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现代地籍技术 GPS RS GIS

现代地籍技术 GPS RS GIS. 现代地籍技术. 土地管理源于地籍、归于地籍 地籍发展的动力： 社会结构复杂化导致的社会管理的需求 法律意识的增强 推动地籍发展的关键技术：测绘技术 土地评价技术 现代地籍技术： 3S 技术，数字测量技术 基于计算机的土地评价技术. GPS 测量在地籍中的应用. 第一节 概 述 一、 GPS 定位技术的兴起及其特点 （一） GPS 发展的由来

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现代地籍技术 GPS RS GIS

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  1. 现代地籍技术GPS RS GIS

  2. 现代地籍技术 • 土地管理源于地籍、归于地籍 • 地籍发展的动力： • 社会结构复杂化导致的社会管理的需求 • 法律意识的增强 • 推动地籍发展的关键技术：测绘技术 • 土地评价技术 • 现代地籍技术：3S技术，数字测量技术 • 基于计算机的土地评价技术

  3. GPS测量在地籍中的应用 第一节 概 述 一、GPS定位技术的兴起及其特点 （一）GPS发展的由来 1958年-1964年，美国海军武器实验室 ,“海军导航卫星系统”（NAVSTAR/GPS）。 1973年，开始研制新一代卫星导航系统－全球定位系统－GPS（ Global Positioning System)。 GPS计划分三个阶段实施： 1973—1978年进行方案论证，进行理论研究和总体设计； 1978—1988进行工程研制，主要是发射GPS试验性卫星，检验GPS系统的基本性能； 1989—1993进行实用组网。整个计划耗时20年，投资300亿美元，是继阿波罗登月、航天飞机之后的第三大空间工程。

  4. GPS测量在地籍中的应用 （二）GPS的特点 • 与传统的测量技术相比，GPS定位技术有以下特点： • 1. 观测站之间无需通视。 • 2. 定位精度高。 • 3. 观测时间短。观测时间仅需数分钟十几分钟。 • 4. 操作简便。 • 5. 全天候作业。 • 前苏联自1978年，GLONASS。欧洲空间局(ESA)正在建设民用导航卫星系统。我国也建立了双星定位系统，由2颗同步卫星确定平面位置的导航系统。

  5. 二、GPS的组成空间星座、地面监控、用户设备。二、GPS的组成空间星座、地面监控、用户设备。 GPS测量在地籍中的应用 空间星座部分 21＋3颗卫星组成 卫星高度20200km 运行周期为11小时58分 卫星直径约为1.5m，重约774kg(包括310kg燃料)

  6. 第二节 GPS定位的坐标系统与时间系统 GPS测量在地籍中的应用 一、WGS-84坐标系 GPS单点定位的坐标以及相对定位中解算的基线向量属于WGS-84坐标系，而实际所用的是国家坐标系或地方坐标系，应用中要进行坐标转换。 二、时间系统 GPS建立了专用的时间系统，该系统（GPST）由主控站的原子钟控制。

  7. 第三节 GPS定位基本理论 GPS测量在地籍中的应用 GPS定位是利用测距交会原理和方法。 其定位方法有 伪距法 载波相位测量定位 差分GPS

  8. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 二、静态相对GPS定位技术 • (一)经典静态相对定位 • 两套(或两套以上)接收设备 • 同步观测4颗以上卫星 • 每时段30分钟以上 • 基线长度可达几百公里。 • 相对定位精度可达5mm十lppm×D，D为基线长度(km)。 • 适用于建立全球性或国家级大地控制网；各类精密控制测量。

  9. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • (二)快速静态定位 • 基准站与流动站 • 观测数分钟至十几分钟 • 必须有5颗卫星可供观测 • 流动站与基准站不超过15km • 基线中误差为5mm+1ppm×D。 • 缺点：二台接收机工作时，构不成闭合图形，可靠性较差。 • 适用于控制加密；工程测量、地籍测量及1KM以内的点位定位。

  10. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 三、动态相对GPS定位技术 实时动态(RTK) 常规差分GPS和PPK 广域差分GPS。

  11. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • (一)实时动态(RTK)测量技术 • 载波相位测量＋实时差分GPS测量技术 • RTK测量技术为GPS测量工作的可靠性和高效率提供了保障，对GPS测量技术的发展和普及，具有重要的现实意义。

  12. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • (二)常规差分GPS测量技术和PPK测量技术 • 常规差分GPS和PPK同属于伪距差分技术。 • 常规差分GPS的定位精度与用户至参考站的距离有关，精度的衰减率为1cm/km，在50公里之内，定位精度优于1米。 • PPK(Post-Processing Kinematic)模式是最早的GPS动态差分技术方式，其定位原理类似于常规差分GPS，只是采用数据后处理，在参考站和流动站之间不需要建立无线电通讯数据链。 • 它的缺点和常规差分GPS一样，定位的精度受参考站和流动站之间的距离限制。作用距离50公里以内。精度在5米以内。

  13. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • (三)广域差分GPS测量技术 • 根据大区域内若干个GPS参考站的观测资料和位置信息，联合解算出每个卫星的卫星钟差、轨道改正数、电离层改正数，然后将这些改正数发送给覆盖范围内的用户，用户利用这些改正信息修正观测伪距，可以提高定位精度。 • 这种定位方式打破了常规差分GPS中精度与距离的依赖关系，在参考站数千公里之外，仍然能够达到2-4米的定位精度，所以，在全国或省级土地动态监测中，这项定位技术大有作为。

  14. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • 四、新的GPS定位技术 • “实时高精度”一直是GPS定位技术的发展方向。 • 近几年，在高精度GPS定位技术方面出现了两种新的定位方法，它们是网络RTK技术和精密单点定位技术。

  15. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • (一)网络RTK • 网络RTK技术也称“虚拟参考站技术(Virtual Reference Station –VRS)”。 • 网络RTK系统最为重要的功能是长距离高精度快速动态定位。 • 1. 网络RTK定位系统的组成 • 网络RTK定位系统由以下几个部分组成： • ① 基准站单元② 数据通讯系统③ 监控分析中心④ 数据发播系统⑤ 用户应用系统

  16. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • 2. 网络RTK定位系统提供的定位服务 • ① 实时应用。以FMHDS 技术或UHF/VHF作为主要的通信手段 • 主要服务于： • 实时厘米级精度定位。技术上依靠高精度的载波相位差分实现(简称RTK)。主要用于城市实时控制测量，实时小区域大中比例尺测图与修测、工程放样和工程监测。 • 亚米级(分米量级的)精度的差分应用。主要适合于GIS更新或相应工程应用。 • 1～5米级差分精度的应用。技术上主要依靠伪距差分实现(伪距差分)。主要服务对象是船舶、车辆导航和车辆监控用户。

  17. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • 2. 网络RTK定位系统提供的定位服务 • ② 事后应用。 • 以Internet 作为主要的数据传输手段。 • 毫米或亚厘米量级定位测量。主要服务于精密控制、变形监测和精密工程建设。 • 米级和亚米级的事后差分。服务于事后GIS数据更新，如道路更新、城市管线测量等等。 • 所以，在一个城市建立网络RTK系统，能够满足各种精度要求的定位服务。系统本身提供的定位服务种类，也涵盖了目前所有的GPS测量手段，如差分GPS定位、静态定位、RTK定位等。

  18. 第四节 GPS定位技术 GPS测量在地籍中的应用 • (二)精密单点定位 • 精密单点定位技术(Precise Point-Positioning--PPP)，也称PPP技术。 • 该技术由美国喷气推进实验室(JPL) 于1997年提出。定位原理如同单点定位，采用双频载波相位观测值，需要外部提供精密的轨道和卫星钟差。

  19. 第五节 GPS在地籍测量中的应用 GPS测量在地籍中的应用

  20. 第五节 GPS在地籍测量中的应用 GPS测量在地籍中的应用 • 一、GPS定位技术在地籍控制测量中的应用 • 不要求通视，没有常规的多个技术条件限制。 • 常规静态测量、快速静态测量、RTK技术已经逐步取代常规的测量方式，成为地籍控制测量的主要手段。 • 边长大于15km：只能采取常规静态测量； • 边长在10~15km：快速静态GPS测量，或RTK模式； • 边长5~10km：GPS快速静态定位，或RTK测量模式。 • 边长小于5km：优先采用RTK方法，或快速静态定位；

  21. 第五节 GPS在地籍测量中的应用 GPS测量在地籍中的应用 • 二、GPS定位技术在地籍图测绘中的应用 • 地籍测量和土地勘测定界精度： ±5cm 或±7.5cm • RTK技术使精度、作业效率、实时性达到了最佳的融合，为地籍碎部测量提供了一种斩新的测量方式。 • 采用RTK方式进行碎部测量，与全站仪相比，速度快，作业效率高。 • 它不要求通视，不需要频繁换站，减少了全站仪频繁换站所花的时间，而且可以多个流动站同时工作。 • 据初步的应用分析，测量时间节省一半以上，测量精度和可靠性都能满足要求

  22. 第五节 GPS在地籍测量中的应用 GPS测量在地籍中的应用 • 三、GPS定位技术在土地利用变更调查和动态监测中的应用 • 1. GPS实时动态差分技术在土地利用变更调查和动态监测中的应用：RTK和RTD。 • 现在各大GPS生产厂家都推出了手持差分型GPS接收机，它轻便灵活，能记录点线、面等数据，可存储很多点的几何数据和属性特征。码相位差分达±2m～±5m精度，加分米级处理器定位精度高于±1m，其精度完全满足土地利用变更调查及其动态监测的精度要求。对于经济实力不是很好，而又要长期大面积进行土地利用变更调查和监测的单位，是一种首选的技术。

  23. 第五节 GPS在地籍测量中的应用 GPS测量在地籍中的应用 • 2. GPS后处理动态差分技术在土地利用变更调查和动态监测中的应用 • 在GPS动态差分技术中，PPK模式是动态差分技术的最早模式，采用数据后处理，其平面位置精度在±5m以内。 • 采用后处理差分方式，还可以减少数据传输链的建设费用。 • 据有关资料显示，相关科研人员在蒙古包头市、四川乐山、北京郊区等地进行了试验，其几何精度完全可以满足土地利用变更调查和动态监测的要求，可以做到方便、快速、实时。

  24. 第五节 GPS在地籍测量中的应用 GPS测量在地籍中的应用 • 四、新的GPS定位技术在地籍测绘应用展望 • 网络RTK技术已经进入到实际应用阶段。国际上最大的GPS厂商TRIMBLE公司，已经开发出商用的网络RTK系统软件―VRS系统，深圳市和成都市建成了相应的网络RTK系统。 • 根据研究，PPP技术完全可以达到厘米级的定位精度。（德国、美国、武汉大学） • 不管是后处理还是实时应用，PPP技术在地籍测绘中的应用大有作为。 • 同RTK比较，PPP技术的实时应用主要借助于移动通讯技术和互联网技术，数据链不受空间的限制，也不必事先建立一个固定的基准站。 • 所以，在任意地区，可以利用PPP技术建立地籍控制网和界址点测量。同时，PPP技术真正实现了测量个性化，在测区不需要高等级的测量控制点，不需要架设基准站，单人单机即可完成地籍测绘任务。

  25. 谢谢各位

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