GPS快速静态特定作业方式应用性探讨

第36卷第5期 2013年5月 测绘与空问地理信息 GEOMATICS＆SPATIALINFoRMATloNTECHNOLOGY V01．36，No．5 May．，2013 GPS快速静态特定作业方式应用性探讨 朱亚财 (长春市国土资源局双阳分局，吉林长春130600) 摘要：GPS快速静态定位模式因基准站数量、接收机数量以及流动站作业时间的不同，会产生多种GPS观测基 线图形条件，不同的图形条件也会影响测量数据的精度。本文研究了特定的GPS快速静态定位作业方式的平面 精度并说明了其工程应用性。 关键词：GPS；快速静态；作业方式；精度；应用性 中图分类号：P228．4 文献标识码：B 文章编号：1672—5867【2013)05—0126—02 ResearchontheSpecialMethodofGPSRapidStaticPositioning ZHUYa—cai (ShuangyangBranchofChangchtmMunicipalBureauofLandandResources，Changchun130600，China) Abstract：WiththedifferentnumbersofbasestationsandGPSreceiversandthedifferentworkingtimeofthemobilestations，thesur- veyingdataaccuracywillbedifferent．InthispaperweresearchtheaccuracyandtheappliedpossibilityofthespecialmethodofGPS rapidstaticpositioning． Keywords：GPS；rapidstatic；workingmethods；accuracy；applicability o引言 L1，)茎萋㈣行分类 GPS快速静态定位是基于快速模糊度解算(Fastam- biguityresolutionapproach，FARA)一种静态定位方式，是 由E．Frei和G．Beuler于1990年提出的。它解决了测量 中的高精度、可靠性与高效率之间的矛盾。快速静态定 位可用于点位多、平均点距短的低等级的城市控制网、工 程控制网以及碎部测量之中。快速静态无需采用常规静 态定位中广泛采用的多机同步观测同步推进的作业方 式，从而使作业调度相对简单，更主要的是充分发挥快速 静态定位所应具有的高效率。一般常规静态定位每台接 收机要连续工作几十分钟以上，但快速静态工作模式只 需几分钟即可。快速静态在现今测绘工程中多有应用， 然而不同的快速静态作业方式相应产生不同的工程可用 性。因此从工程应用的实际需求出发，笔者对特定作业 方式的GPS快速静态测量进行了精度和工程可用性进行 了探讨。 1 GPS快速静态作业方式概述 GPS快速静态作业方式可根据作业中采用的基准站 数量进行分类，也可以根据作业中应用的GPS接收机数 量来分类，还可以根据作业时间不同形式进行分类。 单基准站作业方式在观测时段内，将一台接收机固 定在某一测站上作为基准站，并一直保持对卫星的跟踪 观测，同时其余接收机在以基准站为中心的一定范围内 流动设站作业，且在每一测站上观测一定时间，以确定该 测站与基准站间的基线向量为了保证有足够的检核条 件，一般要求每一流动测站在不同时段设站观测两次(如 图1所示)。 o A基准站 。流动站—+观测基线 图1单基站观测模式 Fig．1Observationmodeofthesinglebasestation 收稿日期：2013—03—13 作者简介：朱亚财(1961一)，男，吉林长春人，工程师，本科学历，主要从事地籍管理等国土资源领域的管理与研究工作。 万方数据 第5期 朱亚财：GPS快速静态特定作业方式应用性探讨 127 2)双基准站作业方式 双基准站作业方式将两台接收机固定在某两测站上 作为基准站，并一直保持对卫星的跟踪观测，同时，其余 接收机在一定的范围内流动设站作业，并在每一测站上 观测一定时间，以确定该测站与两基准站间的基线向量。 该作业方式一般只需在流动站上设站观测一次(如图2 所示)。 △基准站 。流动站叶观测基线·——．．基准基线 图2双基站观测模式 №．2 Observationmodeofthedoublebasestation 1．2按接收机数量进行分类 两台接收机可分为无基准站环形作业方式和单基准 站星形作业方式；三台接收机可以分为单基准站星形作 业方式和双基准站菱形作业方式；四台接收机可以分为 双基准站菱形作业方式、双基准站鱼形作业方式和双基 准站星形作业方式等。因前人文献中已有详细论述，因 此本文仅简单引用。 1．3按作业时间不同分类 GPS快速静态作业中，基准站一般作业时间固定，在 一定测区中自始至终是工作状态，而流动站因工作时间 长短可形成不同的作业效果。 当有三台以上接收机进行作业时，一台作为基准站， 另外两台作为流动站，如果流动站在未知点工作时间较 短，那么就只能形成如图1所示的单基准站星形工作模 式，若流动站在一点工作时间达到一定时间，且两个流动 站之间有一定时长的同步观测时间，则可在两流动站间 形成观测基线，构成新的检测数据(如图3所示)。 o △基准站 O流动站———◆观测基线 图3单基站快速静态观测模式 Fig．3Rapidstaticobservationmodeof themglebasestation 当应用四台接收机进行GPS快速静态测量时，采用 双基准站工作方式，各流动站在未知点的工作时间达到 足够长并且有同步观测时间，那么同理可以形成如下作 业效果(如图4所示)。 厶玉基准站c’流动站———◆观测基线 图4双基站快速静态观测模式 Fig．4Rapidstaticobservationmodeof thedoublebasestation 由此可以看出，当流动站之间形成观测基线后，对于 有四台接收机进行工作的双基站GPS快速静态测量，其 观测基线形成了图形条件较为稳固的大地四边形，这样 对于观测数据的检核起到了很好的帮助作用。本文对双 基站大地四边形GPS快速静态工作方式进行了精度和可 用性。 2案例分析 本试验区位于吉林市境内丘陵地带，采用四台南方 $82双频GPS接收机进行GPS快速静态测量，两基准站 间距约为900m，在两基准站连线两侧需要布设一些试验 点，用两台GPS接收机作为流动站，每两个试验点同步观 测10rain，将所测数据用南方GPS后处理软件进行结算， 求得各试验点精确坐标。因本地区未找到已知的国家控 制点，所以将两个基准点和12个试验点组成闭合导线，假 定其中一个基站点的坐标为已知坐标，假定一个已知方 向，用2秒级全站仪NTS312R+进行三等导线测量。基站 点和试验点位置如图5所示。 △ 0 A B o流动站 △基准站 图5基站点和试验点位置 Fig．5Locationofbasestationpointandtrialpoint 其中⋯1’和点“A’对应第一个同步观测段，点”2”和 点“B”对应第二个同步观测段，以此类推，形成多个大地 四边形。以三等导线测量所得数据为真值，对比GPS快 速静态测量数据，对比结果见表1。 (下转第132页) 万方数据 132 测绘与空间地理信息 2013卑 产生人为错误，影响数据质量。同时为保证数据库图形 和属性信息的质量，需要对图形拓扑结构、属性信息的完 整性和规范性进行检查。 在实际工作中，采用C#和ArcEn舀ne进行程序开发， 开发部分功能模块，满足数据建库和数据库检查的需求。 主要的功能模块有：属性数据入库模块、图形和属性检查 模块、图斑说明文档模块。 5．2外业调查重难点分析及措施与建议 1)提高外业调查效率 由于外业调查图斑的分布具有无规律性、较分散的 特点，在进行外业调查之前，需根据工作底图和路网图进 行室内预判，通过预判制定合适外业工作路线，保证外业 调查效率。 2)保证外业调查质量 在较短时间内完成全市所有建设用地变化图斑的外 业调查工作，必须在保证工期要求的基础上，确保外业调 查成果的质量。 在影像判读阶段，填写影像判读说明，帮助外业调查 员快速判断明确调查对象；在外业调查之前，进行技术培 训，帮助外业调查员明确调查目的，熟悉外业调查表各项 内容填写规则；在外业调查之后，及时进行数据整理工 作，争取做到当天调查当天整理；安排专人对外业调查成 果进行检查，发现错误及时改正。 6结束语 随着计算机技术的发展以及遥感技术在国土资源管 理中应用的日趋成熟，利用卫片遥感监测进行生态线遥 感监测已成为国土资源部门动态掌握全国各大中小城市 土地利用变化情况的一项手段，在加快调查工作进度、工 作精度、提高质量的同时，也避免了单纯靠人工调查而产 生的遗漏。虽然受遥感数据成本高、数据覆盖不全、技术 还需完善等多方面因素的限制，这项工作目前还不能做 到全覆盖和不间断监测。但随着各项技术的不断成熟， 遥感监测工作也将更加完善，将成为国家动态监测土地 变更的一项方便快捷、必经的工作手段。 参考文献： [1]陈建春．VisuMC++开发GIS系统——开发实例剖析 [M]．北京：电子工业出版社，2000． [2]党安荣，易善桢，贾海峰，等．ArcGIS8Desktop地理信息 系统应用指南[M]．北京：清华大学出版社，2005． [3]李小文，杨红，王日臣，等．遥感原理与应用[M]．北京： 科学技术出版社，2008． [4]彭望碌，白振平，刘湘南，等．遥感概论[M]．北京：高等 教育出版社，2003． [5]党安荣，王晓栋，陈晓峰，等．ERDASIMAGINE遥感图像 处理方法[M]．北京：清华大学出版社，2004． [6]国土资源部．土地矿产卫片执法检查工作规范(试行) [G]．北京：国土资源部，2010． [编辑：胡雪] (上接第127页) 表1导线测量与GPS快速静态测量数据对比表 Tab．1Comparisonofdatabetweentraverseand GPSrapidstaticmeasurement 从对比数值可以看出，此次GPS快速静态测量可以 接近四等导线测量的平面精度，更严格地说，此次GPS快 速静态测量严格满足一级导线测量的平面精度。 3结束语 GPS快速静态测量因作业方式和流动站作业时间的 不同，会形成多种GPS观测基线图形条件，不同的图形条 件也相应的对应产生不同精度的测量成果，本研究应用 双基站四台接收机并且两台流动站之间同步观测10min， 产生多个大地四边形的图形条件，这种稳固的图形条件 使得GPS快速静态测量达到了一级导线测量的平面精 度，这种作业方式可以应用到小范围内的控制测量中，且 在GPS电台信号较差的地区也可以正常工作，对以后的 测量工程及相关研究都有一定的参考意义。 参考文献： [1]鲍建宽，葛均友，黄浩，等．GPS快速静态定位的方法及 应用[J]．黑龙江工程学院学报(自然科学版)，2003 (4)：27—29． [2]陈建辉，骆奇峰，唐健林，等．GPS快速静态的工程应用 [J]．数字技术与应用，2010(4)160—61． [3]谢世杰．GPS快速静态定位原理及其应用[J]．测绘通 报，1992(3)：5—9． [4]朱达成．GPS快速静态定位作业方式的选择及应用[J]． 四川测绘，1995(3)：120—123． [5]戚岷浩，李欣．GPS快速静态相对定位模式的应用[J]． 水运工程，2002(9)：44—46． [编辑：胡雪] 万方数据