现代地籍技术 GPS RS GIS

现代地籍技术现代地籍技术GPS RS GISGPS RS GIS

现代地籍技术现代地籍技术GPS RS GISGPS RS GIS

现代地籍技术现代地籍技术• 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

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－ GP

S （ 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。

GPSGPS 测量在地籍中的应用测量在地籍中的应用GPSGPS 测量在地籍中的应用测量在地籍中的应用

GGPPSS测测量量在在地地籍籍中中的的应应用用


（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。

二、二、 GPSGPS 的组成的组成空间星座、地面监控、用户设备。空间星座、地面监控、用户设备。

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 )



第二节第二节 GPSGPS 定位的坐标系统与时间系统定位的坐标系统与时间系统一、 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。



第三节第三节 GPSGPS 定位基本理论定位基本理论

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





第四节第四节 GPSGPS 定位技术定位技术二、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 lpp

m×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。



第四节第四节 GPSGPS 定位技术定位技术• ( 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。



第四节第四节 GPSGPS 定位技术定位技术

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 。

第四节第四节 GPSGPS 定位技术定位技术• ( 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。



• ( 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。




• ( 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。







• 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。

• ( 一 ) 网络 RTK• 网络 RTK 技术也称“虚拟参考站技术 (Vir

tual 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




• 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。






• 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。


• ( 二 ) 精密单点定位• 精密单点定位技术 (Precise Point-Positio

ning--PPP) ，也称 PPP 技术。• 该技术由美国喷气推进实验室 (JPL) 于 1

997 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。






第五节 GPS 在地籍测量中的应用

定位技术名称精度 (m) 作用距离 (km) 观测时间 (分钟 )

经典静态 ±0.001～±0.05 1~3000 >60

快速静态 ±0.01～±0.05 <20 5-20

常规差分 GPS ±0.50～±10.00 <200 实时

事后差分 GPS ±0.50～±10.00 <200 单历元

广域差分 GPS ±0.50～±3.00 <1500 实时

实时动态 (RTK) ±0.01～±0.05 <15 实时

网络 RTK ±0.01～±0.10 <100 实时

精密单点定位 ±0.01～±0.50 全球实时



• 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；

第五节第五节 GPSGPS 在地籍测量中的应用在地籍测量中的应用



• 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





• 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。




• 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。



• 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。


• 谢谢各位• 谢谢各位

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