GPS控制測繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

王金鐘 姜婧

摘 要：科技的發(fā)展，帶動一系列高科技產(chǎn)品的誕生，國外率先采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，服務(wù)于?？諏?dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密定位、工程測量、動態(tài)觀察、設(shè)備安裝、時間傳遞和速度測量等多個領(lǐng)域。我國在成功研制衛(wèi)星發(fā)射后，也跟上太空空間監(jiān)測的步伐，為我國的建設(shè)發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。GPS又叫衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)，它包括GPS衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）和GPS信號接收機(jī)三大部分。它的產(chǎn)生為工程測繪提供更加精確的、快捷的科技測量技術(shù)，大多數(shù)的常規(guī)測量方式將被GPS技術(shù)取代。文章就GPS控制測繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討論述。

關(guān)鍵詞：GPS測繪技術(shù)；地理信息系統(tǒng)；應(yīng)用

前言

GPS（Global Positioning System 縮寫GPS）衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)，顧名思義是覆蓋整個地球，對地面上的物體進(jìn)行地面監(jiān)控并測量其三維坐標(biāo)。在控制測繪系統(tǒng)中GPS用于測量全球性的地球動態(tài)參數(shù)和全國性大地測量控制網(wǎng)、建立陸地海洋大地測量基準(zhǔn)、監(jiān)控板塊運(yùn)動狀態(tài)和捕獲地震信息、測定航空航天攝影瞬間的相機(jī)位置甚至航片、衛(wèi)片參數(shù)、進(jìn)行工程建筑設(shè)計、施工、驗(yàn)收和監(jiān)控。在對工程建筑設(shè)計、施工、驗(yàn)收和監(jiān)控中，GPS功能能夠在任何地理位置上進(jìn)行設(shè)點(diǎn)，解決了在測量中因?yàn)檎系K物、高度惡劣地形等無法進(jìn)行人工測量的問題，為工程建設(shè)提工科技支持，同時隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，GPS控制測繪技術(shù)與GIS系統(tǒng)進(jìn)行信息化的結(jié)合，把實(shí)物呈現(xiàn)給人們。

1 GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用原理

GPS系統(tǒng)定位分為靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)定位是用戶天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過程中固定不變，接收機(jī)高精度地測量GPS信號的傳播時間，聯(lián)同GPS衛(wèi)星在軌道的已知位置，從而計算固定不動的用戶天線三維坐標(biāo)。而動態(tài)定位是用GPS接收機(jī)測定一個運(yùn)動物體的運(yùn)動軌跡。

2 GPS系統(tǒng)控制測繪技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步，人造衛(wèi)星的成功升空，GPS全球定位系統(tǒng)也得到了全新的發(fā)展。從最初衛(wèi)星三角測量只能夠解決常規(guī)測量在陸地海島聯(lián)測定位問題，不能解決測得點(diǎn)位的地心坐標(biāo)，時間長，精度低，到中期的衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)時間長，不能解決連續(xù)導(dǎo)航定位，再到解決全球性、全天候、高精度的連續(xù)導(dǎo)航與定位，它的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了人們在測量測繪中困難問題，由平面控制測量逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g定位，以精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)，給測量領(lǐng)域帶來一場革命。

3 GPS系統(tǒng)控制測繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

3.1 高效性

首先，相比于早些時候使用的儀器它更具有高效性。GPS可以一次性對某一個位置進(jìn)行三維坐標(biāo)、高程測量、定位，而傳統(tǒng)測量手段必須通過兩種或兩種以上的儀器才能做到。在測繪區(qū)域網(wǎng)內(nèi)，GPS可以任意的取點(diǎn)，補(bǔ)點(diǎn)，而不需要反復(fù)測量來增加控制點(diǎn)的數(shù)量，為工程建設(shè)節(jié)省了時間浪費(fèi)，人力浪費(fèi)以及經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。

其次，在測繪工程中，測量人員一般是以平面測量為主，在主線點(diǎn)位置確定后采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行地面高程測量，對于同一區(qū)域同一方向的測量來說，需要進(jìn)行兩次不同的空間測量才能計算出立體坐標(biāo)，而GPS系統(tǒng)只要信號接收機(jī)接收到信號，就可以在接收機(jī)顯示屏上讀取該主線的每一點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

3.2 連續(xù)性

為了更好的將GPS控制測繪技術(shù)發(fā)揮功能，就要建立高精度、靈活性、均勻分布部的三維測量控制網(wǎng)，通過建立控制網(wǎng)，在測繪過程中就不會因?yàn)橐曈X、高度、障礙物、復(fù)雜的地形等因素難以測量。

3.2.1 基準(zhǔn)站建立

基準(zhǔn)站是系統(tǒng)對觀測數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行存儲，在向用戶提供測量數(shù)據(jù)?；鶞?zhǔn)站通過標(biāo)準(zhǔn)取樣方式記錄觀測數(shù)據(jù)，并每隔一段時間將測得的測量數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理中心。經(jīng)過本身系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整理結(jié)果，計算出該點(diǎn)的三維坐標(biāo)。保存該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，為今后的測量提供方便。有了GPS系統(tǒng)的支持，測量人員對控制點(diǎn)的加密就工作可以省略，因?yàn)槭虑暗幕鶞?zhǔn)站已經(jīng)將該點(diǎn)空間坐標(biāo)記錄下來。

3.2.2 實(shí)時動態(tài)差分GPS技術(shù)

本項(xiàng)技術(shù)采用了GPS在測繪中簡便、快捷、高精度的技術(shù)應(yīng)用，在對某一點(diǎn)進(jìn)行測量時，不需要通過任何控制點(diǎn)間接得出數(shù)據(jù)，而是在區(qū)域內(nèi)現(xiàn)場直接測得處某點(diǎn)坐標(biāo)位置，這給測繪工作帶來技術(shù)支持，快速可靠。實(shí)時動態(tài)差分GPS系統(tǒng)，在操作上和運(yùn)輸上也十分方便，它主要部分就是信號接收機(jī)，流動接收機(jī)和數(shù)據(jù)鏈。

最后，GPS控制測繪系統(tǒng)具有較強(qiáng)的信號跟蹤能力，且精度較高。

4 GPS控制測繪技術(shù)在地里信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 領(lǐng)域應(yīng)用

隨著GPS系統(tǒng)GIS系統(tǒng)的結(jié)合，把測繪測量帶入到更加廣闊的領(lǐng)域，除了對空間實(shí)物的測量定位，還應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測、巡航定位、城市規(guī)劃、資源管理、地面監(jiān)控，氣象信息等，通過GPS的工作原理，GIS的地理空間屬性以及測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理功能，以圖解的形勢呈獻(xiàn)給世人，讓人們對有一些微觀的事物有了更深的了解。

4.2 技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前發(fā)展階段，我們在計算機(jī)中看到地理信息地圖、氣象監(jiān)測等都是通過GPS控制測繪系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)結(jié)合的產(chǎn)物，它們在技術(shù)科學(xué)上的結(jié)合為城市的發(fā)展，人們的出行，國家的建設(shè)等提供準(zhǔn)確的、高進(jìn)度的、有效的、快捷的、真實(shí)的、方便的信息化資源。

4.3 生活應(yīng)用

在生活和工作中GPS也發(fā)揮著重要應(yīng)用。對國家景點(diǎn)進(jìn)行了解時，就可通過GPS控制測繪技術(shù)在城市GIS系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行有效的查找，并對周圍的環(huán)境和地理情況進(jìn)行網(wǎng)上查詢，從而了解實(shí)際中的道路景觀位置，便于旅游出行。還有就是現(xiàn)在的手機(jī)搜索可視地圖的應(yīng)用，也運(yùn)用了該功能，能夠更加精準(zhǔn)的確定手機(jī)位置，并在實(shí)際的生活中進(jìn)行地理搜索，方便人們查找企業(yè)或辦公地點(diǎn)的位置，節(jié)省時間在路途中的浪費(fèi)。其次在使用該功能時，還可以進(jìn)行手機(jī)綁定，在丟失的情況下通過GPS定位系統(tǒng)能夠確定目標(biāo)位置。在警察辦案中，GPS系統(tǒng)也發(fā)揮著重要作用，通過目標(biāo)上對話確定信息來源位置，鎖定目標(biāo)，能夠及時有效的進(jìn)行抓捕工作。

5 結(jié)束語

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，“3S”系統(tǒng)已經(jīng)成為測繪系統(tǒng)的主流，而科學(xué)技術(shù)是在不斷的發(fā)展中，系統(tǒng)也會隨之發(fā)展，GPS系統(tǒng)將在地理信息系統(tǒng)中得到更加完善的技術(shù)應(yīng)用，未來會以更高精度、更多領(lǐng)域支持為目標(biāo)，促進(jìn)各個領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步。

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