淺談數(shù)字化地形測量中GPS技術的應用

楊魯+袁寶+范玉翠

摘 要：本文首先介紹了數(shù)字化地形測量技術的概述，詳細闡述了數(shù)字化的地形測量技術的組織，說明了GPS技術在數(shù)字化地形測量相關技術中的應用。

關鍵詞：數(shù)字化地形測量；GPR技術；組織；應用1 GPS技術簡介

GPS技術一般情況下采用的都是測距的方式來提供我們各種各樣的數(shù)據。另外，還能夠選擇采用多普勒的定位和測速法、載波的相位法以及干涉法進行定位。GPS 技術衛(wèi)星定位的測量基本的原理為：采用GPS的接收機同時接收在某一個時刻的三顆或者是更多的GPS的衛(wèi)星數(shù)據信號，我們的用戶能夠根據這類信息準確測算出我們測站點到這三顆或者是更多的GPS衛(wèi)星的實際距離，并且精確計算出這個時刻的GPS衛(wèi)星的實際三維的坐標，按照距離交會的基本原理計算出我們測站點三維的坐標。但是GPS衛(wèi)星的定位測量應該最起碼要對四顆衛(wèi)星實施全方位觀測，從而來實施準確的定位計算。

2 數(shù)字化地形測量技術的概述

隨著我們測繪技術的不斷發(fā)展，GPS技術+測量全站儀+科學計算機的這種全數(shù)字化的地形測量新型模式正在逐漸成熟，并且已經得到了大量的普及，該類模式正在逐漸替代我們傳統(tǒng)類型的大平板儀的地形測量技術，成為我們地形測量方面比較主流的技術模式。

3 數(shù)字化的地形測量技術的組織

數(shù)字化的地形測量技術是進行工程施工和規(guī)劃的一個基礎，與此同時鑒于數(shù)字化的地形測量技術一定要求高準確度與精確度，所以需要進行比較周密的組織。詳細來講的話主要可以包括：

3.1 測量的主要工序

數(shù)字化的地形測量技術的主要生產的工序能夠總結為以下這兩個基本環(huán)節(jié)：第一個環(huán)節(jié)是控制的測量和計算機輔助的平差相關計算；第二個環(huán)節(jié)是對于碎部的數(shù)據采集和軟件的編圖成圖。

3.2 測量的基本方案

數(shù)字化的地形測量技術在項目的實際作業(yè)方案上要按照我們儀器設備的具體條件來進行確定，我們儀器設備的條件各不相同，作業(yè)的方案變化也不盡相同，一般情況下能夠選用那種靜態(tài)的GPS網作為是基本控制的方式，導線和動態(tài)作為一種加密的輔助控制方式，用支導線來補充測站點，全站儀和動態(tài)碎部的數(shù)據進行采集，然后計算機的軟件機助成圖的這一基本作業(yè)方案。

3.3 測量的主要方法

在生產的工序方面，數(shù)字化的地形測量技術不一定要始終遵循先控制后測圖的原則。在對于控制點的實際制作上，數(shù)字化的地形測量技術不一定非要把它作為是一種專門性的工作來開展，能夠按照最終成圖的編繪點的記碎部測圖。

4 GPS技術在數(shù)字化地形測量相關技術中的應用

4.1 GPS技術在數(shù)字化地形測量中的應用

4.1.1常規(guī)性測量方式所存在的缺陷

常規(guī)性測量的范圍不是很廣，同時又由于它的技術含量比較限，測量的范圍有限，用于進行路線測量控制的各個起算點之間一般情況下難以有效保證屬于同一個測量的系統(tǒng)，國測、軍測以及城市的控制點經常性地混雜在一起，這就導致存在著系統(tǒng)之間的一種兼容性的問題。

4.1.2 國家大地點的破壞比較嚴重，影響測量實際作業(yè)

由于我們國家的基礎控制點，多數(shù)都是在二十世紀的五六十年代就已經完成，歷經三十余年，部分控制點由于收到我們經濟建設的迫切需要而遭到破壞，另一部分控制點則由于我們缺乏一定的保護知識而遭到了人為性質的破壞。這樣的話路線控制實際測量的質量就不能得到有效的保證。一般性質的地形控制基本點是要求布設于三百米范圍之內。然而由于通視的這一不利原因，這一個條件就很難得到實現(xiàn)，更有甚者是在大范圍的密林、密灌以及青紗帳的地區(qū)，基本上不能夠開展常規(guī)性質的控制測量。

4.2 GPS的測量技術的特點

4.2.1測站與測站之間不需要通視

測站之間實現(xiàn)相互通視始終都是我們測量學領域的基本難題。GPS技術具有的這一特征，使得我們的選點變得更加靈活和方便。然而測站的上空一定要能夠實現(xiàn)開闊，從而使得接收GPS的衛(wèi)星信號不會受到某種干擾。

4.2.2定位的精度比較高

一般的雙頻GPS接收機的基線解精度是5mm+1ppm，然而紅外儀的標稱精度是5mm+5ppm，GPS技術測量的精度和紅外儀差不多，然而隨著測量距離的不斷增加，GPS 測量技術所具有的優(yōu)越性更加突出。

4.2.3觀測的時間比較短

采用GPS技術進行布設基本控制網的時候每一個測站點上的大概觀測時間大體上都在 30到40分鐘上下，如果采用快速靜態(tài)的定位方式的話，觀測的時間就會更短。

4.2.4能夠提供三維的坐標

GPS測量技術在實現(xiàn)精確測定出我們觀測站的平面位置的這一同時，還能夠精確得測定出觀測站所具有的大地高程。

4.2.5操作比較簡便

GPS 測量技術自動化的水平比較高。我們現(xiàn)在GPS的接收機已經趨于小型化與操作的傻瓜化，我們相關觀測人員僅僅需要把天線對中和整平，量取天線的高度，打開我們的電源就能夠實施自動的觀測，采用數(shù)據處理的軟件對于數(shù)據實施處理也就能夠求得測點的三維坐標。

4.2.6實現(xiàn)了全天候的連續(xù)作業(yè)

GPS 技術觀測能夠在任何的地點和任何的時間進行連續(xù)觀測，一般情況下都不會受到天氣狀況的不利影響。

4.3 GPS用于數(shù)字化地形測量的特點測量范圍廣

GPS測量技術由于采用的是由高測低，測量的范圍能夠非常大，能夠大大省去在聯(lián)測過程中的過渡點，測量的精度比較高。隨著GPS測量技術的不斷成熟與飛速發(fā)展，如今的技術能夠建立起比常規(guī)的測量方式精度更為高的基本控制網。我們各個聯(lián)測點相互之間不要求通視，不需要建造高的規(guī)標。觀測的自動化程度比較高。外業(yè)用的是電紐進行操作，內業(yè)采用計算機處理數(shù)據，作業(yè)的時間比較短，效率比較高。測量的成果能夠得到三維的地心坐標，比起常規(guī)性質測量的平面坐標與高程系統(tǒng)的分離狀況來說更加優(yōu)越，更加有利于我們的宇航科學和導彈發(fā)射等等類型空間科學的不斷應用。

參考文獻：

[1]周忠謨，易杰軍.GPS衛(wèi)星測量原理與應用[M].北京： 測繪出版社，1992.

[2]孟繼紅，何秀珍.數(shù)字化地形測量的幾個問題探討[J].地礦測繪，2005.3.

[3]王志武.淺談地形測量中計算機技術的應用[J].時代經貿，2007.9.endprint