GPS技術(shù)在地籍平面控制測(cè)量中的應(yīng)用
GPS定位技術(shù)以其精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于地籍控制測(cè)量中。應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫GPS控制網(wǎng)(簡(jiǎn)稱GPS網(wǎng))。GPS網(wǎng)可分為兩大類：一類是全球或全國(guó)性的高精度GPS網(wǎng)，這類GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)的距離在數(shù)千公里至上萬公里，其主要任務(wù)是作為全球高精度坐標(biāo)框架或全國(guó)高精度坐標(biāo)框架，為全球性地球動(dòng)力學(xué)和空間科學(xué)方面的科學(xué)研究工作服務(wù)，或用以研究地區(qū)性的板塊運(yùn)動(dòng)或地殼型變規(guī)律等問題。另一類是區(qū)域性的GPS網(wǎng)，包括國(guó)家C、D、E級(jí)GPS網(wǎng)或?qū)楣こ添?xiàng)目(如城鎮(zhèn)地籍測(cè)量、水利樞紐、城市地鐵、隧道等)布測(cè)的工程GPS網(wǎng)，這類網(wǎng)的特點(diǎn)是控制區(qū)域有限(控制一個(gè)市或一個(gè)地區(qū))，邊長(zhǎng)短(一般從幾百米到20km)，觀測(cè)時(shí)間短(從快速靜態(tài)定位的幾分鐘至一兩個(gè)小時(shí))。
GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分——GPS信號(hào)接收機(jī)。
GPS信號(hào)接收機(jī)(簡(jiǎn)稱GPS接收機(jī))的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分，對(duì)于測(cè)地型接收機(jī)，兩個(gè)單元一般分成兩個(gè)獨(dú)立的部件，觀測(cè)時(shí)將天線單元安置在測(cè)站上，接收單元置于測(cè)站附近的適當(dāng)?shù)胤?，用電纜線將兩者連接成一個(gè)整機(jī)。也有的將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，觀測(cè)時(shí)將其安置在測(cè)站點(diǎn)上。GPS接收機(jī)的任務(wù)是：捕獲到待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星觀測(cè)，實(shí)時(shí)計(jì)算出測(cè)站的三維坐標(biāo)。
GPS控制網(wǎng)測(cè)量與常規(guī)地面控制網(wǎng)測(cè)量相類似，在實(shí)際工作中也可劃分為方案設(shè)計(jì)、外業(yè)實(shí)施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理三個(gè)階段。
1、GPS控制網(wǎng)方案設(shè)計(jì)
GPS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是GPS測(cè)量規(guī)范(規(guī)程)和測(cè)量任務(wù)書。GPS測(cè)量規(guī)范(規(guī)程)是國(guó)家測(cè)繪行業(yè)管理部門制定的技術(shù)法規(guī)，目前GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范(規(guī)程)有：.1992年國(guó)家測(cè)繪局發(fā)布的測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》;1998年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》; 各部委根據(jù)本部門GPS工作的實(shí)際情況制定的其它GPS測(cè)量規(guī)程或細(xì)則。在GPS方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先依據(jù)測(cè)量任務(wù)提交的GPS網(wǎng)的精度、密度和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，再結(jié)合規(guī)范(規(guī)程)規(guī)定并現(xiàn)場(chǎng)踏勘，具體確定各點(diǎn)間的連接方法，各點(diǎn)設(shè)站觀測(cè)的次數(shù)、時(shí)段長(zhǎng)短等布網(wǎng)觀測(cè)方案。
2、GPS控制網(wǎng)測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)及分類
對(duì)于各類GPS控制網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)主要取決于網(wǎng)的用途。用于城市或工程的GPS控制網(wǎng) ，可根據(jù)相鄰點(diǎn)的距離和精度，參照1998年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》中的二、三、四等和一、二級(jí)，見表3-6。
表3-6GPS測(cè)量精度分級(jí)：
等級(jí)
平均距離
(km)
a
(mm)
b
(ppm﹒D)
最弱邊相對(duì)精度
二
9
≤10
≤2
1/12萬
三
5
≤10
≤5
1/8萬
四
2
≤10
≤10
1/4.5萬
一級(jí)
1
≤10
≤10
1/2萬
二級(jí)
<1
≤15
≤20
1/1萬
GPS定位技術(shù)以其精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于地籍控制測(cè)量中。應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫GPS控制網(wǎng)(簡(jiǎn)稱GPS網(wǎng))。GPS網(wǎng)可分為兩大類：一類是全球或全國(guó)性的高精度GPS網(wǎng)，這類GPS網(wǎng)中相鄰點(diǎn)的距離在數(shù)千公里至上萬公里，其主要任務(wù)是作為全球高精度坐標(biāo)框架或全國(guó)高精度坐標(biāo)框架，為全球性地球動(dòng)力學(xué)和空間科學(xué)方面的科學(xué)研究工作服務(wù)，或用以研究地區(qū)性的板塊運(yùn)動(dòng)或地殼型變規(guī)律等問題。另一類是區(qū)域性的GPS網(wǎng)，包括國(guó)家C、D、E級(jí)GPS網(wǎng)或?qū)楣こ添?xiàng)目(如城鎮(zhèn)地籍測(cè)量、水利樞紐、城市地鐵、隧道等)布測(cè)的工程GPS網(wǎng)，這類網(wǎng)的特點(diǎn)是控制區(qū)域有限(控制一個(gè)市或一個(gè)地區(qū))，邊長(zhǎng)短(一般從幾百米到20km)，觀測(cè)時(shí)間短(從快速靜態(tài)定位的幾分鐘至一兩個(gè)小時(shí))。
GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分——GPS信號(hào)接收機(jī)。
GPS信號(hào)接收機(jī)(簡(jiǎn)稱GPS接收機(jī))的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分，對(duì)于測(cè)地型接收機(jī)，兩個(gè)單元一般分成兩個(gè)獨(dú)立的部件，觀測(cè)時(shí)將天線單元安置在測(cè)站上，接收單元置于測(cè)站附近的適當(dāng)?shù)胤?，用電纜線將兩者連接成一個(gè)整機(jī)。也有的將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，觀測(cè)時(shí)將其安置在測(cè)站點(diǎn)上。GPS接收機(jī)的任務(wù)是：捕獲到待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星觀測(cè)，實(shí)時(shí)計(jì)算出測(cè)站的三維坐標(biāo)。
GPS控制網(wǎng)測(cè)量與常規(guī)地面控制網(wǎng)測(cè)量相類似，在實(shí)際工作中也可劃分為方案設(shè)計(jì)、外業(yè)實(shí)施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理三個(gè)階段。
1、GPS控制網(wǎng)方案設(shè)計(jì)
GPS控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是GPS測(cè)量規(guī)范(規(guī)程)和測(cè)量任務(wù)書。GPS測(cè)量規(guī)范(規(guī)程)是國(guó)家測(cè)繪行業(yè)管理部門制定的技術(shù)法規(guī)，目前GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范(規(guī)程)有：.1992年國(guó)家測(cè)繪局發(fā)布的測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》;1998年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》; 各部委根據(jù)本部門GPS工作的實(shí)際情況制定的其它GPS測(cè)量規(guī)程或細(xì)則。在GPS方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先依據(jù)測(cè)量任務(wù)提交的GPS網(wǎng)的精度、密度和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，再結(jié)合規(guī)范(規(guī)程)規(guī)定并現(xiàn)場(chǎng)踏勘，具體確定各點(diǎn)間的連接方法，各點(diǎn)設(shè)站觀測(cè)的次數(shù)、時(shí)段長(zhǎng)短等布網(wǎng)觀測(cè)方案。
2、GPS控制網(wǎng)測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)及分類
對(duì)于各類GPS控制網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)主要取決于網(wǎng)的用途。用于城市或工程的GPS控制網(wǎng) ，可根據(jù)相鄰點(diǎn)的距離和精度，參照1998年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》中的二、三、四等和一、二級(jí)，見表3-6。
表3-6GPS測(cè)量精度分級(jí)：
等級(jí)
平均距離
(km)
a
(mm)
b
(ppm﹒D)
最弱邊相對(duì)精度
二
9
≤10
≤2
1/12萬
三
5
≤10
≤5
1/8萬
四
2
≤10
≤10
1/4.5萬
一級(jí)
1
≤10
≤10
1/2萬
二級(jí)
<1
≤15
≤20
1/1萬