淺談GPS測量技術在地形測量中的應用

李志云

【摘 要】 本文首先對 GPS 技術進行了概念的詳細闡述，接下來數(shù)字化地形測量的組織進行了介紹，然后對其在數(shù)字化地形測量分析中的應用進行了分析，希望能對改善數(shù)字化地形測量有所幫助。

【關鍵詞】 GPS技術 數(shù)字化地形測量 組織 應用

1 GPS技術

伴隨著我國國家市政規(guī)劃以及工程建設的不斷需要，實施地形測量的實際重要性得到了日益的提高，并且受到了人們普遍的關注和大力重視，近幾年來有關方面測繪技術的不斷發(fā)展并且先后地應用在了地形測量過程中，這也就為地形測量過程的準確性以及科學性提供了切實的保障，在這個基礎之上加大GPS技術在數(shù)字化的地形測量應用過程中的研究對于地形測量來說顯示出更加重要的意義。

GPS，也就是我們通常所說的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它是一種具備全球性、全能性以及全天候性特點的導航、定位、定時與測速系統(tǒng)。伴隨著該技術得以進一步的日趨成熟，GPS系統(tǒng)已經被廣泛地應用到了我們的民用領域，并且日益發(fā)揮出了它的卓越的技術方面的優(yōu)勢，GPS系統(tǒng)主要包括三大部分：系統(tǒng)空間部分———GPS衛(wèi)星星座；系統(tǒng)地面控制部分———地面監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)用戶設備部分———GPS信號接收機。空間衛(wèi)星系統(tǒng)是由均勻得分布在我們地球六個軌道平面之上的二十四顆高軌道運行工作的衛(wèi)星所構成，衛(wèi)星每隔兩個小時就會沿著近圓形的軌道繞地球環(huán)繞一周運行，由星載的具有高精度特性的原子鐘所控制的無線電發(fā)射機會在“低噪聲窗口”的四周發(fā)射出L1和L2這兩種載波，然后向全球的GPS系統(tǒng)用戶的接收系統(tǒng)進行連續(xù)地播發(fā)GPS系統(tǒng)的導航信號。地面的監(jiān)控系統(tǒng)是由均勻的分布在美國本土以及三大洋的美軍基地之上的五個監(jiān)測站、1個主控站以及三個注入站所組成的。這個系統(tǒng)的主要功能是：監(jiān)控站會用GPS系統(tǒng)來接收系統(tǒng)測量到了每顆衛(wèi)星實際的偽距與距離差，然后采集氣象方面有關的數(shù)據(jù)，并且會把觀測到的數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)主控點。主控站然后就會接收到來自各個監(jiān)測站的GPS衛(wèi)星觀測到的所有數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作的狀態(tài)數(shù)據(jù)、各個監(jiān)測站以及注入自身的實際工作狀態(tài)方面的數(shù)據(jù)，及時得編算出每顆衛(wèi)星在導航過程中的實際電文并且將其傳送給系統(tǒng)注入站；控制和協(xié)調監(jiān)測站兩者之間的緊密聯(lián)系，注入時間的安排工作，要檢驗好注入衛(wèi)星導航的電文正確與否和衛(wèi)星是否已經把導航的電文發(fā)送給了GPS系統(tǒng)用戶；診斷出衛(wèi)星的實際工作狀態(tài)，實時的改變偏離軌道運行衛(wèi)星的準確位置和姿態(tài)，調整好備用衛(wèi)星用以取代失效的衛(wèi)星。系統(tǒng)注入站要接受主控站所送達的各類衛(wèi)星導航的電文并且把它注入飛越它上空的每顆衛(wèi)星的用戶接收系統(tǒng)當中，主要是由憑借無線電傳感以及現(xiàn)代計算機技術來支撐的GPS衛(wèi)星接收機以及GPS數(shù)據(jù)處理的軟件所構成。

2 數(shù)字化地形測量的組織

進行數(shù)字化地形測量工作是工程實際施工和長遠規(guī)劃的一個重要基礎，與此同時鑒于實施數(shù)字化地形的測量工作要求具備比較高的準確性以及精確性的緣故，所以事先一定要進行完善周密的組織。具體而言主要包括以下幾項工作：（1）測量工序。進行地形測量工作的主要工序可以分為兩個環(huán)節(jié)：一是要控制測量和計算機輔助平差的準確計算；二是要將碎部的數(shù)據(jù)進行采集和軟件編輯成圖。這兩個主要環(huán)節(jié)之間憑借數(shù)據(jù)傳輸作為連接的紐帶，不僅可以平行施工而且可以實施順序施工，和傳統(tǒng)的地形測量相比較的話，這會減少了中間大量的生產環(huán)節(jié)。（2）測量方案。進行數(shù)字化地形的測量項目的基本作業(yè)方案是按照儀器設備的實際條件來確定的，如果儀器設備的條件不同的話，相應的作業(yè)的方案就會各異，在一定的條件下，采用大比例尺的數(shù)字化地形的測量能夠一次性的全面布網(wǎng)直到測站點，而且能夠直接先行測圖而且不受到先控制后測圖逐級加密等相關測量原則的不必要的約束。（3）測量方法。在生產的工序上，實施數(shù)字化的地形測量工作不一定非要遵守先控制、后測圖的這一原則，控制測量和碎部測圖能夠同時進行，而且有時候能夠是先測圖后控制，只不過是后者需要把碎部成圖控制點作為基準然后憑借成圖的軟件來進行相關的測站糾正工作。

3 GPS技術在數(shù)字化地形測量相關技術中的應用

3.1 GPS技術在數(shù)字化地形測量中的應用

（1）常規(guī)測量方法的缺陷。由于測量范圍的不廣泛。一般性質的憑借人力或者是一般的機械來進行測量工作的方法，鑒于它的技術含量比較有限，在操作起來不單耗費大量人力和物力，而且它的測量范圍非常有限的緣故。搜集到的有關用于進行路線測量控制的起算點之間一般情況下也很難確保是同一個測量系統(tǒng)，國測、軍測以及城市控制點經常情況下會混雜在一起，這就導致出現(xiàn)了系統(tǒng)之間的兼容性的問題，如果采用不兼容的有關起算點的話，勢必就會影響測量的質量。（2）國家大地點破壞嚴重，影響測量作業(yè)。由于國家的基礎控制點有很大一部分是二十世紀五六十年代的時候完成的，歷經三十多年，有些控制點由于我國經濟建設的實際需要而被嚴重的破壞，有些控制點則是由于很多人缺乏必要的知識而遭到了人為的破壞。在這些區(qū)域進行實際的路線測量相關工作，經常在五十千米以上都難以找到導線的聯(lián)測點。這樣的話實施路線的控制測量的實際質量就得不到很好的保證。地面的通視困難常常會影響到常規(guī)測量工作的實施。一般情況下地形的控制點一定要布設在三百米范圍之內。但是由于通視或者其他方面的原因，這一基本條件難以得到有效滿足，甚至在大范圍的密林、密灌以及青紗帳地區(qū)，根本不能夠實施常規(guī)控制的測量工作。

3.2 GPS用于數(shù)字化地形測量的特點

測量的范圍比較廣。GPS技術由于由高測低，它的測量范圍能夠很大?？梢园凑沼嘘P實際需要來布設控制網(wǎng)，簡化加密的級別，省去聯(lián)測的過渡點。測量的精度比較高。伴隨著GPS技術的日趨成熟與快速發(fā)展，可以建立起比常規(guī)的測量工作精度更加高的控制網(wǎng)絡。各個聯(lián)測點相互之間并不要求通視，不需要建造高規(guī)標。觀測的自動化程度比較高。外業(yè)人士用電鈕來操作，內業(yè)人士用計算機來處理數(shù)據(jù)，作業(yè)的時間比較短，效率比較高。GPS技術是現(xiàn)代科學技術進步的結晶，它是衛(wèi)星技術、微電子技術、計算機技術以及天文觀測技術等諸多高科技尖端技術相結合的一種綜合產物，GPS技術的出現(xiàn)和不斷完善將會進一步得有力推進我國地形測量技術的改進，完善以及豐富地形測量的方法。

參考文獻

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