采用RTK技术进行。本文主要探讨了GPS技术在地籍测量中的测量原理和流程，同时也探讨一些影响GPS测量精度的因素。
1 地籍测量
1.1 地籍测量的内容和特点。地籍测量就是为了取得相关地籍信息的测绘工作，其主要工作内容就是测定土地及其附属物的类型、位置大小、权属关系等相关信息，为国民经济建设提供相关信息，主要内容是：（1）测定行政区域，土地权属以及土地的几何位置等；（2）对地籍信息进行动态监测，及时更正地籍信息，保证地籍信息的正确性和即时性；（3）选定测量基本控制点，方便以后的测量工作。其特点表现为是一项行政测绘行为，具有法律特征，其信息具有很强的现实性，测量技术先进，为当今测量技术及方法的集大成者。
1.2 地籍测绘的精度要求。地籍控制测量须遵循从高级到低级，由整体到局部的分级控制测量原则。优先考虑国家统一坐标系统，条件不允许时也可采用任意坐标系。GPS测量的一个重要量化指标是精度，其大小对GPS网的布设、观测以及数据处理都有着直接的影响。由《地籍测量规范》可知，地籍控制点相对于起算点的误差不得超过 。
地籍碎部测量主要包括地境界线、土地权属界址线的确定，以及确定各地类要素以及地物点坐标。界址点是指结构物边界线的空间转折点，其坐标指的是利用测量手段在某一特定坐标系中获取的一组数据。其精度的选择需根据测区的界址点的重要程度及经济价值来选择，具体要求等级可见下表1。
1.3 传统检测方法与GPS技术在地籍测绘中的比较。传统的地籍测绘方法一般有平板仪和简易补测法两种方式。平板仪补测法一般适用于明显地物点较少、变更范围较大的地区，由于在测量过程中效率低、速度慢，受操作者影响的因素较大，不能保证测量精度及检测成果质量；而简易补测法一般适用于有明显地物点较多且变更范围小的区域，采用皮尺或是钢尺根据截距法、距离交汇法等方法对变更物与周围明显地物的空间位置关系进行实测丈量。而利用最新的GPS定位测量技术，能够有效的提高测量精度和速度，适合于各种复杂多变的变更地带，能够实现地籍测量的动态化和实时性，克服了传统测量方法的各种不足，同时GPS的优势还体现在作业效率高，没有传统测量方法所需的"搬站"问题，一次设站，可完成半径5km的区域测量；数据精度高安全可靠，全过程由程序控制，没有累积误差；同时不需要两点通视即可测量，受外部环境因素影响较小，并且作业自动化，无需人工干涉，程序自动完成数据处理，测绘等工作，提高了作业精度。因此GPS技术是一项在地籍测量应用非常广泛前景的实用技术，能够使我国的地籍测量等上一个更高的台阶。
2 GPS在地籍测绘中的应用
2.1 GPS地籍测绘的布网原则和观测方案拟定。地籍测量就是对地籍图根控制点以及地籍基本控制点进行测设，获取相关信息建立地籍信息的动态管理。通常可布设二、三、四等三角网以及边角网，一、二级GPS网等。在GPS地籍测绘中没有常规三角网布设时要求的近似等边［2］。
2.2 基准设计。GPS基准设计主要是指确定网的方向基准、位置基准以及尺度基准。通过在网中选取一固定坐标值或给予网中一点适当的权，用稳拟平差或是自由网伪平差来确定位置基准，通过这种方法确定的位置基准对网的尺度和定向基准的选择没有影响。如果在GPS网中选择数个坐标点进行固定，则确定后的位置基准会对网的尺度和方向产生影响，影响的大小程度主要由所取观测值的精度决定。
2.3 选点与观测方案拟定。GPS观测站之间中间可以有障碍物，不严格要求通视，同时其网的布局形式也较为灵活，点间距离可长可短，长边可达20 ，短边可为 故选点工作较为简单，但不同测点位置的选择对测量结果还是有很大影响，因此在选点前要充分收集测点周围的地理条件以及原有测点的分布及保留情况。由于GPS接收器受电磁波影响较大，选点时应避免靠近大功率微波站、电视塔等结构，同时应保证对空通视，远离大面积水域，便于观察和点的加密。
同时观察卫星的几何分布对测量精度具有决定作用，为选择最佳测量时段，需先确定GPS卫星的可见性图，由观测站与卫星组成的几何图形，可由空间位置精度因子表示其强度因子，其值需满足一定的要求范围。确定最佳观测时段之后，其余实际工作可按最优化原则进行设计。
2.4 观测数据的处理。观测数据的处理包括预处理和后处理两个阶段。GPS数据的预处理主要是对原始数据进行加工、编辑和整理，通过数据分类，去除无效观测信息，从而形成各种专用信息文件，然后通过各种方法对观测值进行必要的修复和改正［3］。观测结果的外业检测能够确保观测质量保证预定精度，因此每次测量结束后应对外业观测数据进行检查评价，及时剔除不合格的数据，进行必要的补救措施。GPS地籍测量时先对原始数据进行预处理，通过分析使其满足现行GPS测量规范的精度要求之后，对其进行后处理。
后处理主要是对预处理获得的标准化数据进行平差计算。计算方式以三维基线向量和它的标准方差作为观测信息，以点的WGS-84系三维坐标为计算依据，对其进行无约束平差计算。
2.5 观测数据的误差分析。采用GPS技术进行地籍测绘时，影响其控网精度的主要因素由表2所列的因素决定。
3 结语
通过实践证明，与传统地籍测绘方式相比而言， GPS测量技术具有明显的技术优势，能够有效提高我国地籍测设的现代化水平，应在大规模的地籍测量中广泛推广该技术。
参考文献
