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目录TOC\o"1-1"\u第一章绪论 11.1研究目的与意义 11.2国内外现状和发展趋势 11.3主要研究的内容和方法 2第二章GPS在地籍测量中的应用原理 42.1地籍 42.2地籍调查 52.3地籍测量 62.4GPSRTK技术 8第三章仪器及相关软件简介 113.1GPS(RTK)简介、系统组成及其基本原理 113.2仪器介绍与研究 133.3相关软件的介绍和研究 15第四章GPS(RTK)在地籍测量中的应用的具体实践 184.1测前对测区的准备工作 184.2RTK外业操作 194.3数据处理 23第五章地籍测图的质量评估及检测 245.1地籍测量成果的检查 245.2地籍测量成果的等级标准 26第六章结论 276.1体会 276.2结束语 27参考文献 28致谢 29第一章绪论1.1研究目的与意义地籍测量是在权属调查基础上进行的地形测量。权属调查是在现场核实宗地的土地使用者、土地用途等，并通过本宗地与相邻宗地使用者的现场指界，标定宗地界址，丈量宗地界址边长，绘制宗地草图和填写地籍调查表。在此基础上，依据权属调查资料开展地籍测量。地籍测量分为地籍控制测量和地籍细部测量两大部分，测绘每宗土地的权属界线、形状、位置、地类等，绘制地籍图，量算面积。地籍测量不同于一般地形测量，由于其成果是土地登记的重要依据，因此它是一项具有法律性质的测绘工作。

地籍管理从最初单一的税收地籍发展到产权地籍，再到现在的多用途地籍，其内涵不断丰富。在此过程中，测绘手段也取得了长足进步，测绘仪器从最初的原始工具到经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等，现在GPS技术正在不断得到应用。

GPS是由美国国防部主持研制以空中卫星为基础的无线电导航系统。该系统能为全球提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。实时差分RTK(Real—TimeKinematic)GPS是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位成果，它是GPS测量技术发展中的重大突破。随着整周模糊度能够在很短的时间内被确定，从而保证了RTK技术在野外实时得到厘米级的定位精度。现今，全球定位系统(GPS)的应用正广泛地被测量界所接受。最初，GPS的应用只涉及到控制测量和高精度的大地测量，后来，它的应用遍及各种测量领域。GPSRTK技术是在GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定向结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样，地形测图，各种控制测量带来了曙光，极大地提高了外业效率。1.2国内外现状和发展趋势世界上大多数国家早已利用数据库管理地籍信息，其地籍产品也都实现了数字化生产。现在地籍原始数据的采集，也都直接利用数字采集工具进行。跟世界上其他国家一样，我国的地籍信息也正在实现现代化管理，为此，国土资源部和各方土地部门明确要求城镇范围内的土地登记必须以数字地籍调查测量的结果为依据，全面推行现代化，规范化的地籍管理工作。美国为了充分利用GPS系统的商业价值，独霸全球的导航定位市场，近年来对GPS系统进行了一系列的更新。首先，从2000年5月2日起，停止实施“SA”政策，并将在GPS卫星L2频率信号上增设C/A码。2005年前，在GPS新型工作卫星BlockIIF上增设第三频率1176.45MHz，以提高GPS动态和静态定位精度。GPSIII计划除了继承GPS更新计划外，重点是放弃现有24颗中高轨道（MEO）卫星星座方案，采用全新的33颗HEO+GEO卫星星座（HEO为高椭圆倾角轨道，GEO为在赤道上空的静止卫星），除采用更稳定的频标和提高信号可靠性等措施外，GPSIII卫星将采用新的M码以增强保密和抗干扰功能。GPSIII预计在2015～2020年投入运行，计划将对军用平台提供25年的卫星导航服务。“北斗一号”导航定位系统是我国自主建立发展起来的，从卫星的制造到利用运载火箭发射卫星上天，都是我国的航天部门一手打造的。尽管“北斗一号”只有两颗卫星，无法达到美国GPS系统和俄罗斯GLONASS系统的功能，实现不了三维的实时定位，精度和覆盖范围方面也不尽人意，但它毕竟是我国开发自己的卫星导航定位系统的一个尝试。目前，常规的GPS测量主要使用静态，快速静态方法来建立二级以上平面控制网，GPS在地籍测量中的应用也仅限于此；GPSRTK技术主要用于地形测量的碎部点采集，施工放样等，而用来代替一，二级加密控制测量，图根控制测量，地籍测量的界址点测量尚处于实验研究阶段。1.3主要研究的内容和方法现有系统的深入研究，了解GPSRTK基准站及流动站的设置及GPSRTK测量，掌握数据处理软件TRIMBLETGO的操作，学会使用数字地籍测图软件南方Cass6.0的使用方法。地籍测量中应用RTK技术可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GIS系统，可及时地精确地获得地籍和房地产图。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析法或图解法进行细部测量。RTK技术可实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围，计算用地面积。同时,对实时动态GPS(RTK)技术的知识,地籍测量等原理方面的知识以及相关的城市和地籍图式技术方面知识进一步学习与研究.。最终要求得到一幅分幅地籍图或宗地图。首先阅读大量相关文献资料,教材及新闻背景资料,包括RTK测量的基本思想基本特点及关键技术。在地籍测量中，进行RTK定位时，基准站把观测值及测站已知坐标通过数据链发送到移动站，移动站不仅采集GPS观测数据，而且通过数据链接收到基准站数据，并在移动站上形成差分观测值后，实时求出移动站厘米级精度坐标。移动站可处于静态，也可处于动态，可以在一个固定点上进行初始化后进入动态工作，也可以在动态条件下进行初始化。GPSRTK在城镇地籍测量中的应用GPSRTK现有技术水准,国际水平探讨方面的书籍,报刊.以了解可靠性的内容,GPSRTK技术的概况和地籍测量及GPS领域的基本知识体系.然后通过实践,包括对外业和内业的实践,进一步了解GPS在地籍测量中现状及应用.接下来进行测图和制图.与此同时软件,确定数据来源的真实准确.再进行处理，最后得到一张完整的分幅数字地籍图。通过一些资料的初步了解，我可以大略的了解到一些GPSRTK技术的思想。1.应用RTK技术，使得地籍测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合。随着数据传输能力的增强，数据的稳健性，抗干扰性水平和软件水平的提高，传输距离的增加，RTK技术将在地籍测量和其他领域得到更广阔的应用。2.为了提高精度，最好选5个以上的点利用最小二乘法求解转换参数。为了校验转换参数的精度和正确性，还可以选用几个点不参与计算，而带入公式起校验作用，经过校验满足要求的转换参数认为是可靠的。3.GPSRTK测量技术的应用，将极大地推进城镇全解析的数字化地籍测量技术的发展，使城镇地籍管理和地籍测量手段实现自动化或半自动化，有力地促进城镇地籍信息系统的建设和城镇地籍管理水平的提高。当今，GPS正在越来越多的测量工作中得到应用，其在地籍测量中的应用就是其中的一例。GPS具有其他测量仪器和测量方法所不能比拟的优点。当GPS应用于地籍测量时，审查测量规范是必要的，以便人们能采纳这项新技术而不是把它当作是一个协助国内地籍测量的“鞋拔子”。当然GPS也有一些我们能够接受的限制。GPS对测量工作实施会产生巨大的影响。地籍测量需要GPS，同时，这项技术也代表了测量方法的改进，使其成为沿着高生产率方向发展的一种自然进程。第二章GPS在地籍测量中的应用原理2.1地籍2.1.1地籍的概念地籍这个名词来源于拉丁文“Catastrum”，其意为征税对象的登记。由此可见，地籍最古老，也是最基本的含义即为征税而建立的一种田赋清册。地籍不但为土地税收服务，而且还为了保护土地的产权和土地的利用规划服务。其主要内容有应纳税的土地面积，土壤质量及土地税额的登记。因此，地籍是反映土地的权属，位置，数量，质量和用途等状况的土地档案，是编制国民经济计划，制定有关政策，进行现代化建设不可缺少的重要依据之一。地籍是由国家建立和管理的。地籍资料要为国家的地籍管理提供依据，而地籍管理的对象是作为自然资源和生产资料的土地。为了全面研究土地的权属，自然和经济状况而进行的以地籍调查、土地登记、土地统计和土地评价等为主要内容的工作称为地籍工作。地籍管理的核心是土地的权属问题。所以，建立并健全地籍管理制度，不仅可以及时掌握土地数量和质量地动态变化情况，保持土地调查地现势性，而且可以利用它对土地利用及权属变更进行监督。地籍是以地块为基础建立的。在记载地块状态时，还要记载地块内附着物的状况。地籍信息包含着地籍图集，地籍数据集，地籍薄册，它们之间通过特殊的标识符连接成一个整体，这个标识符就是通常所说的地块号（宗地号或地号）。2.1.2地籍的功能目前，我国为了有效控制非农业建设占地，为了保护，节约和合理利用现有耕地，国家实施土地有偿使用制度。从发展的趋势看，地籍资料不仅仅限于土地的权属和征税功能，还应具有土地利用管理和规划的功能，从而成为多目的地籍。概括的讲，地籍有以下功能：1.地理性功能由于应用现代测量技术的缘故，在统一的坐标系内，地籍所包含的地籍图集和相关的几何数据，不但精确地表达了一块地（包括附着物）的空间位置，而且还精确完整地表达了所有地块之间在空间上的相互关系，地籍所具有的能提供地块空间关系地能力，称之为地理性功能。2.经济功能最明显的莫过于用于土地税费的征收。3.产权保护功能地籍调查和管理是国家政策支持下的依法行政行为，所形成的地籍信息具有空间性，法律性，精确性，现势性等特征。因此，地籍能为在以土地及其附着物为标的物的产权活动中提供法律性的证明材料，保护土地所有者和土地使用者的合法权益，避免土地产权纠纷。4.土地利用规划和管理功能为各类土地规划活动(包括土地利用总体规划，村镇规划，城市规划等)提供基础资料，加快规划设计速度，降低费用，使规划容易实现。另外，它还能鉴别错误的规划，避免投资失误。5.决策功能这里所指的决策是指国家制定的土地政策，方针，进行土地使用制度改革等方面的决策，也包括国家对经济发展，环境保护，人类生存等方面的决策以及个人或企业投资等方面的决策。6.管理功能地籍所提供的有关土地的类型，数量，质量和权属等基本资料，是调整土地关系，合理组织土地利用的基本依据。土地使用状况及其经济界的位置的资料，是进行土地分配，再分配及征拨土地工作的重要依据；土地的数量，质量及其分布和变化规律是组织土地利用，编制土地利用总体规划的基本资料。2.2地籍调查地籍调查是遵守国家的法律规定，采取行政，法律手段。采用科学方法，对土地及其附着物的位置，权属，数量，质量和利用现状等基本情况进行的调查，是获取和表达地籍信息的技术性手段。地籍调查不是一次性的静态工作，是根据调查时间及任务的不同，分为初始地籍调查和变更地籍调查。初始地籍调查是指对调查范围内全部土地在初始土地登记之前进行的地籍调查。变更地籍调查是指为了保护地籍的现势性和及时掌握地籍信息的动态变化而进行的经常性的地籍调查，是在初始地籍的基础上进行的，是地籍管理的经常性工作。地籍调查的目的在于弄清土地的基本状况，并把它们反映到地籍调查表中和地籍图上，首先服务于土地登记，土地统计，土地利用规划等土地管理工作，并进而满足土地的税收，城市规划，房产管理以及其他国民经济各部门的需要，随着地籍信息化的逐步完善，还要满足社会公众对地籍资料的需求。由于建立地籍的目的以及地籍制度不同，地籍调查的内容也不同。地籍调查不仅为地籍测量收集资料和采集数据，而且为土地管理和地籍管理提供法律依据，所以说，地籍要素的调查是一项十分细致和严肃的工作，要求外业调查员认真按照有关部门的规定执行。地籍调查通常采用近期的大比例尺地形图，相片平面图和影像地图等。为了保证地籍管理工作顺利开展，避免不应有的矛盾，地籍调查应遵守以下原则：（1）国家土地，房地产和城市规划等有关法律原则；（2）实事求是的原则；（3）地籍管理的原则；（4）多用途原则。地籍调查是一项综合性的系统工程，政策性，法律性和技术性都很强，工作量大，难度高，必须在充分准备，周密计划，精心组织的基础上进行。要结合本地的实际，提出任务，确定调查范围，方法，经费，人员安排，时间和实施步骤。地籍调查的成果资料主要包括：技术设计书，地籍调查表，地籍平面控制测量的原始数据，控制网点图，平差计算资料及成果表，地籍堪丈原始记录，解析界址点成果表，地籍铅笔原图和着墨二底图，宗地图，地籍分幅结合表，面积量算表及原始记录，验收报告及技术总结等。 2.3地籍测量2.3.1地籍测量的概念地籍测量是为了获取和表达地籍信息所进行的测绘工作。其基本内容是测定土地及其附着物的位置，权属界限，类型，面积等。具体如下：1.进行地籍控制测量，测定地籍基本控制点和地籍图根控制点；2.测定行政区划界线和土地权属界限的界址点坐标；3.测绘地籍图，测算土地和宗地的面积；4.进行地籍信息的动态监测，进行地籍变更测量，包括地籍图的修测，重测和地籍薄册的修编，以保证地籍成果资料的现势性与正确性；5.根据土地整理，开发与规划的要求，进行有关的地籍测量工作。地籍测量工作除了上述的野外测量和调查外，还要根据所获得的各种资料编绘地籍图。地籍图的要素应包括地籍要素和地形要素，前者是指土地权属，房产性质，土地利用分类和土地等级；后者主要指与权属有关的主要地物位置和地物地理名称。像其他测量工作一样，地籍测量也遵循一般的测量原则，即先控制后碎部，从高级到低级，由整体到局部的原则。2.3.2地籍测量的特点地籍测量与基础测绘和专业测量有着明显不同，其本质的不同表现在凡涉及土地及其附着物权力的测量都可视为地籍测量，具体表现如下：1.地籍测量是一项基础性的具有政府行为的测绘工作，是政府行使土地行政管理职能的具有法律意义的行政性技术行为；2.地籍测量为土地管理提供了精确，可靠的地理参考系统；3.地籍测量是在地籍调查的基础上进行的；4.地籍测量具有勘验取证的法律特征；5.地籍测量的技术标准必须符合土地法律的要求；6.地籍测量工作有很强的现势性；7.地籍测量技术和方法是对当今测绘技术和方法的应用集成；8.从事地籍测量的技术人员应有丰富的土地管理知识。2.3.3地籍测量的方法根据地籍精度不同及所采用的作业方式不同，地籍测量的基本方法有解析法，图解堪丈法和部分解析法3种。解析法是用比较精密的仪器直接测定或间接算出点的坐标，并根据次绘制地籍图的一种测量方法，是精度较高的地籍测量方法。测区内的界址点坐标全部由野外解析法测定。通常数字地籍测量为全解析法，一般有全野外解析法和航测数字解析法，也可以有图解解析法。全野外解析法是用全站仪实地采集全部或绝大部分数据，在相应计算机软件控制下进行数据处理并输出地籍成果资料。这种方法，可将任一宗地与测量控制网联测，埋设永久性界石，自动化程度和测量精度都比较高，是我国城市特别是大中城市应当采用而且可以采用的一种方法。此外，用航测像片做数据采集对象，利用解析测图仪或光电立体坐标量测仪进行数字地籍要素采集，也是一种解析法。图解堪丈法是通过直接量距并在近期大比例尺图上图解定出点的位置而绘制地籍图的一种测量方法，精度较低，其主要特征是只进行地籍图测绘，而不直接测定界址点的坐标。部分解析法以街坊为单位进行，以街坊外围界址点和部分内部界址点坐标或有控制作用的解析坐标为控制点，并依据宗地草图实际量得的数据填绘地籍图。2.4GPSRTK技术2.4.1GPSRTK技术的概念和基本原理GPSRTK技术是在GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定向结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样，地形测图，各种控制测量带来了曙光，极大地提高了外业效率。目前，常规的GPS测量主要使用静态，快速静态方法来建立二级以上平面控制网，GPS在地籍测量中的应用也仅限于此；GPSRTK技术主要用于地形测量的碎部点采集，施工放样等，而用来代替一，二级加密控制测量，图根控制测量，地籍测量的界址点测量尚处于实验研究阶段。RTK技术采用差分GPS三类（位置差分，伪距差分和相位差分）中的相位差分。这三类差分方式都是由基准站发送改正数，由流动站接受并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果，所不同的是发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。其两类定位误差的相关性会随基准站与流动站的空间距离的增加其定位精度迅速降低。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流动站上，基准站和流动站同时接收同一时间相同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。然后将这个改正值及时地通过无线电数据链电台传递给流动站以精化其GPS观测值，经差分改正后流动站较准确的实时位置。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。RTK分修正法和差分法。修正法是基准站将载波相位修正量发送给流动站，以改正其载波相位，然后求解坐标。差分法是将基准站采集的载波相位发送给流动站进行求差解算坐标。前者为准RTK技术，后者是真正的RTK技术。2.4.2GPSRTK技术的基本特点和思想GPSRTK技术系统配置包括以下三部分：1.基准站接收机；2.移动站接收机；3.数据链。基准站接收机设在具有已知坐标（也可无已知坐标，地势较高）的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF（OnTheFly）算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。RTK测量的基本思想是：在具有已知坐标的参考点位上安置基准站接收机，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去；流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过0TF(On—The—FIy)算法解求载波相位整周模糊度，再通过相对定位模型，实时地计算所在点相对基准站的三维坐标和精度指标。使用实时动态GPS测量，测量人员只需在完成初始化后，短时间就能完成地物点或界址点坐标测量。2.4.3GPSRTK技术的优缺点和适用场合GPS测量要求天空晴朗、开阔。在开阔的地域，特别是在乡村地区，使用GPS测量比用常规测量仪器测量具有更高的作业效率和成本效益，同时也能保持高精度。虽然这样，但是一些测量专家对采用GPS进行地籍测量一直很谨慎，原因有以下几个方面：1.费用问题最近几年GPS设备的价格虽下降很多，但是，具有完全实时双频功能的GPS设备的价格仍然比常规仪器的价格高出35%之多；2.态度谨慎人们在等待、观望，想看看GPS到底如何发展?3.使用困难市面上有一种看法，即GPS很难使用且GPS测量比使用常规方法测量花费时间长。不管什么时候，任何人看待为解决工作中的问题而使用新技术时，通常会担心为了掌握这门新技术从中获益而需要学习的问题；4.仪器淘汰太快问题人们有许多担心，由于技术发展很快，许多现在有用的仪器将很快变得落后、无用。应用GPS进行地籍测量有许多优点，同时也存在一些缺点。

优点包括如下方面：1.减少人力费用因为GPS仅仅需要一个人来操作，在要测的碎部点上呆上一、二秒进行一些处理即可完成工作；而常规的测量方法要求至少两个人来实施。2.定位精度高，测站间无需通视在没有现成基准控制点的遥远地区能进行高精度的定位计算，且定位不受人眼视线的限制。3.操作简便，容易使用随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，体积越来越小，重量越来越轻。现今，市场上的GPS测量设备使用起来相当容易，在任何条件下都能操作。4.精确的三维系统，24小时免费使用，全天候作业卫星信号覆盖全球，不受用户数量限制。在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高。观测一般不受天气状况的影响。缺点包括如下方面：1.购买设备所投入的费用很高。2.卫星可见度问题。当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖。3.天空中仍受到障碍物如大树、高大建筑物等的干扰。2.4.4实时动态GPS(RTK)运用于地籍测量GPS技术的发展已经先进到能在野外实时获取点位厘米级的水平精度的程度。被称为实时动态测量(RTK)的这种GPS测量技术正在被新西兰的规范权威机构确定为地籍测量的一种合适方法。

实时动态GPS要求有两台双频GPS接收机，两台仪器之间应有无线电遥测通信线路。其中一台接收机被指定为基台，另一台接收机作为漫游。基台接收机被安放在已知点位上，用它跟踪GPS码和进行载波测量，然后通过无线电遥测线路将测量的数据迅速送给漫游接收机。

整个GPS载波相位的计算是通过漫游接收机对载波相位模糊值的求解完成的，接着进行实时厘米级定位。这种技术被称为飞行中整周模糊度求解。当正确的载波相位值得到后就可以进行地形数据的获取。使用实时动态GPS测量，测量师只需站在感兴趣的点位几秒钟，就能快速、高效率地完成测量。

地籍测量中应用RTK技术可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GIS系统，可及时地精确地获得地籍和房地产图。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析法或图解法进行细部测量。

RTK技术可实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围，计算用地面积。第三章仪器及相关软件简介3.1GPS(RTK)简介、系统组成及其基本原理3.1.1GPS(RTK)简介RTK(RealTimeKinematic)实时动态测量系统,它是集计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS测量定位技术为一体的组合系统;它是GPS测量技术发展中的一个新突破。RTK定位精度高,可以全天侯作业,每个点的误差均为不累积的随机偶然误差。实时动态测量的基本思路是:在基准站安设一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续的观测,并将观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站(流动站);在流动站上,GPS接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理实时地计算并显示出流动站的三维坐标及精度。3.1.2GPS(RTK)系统的组成GPS(RTK)系统由基准站、若干个流动站及无线电通讯系统三部分组成。基准站包括GPS接收机、GPS天线、无线电通讯发射系统、供GPS接收机和无线电台使用的电源(汽车用12伏蓄电瓶)及基准站控制器等部分。流动站由以下几个部分组成:GPS接收机、GPS天线、无线电通讯接听系统、供GPS接收机和无线电使用的电源及流动站控制器等部分。用框图表示参见图2.1：图2.1

RTK-GPS系统结构图3.1.3GPS(RTK)的基本原理GPS系统包括三大部分:地面监控部分、空间卫星部分、用户接收部分,各部分均有各自独立的功能和作用,同时又相互配合形成一个有机整体系统。对于静态GPS测量系统,GPS系统需要二台或二台以上接收机进行同步观测,记录的数据用软件进行事后处理可得到两测站间的精密WGS-84坐标系统的基线向量,经过平差、坐标转换等工作,才能求得未知的三维坐标。现场无法求得结果,不具备实时性。RTK实时相对定位原理如图2.2所示：图2.2

RTK实时相对定位原理图2.3

GPS(RTK)数据流程如图基准站把接收道的所有卫星信息（包括伪距和载波相位观测值）和基准站的一些信息(如基站坐标天线高等)都通过无线电通讯系统传递到流动站，流动站在接收卫星数据的同时也接受基准站传递的卫星数据。流动站完成初始化后,把接收到的基准站信息传送到控制器内并将基准站的载波观测信号进行差分处理,即可实时求得未知点的坐标。数据流程如图2.3所示.3.2仪器介绍与研究3.2.1全站仪全站仪，即全站型电子速测仪。它是随着计算机和电子测距技术的发展，近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，而且也能测距，并且测量的距离长、时间短、精度高。全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或称全站仪。1.电子测距的基本原理电子测距即电磁波测距，它是以电磁波作为载波，传输光信号来测量距离的一种方法。它的基本原理是利用仪器发出的光波（光速C已知），通过测定出光波在测线两端点间往返传播的时间t来测量距离S:S=Ct/2(4.15)式中乘以1/2是因为光波经历了两倍的路程。

按这种原理设计制成的仪器叫做电磁波测距仪。根据测定时间的方式不同，又分为脉冲式测距仪和相位式测距仪。脉冲式测距仪是直接测定光波传播的时间，由于这种方式受到脉冲的宽度和电子计数器时间分辨率限制，所以测距精度不高，一般为1～5m。相位式光电测距仪是利用测相电路直接测定光波从起点出发经终点反射回到起点时因往返时间差引起的相位差来计算距离，该法测距精度较高，一般可达5～20mm。目前短程测距仪大都采用相位法计时测距。2.全站仪的组成全站仪主要由两大部分组成：（1）采集数据的专用设备主要有电子测角系统、电子测距系统、数据存储系统及自动补偿设备等。（2）过程控制机过程控制机包括与测量数据相联接的外围设备及进行计算、产生指令的微处理机。它主要用于有序地实现每一专用设备的功能。3.全站仪的分类全站仪的分类根据系统的组合不同分为组合式和整体式两类。1.组合式，也称积木式，它是指电子经纬仪和测距仪既可以分离也可以组合。用户可以根据实际工作的要求，选择测角、测距设备进行组合。2.整体式，也称集成式，它是指将电子经纬仪和测距仪做成一个整体，共用一个望远镜，外壳内还装有包括数据储存器和微处理器在内的电子器（组）件。这类仪器使用非常方便，一次瞄准就能同时测出方向和距离，其结果即可自动显示和记录。避免了人为的读数差错，精度好、效率高，几乎是同时获得平距、高差和点的坐标，电子手薄常作为附件单独连接。九十年代以来，全站仪基本上都发展成为了集成式全站仪。随着计算机技术的不断发展和用户的特殊要求以及其它工业技术的应用，全站仪进入了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪，使得全站仪在各项测绘工作中发挥着越来越大的作用。使用该仪器时，在测站上安置好仪器，照准目标（光学棱镜中心）后，在测角模式下，即可显示水平角、竖直角；按动距离测量功能键后，即可显示出测量的距离。水平角、距离、斜距可同时显示在面板上。根据测量功能选择的不同，还可进行测量放样，显示出测量的距离与设计的距离之差；也可进行坐标测量，直接测定未知点的坐标。3.3相关软件的介绍和研究3.3.1CASS6.0的简介目前市场上的数字成图软件较多，CASS软件便是其中之一。该软件是南方测绘仪器有限公司在AutoCAD2002上开发的新一代数字化地形地籍成图软件，它彻底打通了数字化成图系统与,GIS的接口，是信息产业部门认可并普遍使用的通用软件，可实现地形地物数据的自动输入、处理、分析、显示、输出，其市场占有率较高。CASS6.0是南方测绘仪器公司在AutoCAD2002上开发的新一代数字化地形地籍成图软件。其主要特色是面向GIS，彻底打通了数字化成图系统与GIS的接口。对于这一特色的主要支撑技术包括在CASS5.0属性编码基础上进一步研究开发的骨架线实时编辑、简码用户化、GIS用户码用户化等。CASS6.0在成图效率、地物编辑、符号用户化、电子平板、DTM建模及等高线绘制、地籍应用、工程应用、数字地图与GPS集成等诸多方面都有突破性进展。3.3.2CASS6.0的运行环境1.硬件环境：·CPU：Pentium133以上·内存：64MB的RAM（最少32MB）·硬盘存储空间：至少130MB的硬盘存储空间至少64MB的剩余空间·显示驱动：至少256色、800x600的分辨率支持Windows的显示适配器·鼠标或其他指点设备2.软件环境·操作系统：WindowsNT4.0，Windows9x/Me/2000/XP。AutoCAD2002/AutoCAD2000/AutoCADR143.CASS的主要功能介绍CASS的安装应该在安装完AutoCAD2002并运行一次后才可进行。CASS操作界面主要分为3个部分：顶部下拉菜单、右侧屏幕菜单和工具条。共有11项下拉菜单，右侧屏幕菜单可选择相应地形图图式符号。每个菜单项均以对话框或命令行提示的方式与用户交互应答，操作灵活方便，简单易学。几乎所有的CASS命令及AutoCAD2002的编辑命令都包含在顶部的下拉菜单中，如文件管理、数据处理、图形编辑、工程应用等命令。3.3.3CASS6.0功能与特点1.采用了较先进的系统平台与国内其他数字化测图软件及老版本的CASS相比，采用了更高级的开发平台，确保了系统界面的美观实用以及用户操作的灵活方便，借助与AutoCAD的技术优势，CASS6.0在图形编辑、图形浏览、外设接口、用户二次开发等方面均具有一定的优势。2.提供了丰富的作业模式主要有“全站仪或电子速测仪＋电子手薄”的侧记法作业模式、“平板测图＋电子清绘”的数字化仪成图模式、“全站仪或电子速测仪＋便携机”的电子平板模式等。对于带有内存的全站仪，CASS6.0还可以将其数据存储格式转换为CASS6.0的坐标数据格式。3.具有独特的地籍管理功能CASS6.0将地籍图、地籍表格和地籍管理功能融为一体，能自动生成按测区、街道、街坊或宗地划分的宗地权属图和界址点成果表；能对建筑物进行面积计算与统计；在权属图上还可以依用户要求有选择地注记宗地名，宗地类别，宗地面积、界址点名、界址点间距的内容。4.具有常用的工程计算和图形管理功能CASS6.0采用了最新的国际地形图图式，并依次调整了图层设置；为各线状地物定义了线型，方便了线状地物的信息提取和相互转换；具有土方计算和绘端面图功能；具有图幅管理功能，加入地名库，用户可通过查地名来调入所需图幅。5.较好地解决了数字化地图进入GIS的难题CASS6.0定义了属性的概念，并把这一概念贯穿于数字化成图的整个过程。3.3.4CASS6.0的命令、菜单和工具栏CASS6.0的操作界面主要分为三个部分――顶部下拉菜单、右侧屏幕菜单和工具条。每个菜单项均以对话框或命令行提示的方式与用户交互应答，灵活方便。几乎所有的CASS6.0命令及AutoCAD2000的编辑命令都包含在顶部的下拉菜单中，例如文件管理、图形编辑、工程应用等命令都在其中。第四章GPS(RTK)在地籍测量中的应用的具体实践用全站仪和RTK进行外业观测，得到测量数据，然后把测量数据自动存入仪器的数据终端，然后将数据终端通过接口设备接入计算机。采用这种方法则从外业观测到内业处理直至成果输出整个流程实现自动化。4.1测前对测区的准备工作4.1.1初步了解首先我通过任务报告书初步了解了任务的来源及工程内容，通过已有的资料对测区的现状、范围有了一定的了解。4.1.2评价与利用通过已有资料（控制方面、地形图、地籍数据、历年来所有已发证的和进行了的地籍调查的宗地界址点信息、其它电子数据）加以评价和利用。特别是地籍档案数据中的宗地编号问题、界址点编号问题、宗地资料完整性问题、准确性问题、现势性问题、土地分类标准变化和界址点坐标问题在本次地籍调查时可参照使用。4.1.3设计方案了解一下师傅们对成图方法及成图比例尺、坐标系统和高程系统、图幅规格、精度指标、限差、成果形式、软件要求和工程技术路线及作业流程设计思路和方法。4.1.4宗地草图绘制宗地草图的绘制及要求按《城镇地籍调查规程》3.2.10条执行。宗地草图是描绘宗地位置、界址点、线和相邻宗地关系的实地记录，是处理土地权属的原始资料，必须实地绘制。宗地草图记录的内容：本宗地宗地号和门牌号；宗地使用者的名称；本宗地界址点（包括相邻宗地落在本宗地界址线上的界址点）、界址点号及界址线、相邻宗地宗地号；在相应位置注记界址边长；确定宗地界址点位置、界址边方位所必须的或者其它需要的及主要建筑物和构筑物；指北线、丈量者和丈量日期及概略比例尺。4.1.5资料整理权属调查资料是地籍工作的重要成果，是进行测绘的重要依据，也是后续数据建库和登记发证的主要文书凭证，因此需对它进行归档登记并按要求装订成册。宗地资料：宗地调查资料按宗进行立卷、装袋（档案袋），档案封面必须说明土地使用者名称和土地编号、卷内资料的编号及名称目录，档案袋以街坊为单位按编号顺序放置，宗地立卷资料的规格必须一致，不得参差不齐。卷内资料按下列次序统一编号：1.地籍调查表；2.土地登记审批表（对于已发证宗地）；3.土地登记收件单；4.土地登记申请书；5.申请人身份证明。包括法人身份证明、企业营业执照、身份证件、指界委托书等；6.土地权属来源证明文件。包括批准用地的文件及征地补偿协议，出让合同书及交纳地价、税费的凭证；转让、继承等的协议书、合同书、证明书；土地权属纠纷的处理决定、判决书、裁定书；违法用地的处理文件，居委会、村委或主管部门出具的土地权属证明等；7.地上建筑物、附着物的产权证明；8.其他证明材料；9.界址点成果表；10.宗地图；11.指界通知书回执；12.权属调查笔录；13.土地证复印件（对于已发证宗地）此外，街坊结合图表、宗地关系结合图、行政界线图及有关对街坊和宗地的数据统计还应提交电子文档以便进行数字化管理。4.2RTK外业操作4.2.1基准站的操作1.架设基准点基准站仪器的架设(对中整平天线电缆及电源电缆的连接量取天线高等)；2.控制器开机按下键盘左下角绿色键（为开/关机键）：其首先进行加电自检，自检成功后显示TrimbleTSC1控制器图标，并进入TSC1主菜单。3.建立新任务此步基准站与流动站都需做但如果是用同一个控制器则流动站可省去此步骤；4.基准站的设置（1）启动基准站接收机选择测量\TrimbleRTK\启动基准站接收机。此时要输入点名与点坐标天线高。使用过的已知点将直接调出点名而不显示测站坐标,此时使用的是上次使用此站时输入的点位坐标。第一次使用的已知点会要求输入点位的三维坐标。点位坐标格式可以以三种形式输入：WGS-84大地坐标（WGS-84）、地方坐标系大地坐标（LOCAL）、地方坐标系平面坐标（GRID）。基准站应输入已知点的精确坐标。但在PPK（后处理动态）时可在输入已知坐标时，选择“此处”接收机将以基准站仪器单点定位。按下“开始”对应的F1，控制器上就会出现“断开控制器与接收机连接”提示，而且在电台的右上角出现“TRANS”在闪动。（2）分离控制器断开控制器与接收机的连接,分离控制器这样就会完成基准站操作。4.2.2流动站的操作1.连接仪器2.检查流动站设置配置测量形式\TrimbleRTK的流动站选项与流动站无线电（与基准站一致），以上操作类同于基站。3.开始测量卫星数>=5并收到电台信号后，进行初始化，使RTK=固定。初始化时可使用运动中初始化。4.测量（1）校正此步主要是为求三参数或七参数（WGS84到北京54或西安80）用的，当测区面积超过100km2时，用三参即可。如果测区有三参或七参时就不用校正了。如果没有，且为了所测点达到厘米级精度才需校正。校正时键入4个控制点（天宝建议）坐标，且四个控制点最好分布在测区周围，至少需要3个控制点。（2）测量地形点（控制点）在“测量”菜单下选择“开始测量”回车，选“测量点”显示；（3）连续地形点在“测量”菜单下选“连续地形点”显示；5.结束测量4.2.3基本控制测量地籍控制测量包括基本控制测量和图根控制测量。地籍控制网是为了开展地籍细部测量以及日常地籍测量而布设的测量控制网，因此地籍控制网的布设，在精度上要满足测定界址点坐标精度的要求，在密度上要满足辖区地籍细部测量的要求，在点位埋设上要顾及日常地籍管理的需要。本次地籍调查基本控制网由长沙市勘测设计研究院完成，其密度基本满足本次地籍测量对高等级控制网的需要。控制网的布设应遵循从整体到局部，从高级到低级，分级布网，逐级加密的原则，也可根据测区实际越级布网。基本控制点应埋设固定标石，埋石有困难的沥青或