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全球定位系统（Global Positioning System - gps）是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。如今，GPS已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。
GPS系统组成
GPS系统主要包括有三大组成部分：即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。
1、空间星座部分
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。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面相对于赤道平面的倾角为55度，各个轨道平面之间交角60度。每个轨道平面内的各卫星之间的交角90度，任一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。
在两万公里高空的GPS卫星(编者注:GPS卫星群距地球距离介于同步静止轨道卫星和低轨道卫星之间,故又称为中轨道卫星),当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周，即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数量随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了计算观测站的三维坐标，必须观测4颗 GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。但这种时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时的导航定位测量。GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。
2、地面监控部分
GPS工作卫星的地面监控系统目前主要由分布在全球的一个主控站、三个信息注入站和五个监测站组成。对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历-描述卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。
地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准―――GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间，求出时钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。GPS的空间部分和地面监控部分是用户广泛应用该系统进行导航和定位的基础，均为美国所控制。
3、用户设备部分
GPS 信号接收机的任务是：能够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，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出观测站的三维位置，甚至三维速度和时间，最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。
静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。
接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。对于观测地型接收机来说，两个单元一般分成两个独立的部件，观测时将天线单元安置在观测站上，接收单元置于观测站附近的适当地方，用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其安置在测站点上。
GPS接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内/机外两种直流电源。设置机内电池的目的在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止丢失数据。
近几年，国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时，其双频接收机精度可达5mm+1PPM.D，单频接收机在一定距离内精度可达10mm+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级甚至厘米级。
目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS和GLONASS 兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。
GPS系统定位原理
GPS接收机能够接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息，这些时间信息用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历以及用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历等。
GPS接收机对码的测量就可得到卫星到接收机的距离，由于测有接收机卫星时钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对OA码测得的伪距称为OA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS系统采用高轨测距体制，以观测站至GPS卫星之间的距离作为基本观测量。为获得距离观测量，主要采用两种方法：一是测量GPS卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间，即伪距测量；一是测量具有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差，即载波相位测量。采用伪距观测量定位速度最快，采用载波相位观测量定位精度最高。通过对4颗/4颗以上的卫星同时进行伪距或相位的测量即可推算出接收机的三维位置。
GPS接收机对接收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机时钟确定的历元时刻测量，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星震荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量。
在定位观测时，GPS定位分为动态定位和静态定位。若接收机相对于地球表面运动，则称为动态定位。若接收机相对于地球表面静止，则称为静态定位。
GPS系统的优势
GPS的问世标志着电子导航技术发展到了一个更加辉煌的时代。GPS系统与其他导航系统相比，主要优势有如下六个方面：
1、定位精度高
应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50Km以内可达10-6，100-500Km可达10-7，1000Km可达10-9。此外，GPS可为各类用户连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息。
2、观测时间短
随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20Km以内相对静态定位，仅需15-20 分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15Km以内时，流动站观测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。实时定位速度快。目前GPS接收机的一次定位和测速工作在一秒甚至更小的时间内便可完成，这对高动态用户来讲尤其重要。
3、执行操作简便
随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。使野外工作变得轻松愉快。
4、全球、全天候作业
由于GPS卫星数目较多且分布合理，所以在地球上任何地点均可连续同步地观测到至少4颗卫星，从而保障了全球、全天候连续实时导航与定位的需要。目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。
5、功能多、应用广
GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0.1m/S，测时的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。
6、抗干扰性能好、保密性强
由于GPS系统采用了伪码扩频技术，因而GPS卫星所发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性。
GPS系统应用现状
GPS系统的建立给导航和定位技术带来了巨大的变化，它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题，可以满足不同用户的需要。
用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域，GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数；用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳形变；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段；用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置，实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图，导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命。
总之，GPS技术已发展成多领域（陆地、海洋、航空航天）、多模式（GPS、DGPS、LADGPS、WADGPS等）、多用途（在途导航、精密定位、精确定时、卫星定轨、灾害监测、资源调查、工程建设、市政规划、海洋开发、交通管制等）、多机型（测地型、定时型、手持型、集成型、车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式等）的高新技术国际性产业。GPS的应用领域，上至航空航天器，下至捕鱼、导游和农业生产，已经无所不在了，正如人们所说的“今后GPS的应用，将只受人类想象力的制约”。
GPS发展趋势
1、向多系统组合式导航方向发展
为了摆脱对美、俄的导航定位系统的依赖,以免受制于人,世界各国、各地区和组织将纷纷建立自己的卫星导航定位系统。今后10年内将会出现几种系统同时并存的局面。这为组合导航技术的发展提供了条件。通过对GPS、GLONASS、GALILEO等信号的组合利用,不但可提高定位精度,还可使用户摆脱对一个特定导航星座的依赖,可用性大大增强。多系统组合接收机有很好的发展前景。
2、向差分导航方向发展
使用差分导航技术，既可降低或消除那些影响用户和基准站观测量系统误差，包括信号传播延迟和导航星本身的误差，还可消除人为引入的误差，如美国在GPS中采用的选择可用性（SA）技术所引入的误差，因而与传统的伪距导航相比精度大大提高。今后，差分导航将得到越来越广泛的应用，将应用于车辆、船舶、飞机的精密导航和管理；大地测量、航测遥感和测图；地籍测量和地理信息系统（GIS）；航海、航空的远程导航等领域。其本身也会从目前的区域差分向广域差分、全球差分发展，其导航精度将从近程的米级、10厘米级提高到厘米级，从远程的米级提高到10厘米级。
3、与惯性导航技术、无线电导航技术相结合
由于INS是完全自主的导航系统，在GPS失效的情况下，INS仍可保持工作。在实际应用中，惯导系统和GPS接收机之间存在三种耦合方式：松散耦合、紧密耦合和深度耦合。在深度耦合中，GPS接收机作为一块线路板被嵌入到惯导的机箱内，这就是ECI系统。由于ECI系统能充分发挥INS和GPS两者的互补作用，并有极强的保密功能，因而美国军方已确定在三军的战术和战略飞机上用ECI逐步取代单独的GPS接收机，而最终成为作战飞机的主要导航设备。此外，GPS可与增强型定位系统（EPLS）相结合。EPLS是一种先进的无线电装置，它带有一定的自主导航能力。目前，已成功验证了可以通过网络自动把GPS转换到EPLS。
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【关键词】GPS RTK 测量 技术
一、引言
全球定位系统Global Positioning System简称GPS是美国从上世纪70年代开始研制的新一代卫星导航与定位系统，它汇集了当代最先进的空间技术、通讯技术及微电子技术，是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统，可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。
二、RTK的工作原理
RTK （Real Time Kinematic）实时动态测量系统，是GPS 测量技术与数据传输技术的结合，是GPS 测量技术中的一个新突破，它改变了传统的测量模式，能够实时提供厘米级定位精度，能够在不通视的条件下远距离传输三维坐标。RTK测量技术是经载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术。RTK系统主要由基准站接收机、数据链及移动接收机三部分组成，通常是利用2台以上的GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知点上作为基准点，另一台用来测量未知点坐标称移动站，基准站根据该点的准确坐标可求出其他卫星的距离改正数并将这一改正数发送给移动站，移动站根据距离改正数来改正其定位结果，大大提高了定位精度，从而使实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果达到厘米级精度。
RTK系统正常工作必须具备三个条件：第一，基准站和移动站同时接收5颗以上的GPS卫星信号；第二，基准站与移动站同时接收卫星信号和基准站台发出的差分信号；第三，移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号。
RTK技术与其他测量模式相比，具有定位精度高、测量自动化、集成化程度高、数据处理能力强、操作简单、使用方便的等特点。
三、RTK在测量工作中的应用
（一）RTK测量技术用于控制测量
由于RTK测量在20km内点位平面标称精度为±3cm，根据控制测量规范要求Ⅰ级导线点的点位误差为±5cm，从理论上讲RTK测量完全可以满足Ⅰ级以下导线点的技术规范要求。而常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀，GPS 静态测量，虽点间不需通视且精度高，但需要三台同时观测且时间较长需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。且应用RTK技术作控制测量无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。
（二）RTK测量技术用于地形图碎部测量
由于RKT测量精度高、速度快，所以在进行地形图碎部测量时，可以不用进行图根点控制测量，而直接根据分布在测区的一些基本控制点进行各个碎部点测量。
RTK进行碎部测量时，首先要通过2个以上的已知点的WGS-84坐标和当地坐标系坐标，计算转换参数，然后方可对基准站和称动站进行设置进行碎部测量，如果配备专业的测量地形测图软件，可以直接通过电子手簿记录即可实现数字化测图。
（三）RTK测量技术用于施工放样
施工放样就是根据已知点的坐标，通过仪器设备将所给坐标对应点的实际位置测量出来的过程。RTK放样的过程是先将已知点坐标输入RTK的外业控制器内，放样时根据控制器屏幕上箭头指示偏移量和偏移方位，前后左右移动，直到满足测量精度需要为止。采用常规仪器放样一般需要2-3个人，而且还要往往来回移动目标，工作十分繁重，放样过程中还要点间通视良好才行，在复杂环境下效率不是很高。而RTK只需有一个人就可以完成整个放样测量过程，因RTK具有观测时间短、精度高、无需通视等优点，这就使得RTK较之常规方法放样简单、方便、可靠、快捷，极大的提高了效率，因此RTK在工程放样测量中越来越让用户喜欢，使用也越来起广泛起来。
（四）RTK测量技术应用于建设用地勘测定界测量
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。
（五）RTK应用于线路定线测量
对于长距离的线路定线测量，RTK拥有常规测量技术无可比拟的优越性，RTK技术操作简单、作业方式灵活，定线可以是连续进行，也可以是在任何时候从线路的任何一点开始，方便多台仪器协同作业。
（六）RTK应用于其他方面测量
RTK技术还可应用于建筑物规划放线、断面测量、房产测量、水域测量、管线测量等其他方面。
四、应用RTK作业应注意的问题
（一）由于RTK作业时需要随时接收5颗以上卫星信号方能正确解算，所以移动站作业时应选择比较空旷地区为宜，因此RTK作业应远离有大面积水域、高大建筑物、高大树木。
（二）由于RTK采用VHF超高频无线电波作数据链，容易受到电信发射塔、无线电台、高压电等干扰以及地形起伏条件的影响，因此，作业时应尽可能远离干扰源。
（三）在雷雨天气，为防止雷击，应关机结束RTK野外作业。
五、结束语
RTK实时动态测量技术因其具有精度高、作业方便、速度快、效率高、实时性强、无需通视等优点，不但越来越成为所有测绘人员不可或缺的测量工具，而且在其他行业和领域中也越来越被认可越来越被广泛的应用起来，随着RTK技术应用的推广必将会给各行各业带来重大的经济效益和社会效益。
参考文献：
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关键词：GPS坐标转换；GPS- RTK测图；实际运用
中图分类号：K826文献标识码： A
GPS在日常工作及工程作业中的应用日渐广泛，技术也更加精确成熟，我国GPS卫星星历是采用WGS一84椭球作参照进行定位，绝大多数的建筑工程施工区都是参照地方独立坐标系，而1954北京坐标系是以克拉索夫斯基作为参考进行投影测绘的，采取的高斯一克吕格投影方式，其投影变形会对施工测量造成影响。而地方独立坐标系在城市的中央定位为中央子午线，同样以克拉索夫斯基当作参考物，把城市的平均高度当作投影面。此外，在GPS定位领域RTK的测绘技术越来越得到更多人的认可，GPS- RTK测图具有快速精确的特点，根据一定的基准点且不需要各级控制点就能够测出地物点、地形点，可见其便捷快速，能够把定位的精确度提升到厘米级，可见其精准。
一.坐标系的应用与转换
1. 坐标系的基本概念 首先为了绘图与计算的需要，需要用曲面规则的地球椭球体来代替表面比较复杂的地球。然后来确定地图投影及大地基准面，各个地区的大地基准面都是不相同的，如我国的北京54坐标系和西安80坐标系。地图投影作为一种数学转换，把地图从球面转换到平面的转换，也就是按照数学法则把地球椭球体面上经纬网转换为平面经纬网。
2. WGS一84坐标系 WGS一84坐标系是地心坐标系，GPS的测量数据以它为标准，是目前的世界大地坐标，国际协议地球参考系统。运用椭球体WGS一84作基准面，椭球体中心即为地心，以地心为原点建立的空间直角坐标系，x轴的方向即国际时间局1984.0的协议子午面和协议地极赤道交点，z轴的方向为国际时间局1984.0定义的协议地极，x轴、z轴与y轴垂直构成右手坐标系，现在GPS的星历参数及GPS使用的坐标系统就是由美国国防部绘制的WGS一84坐标系统，它能够跟踪观测和精确推算轨道。
3. 1954北京坐标系 54北京坐标系为参心坐标系，它和地心坐标系是不同的，中心与地球质心存在偏差，是参照椭球面，以大地经纬度及大地高度确定地面点来建立大地坐标系。当前我国采用最为普遍的坐标系即54北京坐标系，用克拉索夫斯基椭球为参考椭球体，而参考椭球是前苏联西伯利亚的一等网经东北换算过来的，不是从我国的天文观测资料实施定位的。
4. 地方独立坐标系 为了避免在工程和城市测量中造成误差，影响精确度，许多地区会采用地方独立坐标系，防止测区的平均高程大或者因远离中央子午线引起的长度投影出现变形，其次，如果进行水利水坝测量、大桥施工、滑坡变形监测等特殊测量，也不便使用国家坐标系 。所以要建立当地的地方独立坐标系，采用与当地平均高程相适应的椭球做参考椭球，然后以经过测量区的某个起点的经线或者经测区中心经线定为独立中央子午线，本着便于测量和计算的原则，采用某个特殊的方位和点作为地方独立坐标系的方位与原点，其平均高程面就是当地的投影面。
5. 坐标系之间的转换 不同的坐标系在实际的应用中，牵扯到它们相互之间的转换问题，局部地区一般采取相似变换法，例如七参数变换法和三参数变换法，七参数变换法需要一个地区三个以上的已知点，尺度变化K，x平移、y平移、z平移、x旋转、y旋转、z旋转。
三参数变换法是七参数变换法中的特异之变换法，在最远点间距离小于30千米的范围区域，一般运用三参数变换法，尺度变化K当做零，x平移、y平移、z平移、x旋转、y旋转、z旋转。
二 .GPS- RTK技术的应用
PTK作为一种动态定位技术，有数据链、移动站与基准站三部分构成，是基于载波相位观测值来定位的技术。可以获得观测点的三维定位。其中由基准站来接收全部的GPS卫星信号，然后通过数据链，发送观测点坐标、卫星跟踪状态、伪距观测值、载波相位观测值及接收机工作状态等一系列的数据信息。移动站负责接收基准站的数据，处理分析载波相位整周模糊度，求得移动站与基准站的坐标差值，与基准站坐标值相加得到流动站的WGS坐标，运用参数转换求得海拔高与平面坐标，另外移动站同时具有GPS信号进行跟踪的任务。
1.GPS - RTK的精准度 GPS - RTK的精准度评定标准主要包括两方面，分别是均方根RMS与载波相位的整周模糊度固定情况。RTK的观测精度主要由均方根表示，通常根据高程与平面两个均方根并根据实际情况，表示出高程坐标与平面坐标的精准度，一般平面误差小于高程误差。实际应用时基准站与移动站之间要小于6km的距离。为了保持载波相位的整周模糊度有固定值，GPS - RTK测量的条件是基准站与移动站的距离要小于15km。以此达到厘米级精确度。
2.2 参数的转换 GPS观测所采用的坐标系为WGS84大地坐标系，与通常测量运用的北京54坐标系及地方独立坐标系是不同的，坐标系之间要进行转换，在一定量的控制点上输入其地方坐标数据，然后再测出其WGS84坐标值，最后进行拟合转换参数。
三 .讨论
在坐标系的应用与转换过程中，还需要关注严密性的问题，不严密的转换为不同的坐标系的不同椭球的转换，严密的转换为不同坐标系在同一个椭球里的转换。虽然理论上空间直角坐标系可以由尺度变化、平移与旋转七参数变换确定，但是系统的误差存在说明这是不可能实现的，相似变换会影响其精确度的。所以，不同系统的坐标系变换需要依据其所需精确度按照一定公共点求解进行参数变换。另外一般大地高由水准高来代替时，建议运用拟合模型求解高程，减小不规则的大地水准面表现在高程转换残差中。
参考文献
[1]李玉宝．控制测量[M]．北京；中国建筑工业出版社，2013.
[2]王解先．WGS一84与北京54的转换问题[G]．
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[关键词]GPS技术 地籍测绘 作用分析
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-157-2
1引言
近年来我国建筑行业发展迅猛，随之对工程质量的要求也相对提高，有效的解决工程建设中涉及到的土地问题才能够真正提高工程的质量，虽然已经有很多先进的技术和设备被运用到地籍测绘中，但是GPS全球定位系统却被应用的最为广泛。因为其具有操作方法简单、测量精准度高、环境适应能力强、有效的减少人力物力等特点.这种技术在我国地籍测绘工作中起到了非常重要的作用，很大程度上推进了我国建筑工程行业的发展。
2在地籍测绘中GPS应用的优缺点分析
2.1GPS技术在地籍测绘中的优点
2.1.1观测所需要的时间短
随着科学技术的不断发展，GPS技术也在不断更新，所以观测所需要的时间也逐渐的缩短。现在，对快速静态相对定位进行测量时，每个流动站与基准站之间距离在15千米以内的，测量时间只需要1到2分钟即可定位，每站观测的时间也仅需几秒钟。对20千米以内相对静态定位测量时，仅仅需要15到20分钟。
2.1.2观测运行的效率高
GPS技术与传统的测绘方式相比，很大程度上减少了不必要的劳动。一般在没有复杂的地形情况下，想要测定半径为5km的地区仅仅需要运用GPS技术一次设站。不仅让工作效率加快，还降低了劳动难度，和外业费用的节省。具体表现有：首先，GPS所测出的数据精确度高，也不存在误差累积。在满足测量条件的区域中，使用GPS技术测量时，误差仅在厘米以内。其次，运行GPS技术时，只要电磁波通视可以进行即可，并且还不容易被外在因素所干扰。最后，自动化程度较高。
2.1.3应用广泛
GPS技术在进行测量的时候，因为他们的控制点之间不用通视，所以可以降低对点之间进行选取的要求，而且PPS网状的结构与GPS技术网精度的联系不是太大。所以，地籍测绘工作中，GPS技术以灵活的布点、测量准确度高而且还可以全天候工作等优点得以广泛的应用。
2.1.4误差小
测量地籍细部也是地籍调查的一部分，这样可以使数据误差减少。在有关的地籍调查规程中对细部测量界的误差有着明确规定，恰好GPS 技术能够满足规程中的要求.
2.1.5可提供准确的三维坐标
GPS 测量不仅能准确测定各站点距离地面的高度，还能准确测量各观测站的平面方位，三维坐标非常的准确。
2.2GPS技术在地籍测绘中的缺点
GPS在地籍测绘中也存在着一些有待改进和完善的地方。首先，购买GPS设备需要投入的费用比较高，一定程度上增加了工程的造价。其次，卫星可见度的问题也困扰着GPS在地籍测绘工作中的顺利进展。因为卫星系统的位置是不规则的，所以，在某一段时间内，卫星覆盖的范围是有限的。最后，天空中的比如说高层建筑物、大树等等一些障碍物仍然还会被影响。
3GPS技术在地籍测绘中的作用
GPS技术的迅猛发展， 给测绘工作带来了很大的变化，也对地籍测绘工作带来了非常大的影响。由于GPS定位技术具有速度快、布点灵活、精度高、全天候等优点，使 GPS定位技术在我国地籍测绘中得到广泛应用，下面具体介绍GPS定位技术测量在地籍控制测绘、土地测量、土地勘测定界和地籍细部测量中的作用。
3.1GPS 技术在地籍控制测绘中的作用
在地籍控制测绘的工作中，应用了 GPS 技术，因为两点之间可以不通视，所以只要选择与点位相符合的控制点，即便在估算精度较低的情况中，也不用要求增设和测量常规三角网的对角线。
3.1.1建立地籍控制网
地籍测绘控制测量的过程就是制定基地地籍图根控制点以及基本控制点的过程。在GPS 网设计的时候需要特别注意三个条件：尺度、方向、位置。GPS 网选点的时候要对空通视，这样是为了它能够不受电磁波传输的影响。但是不需要任意的两个点都可以通视，只需要一个点或者两个方向的点可以通视即可。在设点的时候必须要注意远离电视塔及雷达等有干扰信号的地方。
3.1.2地籍控制网的测量
在进行地籍测绘之前，需要先测量全测区，为地籍图件和采集数据打好基础。在进行地籍控制精度的测量时要根据视界址误差。控制测量里的地籍测绘，主要内容有地籍控制测量及基本控制测量两种。后者在前者的基础之上测量。每一种测量方法都需要设置相应等级的GPS 网、测边网和三角网（锁）等。
3.1.3观测数据的处理
进行数据的预处理之后，可也在进行计算观测数据平差的时候，把得到的标准值数据作为计算的基础。
3.2GPS技术在土地测量工作中的作用
由于 GPS 测量可也不用通视，所以在控制点的范围选取上可也更加广泛，它网状的结构对精度的影响上也较小。所以它可以根据城镇的规模来选择不同等级的平面控制点，以满足在《城镇地籍调查规程》中要求的误差在 5cm 范围之内的规定。
3.3GPS在土地勘测定界中的作用
审核合格后的勘测定界点，会被当作为办理土地登记证以及地籍调查的依据。在进行勘测定界的时候，规程规定了对土地整理和征用精度等相关的内容。比如界邻界与线址线或邻近的地物在距离误差上是不能超过 10cm的。在初期的勘测定界时，用常规的仪器进行测量时，精确度不高，观测范围小还容易受到外在因素的影响，也不是自动化的，从而劳作强度增加。但是 GPS 技术却可以很好的解决这些问题，并且还提高了测定的精准度和效率，保证了土地勘测定界成果的准确性。
3.4GPS在地籍细部测量中的作用
在地籍调查中，对地籍细部的测量也是重要的内容，它不仅可以测定到每宗土地的所在位置还可以测量它所处的界址点相应的数据。从有关规定中可以得知，在对地籍细部进行测量的时候，要以地籍平面控制的测量为基础，城镇中和街坊内部比较明显的界址点误差不得超过 5cm，而在村庄里和城镇中隐蔽界址点误差则不得大于 10cm。在用 GPS 技术来对地籍细部进行测量时，就可以确保测量值的精准度。在不适合用GPS技术进行测量的区域就可以用全站仪或测距仪等仪器。随着科学技术的飞速发展，GPS技术在对地籍细部测量的上发挥了重要的作用。
4结束语
综上所述，随着科学技术的不断进步，GPS 技术逐渐应用于测绘行业， 给测绘行业带来了一定的技术改革。它拥有非常多的优势，这些优势都能够很好地运用到地籍测绘工作中。GPS技术在不断发展的过程中，它的技术也在不断增强， 数据传输的稳定性、可靠性、抗干扰性也有了很大的改进。随着数据传输范围的不断扩大，软件系统在解算功能上也会取得相对的提高，所以，在地籍测绘工作中，GPS 技术的作用将越来越重要。
参考文献
[1]卜正大.浅谈地籍控制测量中 GPS 技术的特点及其应用[J].企业导报.2012（12）：95-99.
gps技术范文5
关键词：GPS;特点;实例;原理;应用
中图分类号： D035.39文献标识码：A
引言
20世纪80年代以来，随着GPS定位技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。下面，本人结合多年工作实际，就全球定位系统（GPS）及其相关应用浅谈几点看法，仅供参考研究。
1 全球定位系统（GPS)概述
1.1 GPS系统简介
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。
1.2 GPS系统的组成部分
（1）空间部分。GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55°，卫星的平均高度为20200 km，运行周期为11h58 min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。（2）地面控制系统。地面控制系统由监测站(Monitor Station）、主控制站（Master Monitor Station）、地面天线（Ground Antenna）所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市（Colorado. Springfield）。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。
（3）用户设备部分。由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）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。
1.3 GPS种类
GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
2 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：
2.1 全球全天候定位。GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务（除打雷闪电不宜观测外）。
2.2 测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50 km的基线上，其相对定位精度可达10-6m，1000km可达10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测时解其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较，其边长较差最大为0.5mm，校差中误差为0.3mm。
2.3 测站间无需通视。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。
2.4 观测时间短。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。
2.5 仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，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。
2.6 提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。
3 GPS技术应用的优点
3.1用途广泛
GPS技术可以应用于国民经济的各个领域，对于测绘工作者而言，GPS定位系统己应用：大地测量，地壳板块运动监测，建立各种工程监测网和进行各种工程测量等。GPS技术在工程测量中的应用有着广泛的前景，特别是自动变形监测系统、工程施工的自动控制系统是未来应用研究的重要方。
3.2自动化程度高
用GPS接收机进行测量时，仅需一人将天线准确地安置在测站上，量测天线高，接通电源，启动接收单元，仪器即自动开始工作，在结束测量时只需关闭电源，接收机便完成野外数据采集，若在一个测站上需要作长时间的连续测量，还可实行无人值守的数据采集，通过数据传输，将所采集的定位数据传输到数据处理中心，实现自动化的GPS测量和计算。
3.3定位精度高
短距离(15公里以内)精度可达毫米级，中、长距离(几十公里甚至几百公里)相对精度可达到10-7至10-8。差分导航的精度可达米级至厘米级。大型建筑物、构筑物变形监测，在采用特殊的观测措施、精密星历和适当的数据处理模型和软件后，平面精度可达亚毫米级，高程精度可稳定在1mm左右。
3.4全天候实时动态观测
应用GPS定位、导航，不受天气的影响，可以全天候地工作。这一特点保证了变形监测的连续性和自动化。
3.5可消除或削弱系统误差的影响
在变形监测中我们关注的是两期的变形量，而不是变形监测点本身的坐标，两期变形监测中所含的共同的系统误差虽然只会分别影响两期的坐标值，但却不会影响所求得的变形量。即在变形监测中，接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果，只要天线在监测过程中能保持固定不动即可。
4 实例说明
4.1工程概况
某工程占地70hm2多，属两山夹一沟地形，山地面积约占三分之二。最高处约100 m。山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网。考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用GPS测量。
4.2 GPS测量的技术设计
（1）设计依据
GPS测量的技术设计主要依据1999年建设部的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》及工程测量合同有关要求制定的。
（2）设计精度
根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。要求平均边长小于1km，最弱边相对中误差小于1／10000，GPS接收机标称精度的固定误差a≤15mm，比例误差系数b≤20×10-6。
（3）设计基准和网形
控制网共12个点，其中联测已知平面控制点2个（I12，I13），高程控制点5个（I12，I13，105，109，110，其高程由四等水准测得）。采用3台GPS接收机观测，网形布设成边连式。
（4）观测计划
根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度（空间位置因子PDOP），选择最佳观测时段（卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6），并编排作业调度表。
4.3 GPS测量的外业实施
（1）选点
GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。
（2）观测
根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10 s。在3个点上同时安置3台接收机天线（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。
4.4 GPS测量的数据处理
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。
gps技术范文6
关键词：GPS；地籍测绘；应用；分析
中图分类号：P228 文献标识码：A
一、地籍测绘概述
1. 地籍测绘的内容
地籍测绘是对地块权属边界的边界点坐标进行高精准度的测定，并根据要求把土地分成大小不一的份额连同附属物的地点、大小、从属关系和应用状况等元素作图在图纸上和记录在地籍测绘表册中的测绘工作。覆盖物的几何位置、地籍控制测量以及测区内地表面图形的测定等都是地籍测绘所包含的主要内容，除此之外还包括了对地籍的动态监测以及行政区划界限的测定等。地籍测量在地籍管理中确定宗地的土地权属界线、地点、大小、多少等地籍要素的需求而展开的测量和大小计算工作方面都有着很多应用。地籍测绘考量的主要因素包括地籍考查、地籍平面控制考量、土地边界点的考定、户地图的绘制和土地面积大小的计算等。
2. 地籍测绘的特征
与专业测量以及基础测量不同，地籍测量包含了与土地有关的所有测量工作，包括附着物的权利测量等。从这个方面来看，地籍测绘是一种基础性的带有行政行为的测绘，同时也是在政府职能的授予下所进行的，因此地籍测绘具有明显的行政技术行为特征。在国家的地籍管理中，地籍测绘工作能够为地籍管理提供更为可靠的地理参考系统，从这方面来看，地籍测绘还具有勘验取证法律特征。另外，地籍测绘人员具有经验丰富的土地测绘以及管理方面的知识，因此知识性也是地籍测绘的一个重要特征。
二、地籍测绘中GPS技术应用实例
1. 实例概况
我国某个地区进行地籍测绘，其首级控制测量面积为38km2，其中施测的1∶500数字化地籍测图的面积大约是15km2，首先利用GPS技术进行地籍控制测量网的建立。从本地区的实际情况来看，为了将投影变形降到最低，将其中央子午线选择为108°经线投影带。
其中，将平均高程面作为测区的高程投影面，平均高程约为446m。其中，国家一等三角点为测区内的G1、G2、G3点，这也是本次测绘GPS网的起算数据，检核点是G4、G5、G6，为了方便利用以及比较新GPS网平差计算，因此通过统一换算，将它们的二维坐标统一到中央子午线为108°的任意投影带上。
为了确保测量结果的可靠性以及准确性，利用南方GPS双频接收机三台进行外业观测，边长对比测量则是利用两台徕卡TS30全站仪。其中，在全过程中的GPS数据处理，使用的是南方GNSS后处理软件，另外，这款软件还具备网平差、测量计划以及基线解算等一系列功能。其中，基线解算为用户增设了坐标和基准的转换（即由WGS-84下的地心坐标或向国家或地方坐标系转换）功能。
2. GPS首级网平差及精度分析
（1）平差方案
在GPS首级控制网平差测量中，将基准点设置为GPS网中的G1点，在WGS-84坐标系内对GPS首级网来进行三维无约束平差，从而对内部精度的符合程度进行分析。为了分析3个国家点之间的兼容性，将已知点选择为网中的G1、G2、G3三点中的任意两个，高斯平面坐标选择为108°的任意投影带，其二维约束平差使用3种方式分别进行，从而达到兼容性的分析。
（2）平差结果精度分析
从平差方案结果来看，一是三维无约束平差没有明显的粗差，其精度较高；二是二维约束平差，无论是引入G1、G2号点还是G1、G3号点，其精度相差无几，并且与重合点坐标没有较大的差别，从而说明G1号点与G2、G3号点的兼容性较为接近；三是同时引入G1、G2、G3点来进行二维约束平差，得出的结果显示精度基本相同，从而印证了3个已知点具有良好的兼容性。从上述平差结果显示来看，最弱点点位中误差比常规四等±5cm要小，而最弱边边长也要比1/4.5万规范中规定的数值要小，因此，其精度较高。
为了对原有城建测量四等点G4、G5、G6的稳定性状况进行考察，分析了GPS首级网点的最终结果，从结果对比方面来看，原城建四等点与同名的GPS首级网点成果有一定的差异，但是差异不大。
（3）GPS加密网平差及结果精度分析
①加密网平差方案
加密网平差方案主要是为了对重合点精度以及点位中误差的变化情况进行分析，此次二维约束平差中，将加密网197个点中的15个纳入首级GPS网点，其点号分别为G1、G4、G5、G6、G7、G10、G11、G14、G16、G18、G19、G20、G22、G24、G27，加密网的二维约束平差是采用引入的15个首级控制网点的10个点的高斯平面坐标作为起算数据来进行的。
②加密网平差各方案结果精度分析
从表1和表2中可以看到对加密网平差结果精度的分析，可得出以下结论：一是加密网内的符合精度没有出现明显的粗差，其符合精度较好；二是从二维约束平差结果重合点坐标差来看，首级网与加密网具有良好的兼容性；三是增加引入网中GPS已知点中的约束点数，有利于次级GPS网精度的提高，但是并不是很明显，从而证明了GPS网不会出现误差积累的现象。
③加密网平差成果中相邻边长与光电测距边长比较及精度分析
首级GPS网、加密网正式平差成果出来以后，我们对加密网部分边，进行光电测距边长比测检验，测距边均匀分布全网，测距仪器采用徕卡TS30全站仪，所测边长经各项改正及投影归算后与GPS网边长比较精度列于表3。
（4）一、二级图根导线实测精度统计分析
边长比测后，为满足1∶500数字地籍测图需要，首先在一街区进行了一、二级图根导线加密，在GPS控制点下，采用徕卡TS30全站仪进行角度、边长测量，电子手簿自动记录，共测61条无定向闭合导线，实测结果精度列于表4。
从表3、表4的统计结果表明首级及加密网精度很理想，一、二级图根导线精度指标远优于规范要求，完全可以满足城市大比例尺地籍测量的精度要求。
结语
从上述分析中可以看出，地籍测绘是地籍管理中必不可少的组成部分，这对于我国土地管理以及土地制度的建立起到了极其重要的作用。在地籍测量过程中，GPS起到了极其重要的作用，并且准确度以及精确度较高，在地籍勘测定界中都得到了广泛的应用，为我国地籍测绘的发展进步做出了很大的贡献，值得被广泛推广。
参考文献
[1]黄明成.探究地籍地形测量工作中GPS RTK技术的应用[J].大科技，2016（1）：70-71.
[2]蒋学正.论测绘技术在地籍测量中应用研究分析[J].地球，2016（1）：66-67.