GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用分析

張學(xué)斌

摘要：隨著GPS技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，被廣泛的應(yīng)用到土地測(cè)量和管理的工作中，這為有效的解決土地問(wèn)題，緩解協(xié)調(diào)人地相互之間的關(guān)系發(fā)揮了重要的作用，為實(shí)現(xiàn)土地管理的科學(xué)化和現(xiàn)代化奠定了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。因此，本文針對(duì)GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);大地測(cè)量;應(yīng)用

引言：大地測(cè)量工作是人類(lèi)了解自然環(huán)境，發(fā)展人類(lèi)社會(huì)的重要工作。由此可見(jiàn)，大地測(cè)量工作是多么的重要。然而，大地測(cè)量工作是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作。如果沒(méi)有有效的技術(shù)支持是無(wú)法有效完成的。全球定位系統(tǒng)（GPS系統(tǒng)）對(duì)于大地測(cè)量工作有著非常好的幫助，能夠?yàn)榇蟮販y(cè)量工作提供有效的支持，使測(cè)量工作更為有效，也正因?yàn)槿绱?，全球定位系統(tǒng)也成為了大地測(cè)量工作的重要手段。

一、GPS技術(shù)分析

GPS技術(shù)就是利用衛(wèi)星對(duì)時(shí)間和距離進(jìn)行測(cè)量，從而構(gòu)成全球定位系統(tǒng)，通過(guò)接收機(jī)到GPS之間的距離進(jìn)行基本測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的定位。當(dāng)?shù)孛娴腉PS接受機(jī)在接受到四顆衛(wèi)星的信號(hào)后，利用載波的相位側(cè)，從而及時(shí)測(cè)量出衛(wèi)星信號(hào)傳送到接受機(jī)所需要的時(shí)間，在結(jié)合傳輸衛(wèi)星的星歷，再將衛(wèi)星和用戶的幾個(gè)距離進(jìn)行相交后，就可以確定目標(biāo)的三維坐標(biāo)位置。

在GPS系統(tǒng)運(yùn)用過(guò)程中，具有以下特點(diǎn)：一是高精度。在實(shí)際的應(yīng)用中，全球定位系統(tǒng)的相對(duì)定位精度非常高;同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)間較短。在進(jìn)行GPS技術(shù)測(cè)量過(guò)程中不需要測(cè)站之間進(jìn)行通視覺(jué)，這在很大程度上就會(huì)節(jié)約造標(biāo)費(fèi)用;可以為用戶提供精確的三維坐標(biāo);另外，操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度比較高，能夠有效減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和緊張程度。

而大地測(cè)量工作中最基本的任務(wù)就是地面點(diǎn)定位，需要測(cè)量人員能夠精確地測(cè)量出地面點(diǎn)在空間中的位置。單靠傳統(tǒng)的測(cè)量方法根本無(wú)法滿足測(cè)量工作的需求。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，大地測(cè)量工作也已經(jīng)從單純的地面測(cè)量完善到了空中測(cè)量。隨著大地測(cè)量技術(shù)的不斷完善，人們認(rèn)識(shí)到了GPS技術(shù)的巨大作用，并開(kāi)始將該技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到大地測(cè)量技術(shù)之中。GPS技術(shù)能夠?qū)Φ孛婺繕?biāo)進(jìn)行精確定位，改變了過(guò)去落后的測(cè)量方法，不但大大提高了測(cè)量的精確度，也使測(cè)量工作更加高效，過(guò)去那種測(cè)量地區(qū)需要數(shù)天甚至數(shù)年的工作現(xiàn)在只需短短幾天的時(shí)間便可完成，這大大提高了工作效率，為其他相關(guān)工作提供更為有效的數(shù)據(jù)支持。

二、GPS應(yīng)用特點(diǎn)

2.1GPS衛(wèi)星定位技術(shù)直接獲取高精度的三維坐標(biāo)，各點(diǎn)不存在逐點(diǎn)推算和誤差積累，無(wú)需過(guò)度點(diǎn)，因而具有設(shè)計(jì)、布點(diǎn)和定位操作靈活、高精度、多用途等以及在降低勞動(dòng)強(qiáng)度、高效自動(dòng)化等方面有著常規(guī)測(cè)量無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

2.2GPS空間大地測(cè)量對(duì)地理?xiàng)l件和作業(yè)條件要求較低，GPS點(diǎn)間的建立無(wú)需點(diǎn)間通視，使用雙頻機(jī)距離幾乎不受限制，又與幾何圖形條件基本無(wú)關(guān)，對(duì)點(diǎn)、網(wǎng)、形要求相對(duì)較弱，可保證坐標(biāo)傳遞精確度。

2.3傳統(tǒng)測(cè)量平面坐標(biāo)和高程是2個(gè)彼此獨(dú)立的系統(tǒng)。GPS測(cè)量同時(shí)給出平面和高程坐標(biāo)，將平面控制和高程統(tǒng)一控制在三維空間坐標(biāo)系中，還可進(jìn)行可視化處理，因而工作效率高。

2.4GPS測(cè)量，由于電離層效應(yīng)和對(duì)流層效應(yīng)具有相似的屬性，短邊長(zhǎng)的網(wǎng)觀測(cè)精確度反而高些，使得高級(jí)網(wǎng)對(duì)低級(jí)網(wǎng)的控制作用減弱了;數(shù)據(jù)處理上，不再對(duì)一、二、三、四等網(wǎng)分別處理，GPS空間大地測(cè)量觀測(cè)量是等權(quán)的，不受邊長(zhǎng)制約。

2.5采用高精度分析軟件、精密星歷、與國(guó)際跟蹤站聯(lián)測(cè)的辦法進(jìn)行解算、平差，可獲得更高精度的成果。可以滿足大地測(cè)量網(wǎng)改造和工程應(yīng)用之急需，具有更優(yōu)越條件和更廣泛的應(yīng)用前景。

三、GPS技術(shù)在大地測(cè)量過(guò)程中的應(yīng)用

3.1繪制大比例尺地形圖。

公路選線多是在大比例尺（1∶1000或1∶2000）帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法測(cè)圖，先要建立控制點(diǎn)，然后進(jìn)行碎部測(cè)量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大，速度慢，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量可以完全克服這個(gè)缺點(diǎn)，只需在沿線每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘，即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、高程。結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息，構(gòu)成帶狀所有碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性息，而且采集速度快，因此大大降低了測(cè)圖難度。

3.2公路的橫、縱斷面放樣和土石方數(shù)量計(jì)算。

①縱斷面放樣時(shí)，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中（如：各變坡點(diǎn)樁號(hào)、直線正負(fù)坡度值、豎曲線半徑），生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲(chǔ)存起來(lái)，隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。②橫斷面放樣時(shí)，先確定出橫斷面形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中（如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設(shè)計(jì)高），生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來(lái)，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。同時(shí)軟件可以自動(dòng)與地面線銜接進(jìn)行“戴帽”工作，并利用"斷面法"進(jìn)行土石方數(shù)量計(jì)算。通過(guò)繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖。因?yàn)樗脭?shù)據(jù)都是測(cè)繪地形圖時(shí)采集而來(lái)的，不需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行縱、橫斷面測(cè)量，大大減少了外業(yè)工作。必要時(shí)可用動(dòng)態(tài)GPS到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)復(fù)合，這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用，前景又廣闊。

四、GPS技術(shù)在大地測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

GPS技術(shù)在進(jìn)行大地測(cè)量中優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：首先作業(yè)效率很高。在一般的地質(zhì)地形條件下，大大減少了在傳統(tǒng)測(cè)量過(guò)程中控制點(diǎn)和測(cè)量設(shè)備的移動(dòng)，在很大程度上降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還節(jié)約外業(yè)的費(fèi)用。其次，定位精度非常高，數(shù)據(jù)相對(duì)來(lái)說(shuō)，很可靠，很少出現(xiàn)誤差的積累，在滿足RTK測(cè)量前提下，平面和高程的精度就有可能達(dá)到厘米的級(jí)別;最后，GPS-RTK技術(shù)不需要通視，受到外界條件影響較小，更加易于操作，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的自動(dòng)化和集成化，能夠?qū)崿F(xiàn)多種測(cè)繪功能，同時(shí)還降低了工作的誤差，提高測(cè)量的精度和正確性。另外，也存在一定的局限性。比如很容易受到信號(hào)的干擾等，因此，在使用GPS技術(shù)過(guò)程中，要有效解決信號(hào)干擾的問(wèn)題，從而提高測(cè)量效率。

結(jié)語(yǔ)

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的迅速發(fā)展，給測(cè)繪工作帶來(lái)了革命性的變化，也對(duì)大地測(cè)量工作，特別是大地控制測(cè)量工作帶來(lái)了巨大的影響。應(yīng)用GPS進(jìn)行大地控制測(cè)量，點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求互相通視，這樣避免了常規(guī)大地測(cè)量控制時(shí)，控制點(diǎn)點(diǎn)位選取的局限條件，并且布設(shè)成GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)GPS網(wǎng)精度的影響也甚小。由于GPS技術(shù)具有布點(diǎn)靈活、全天候觀測(cè)、觀測(cè)及計(jì)算速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，使GPS技術(shù)在國(guó)內(nèi)各省市的城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量中得以廣泛應(yīng)用。利用GPS技術(shù)進(jìn)行大地測(cè)量的控制，沒(méi)有常規(guī)三角網(wǎng)（鎖）布設(shè)時(shí)要求近似等邊及精度估算偏低時(shí)應(yīng)加測(cè)對(duì)角線或增設(shè)起始邊等繁瑣要求，只要使用的GPS儀器精度與等級(jí)控制精度匹配，控制點(diǎn)位的選取符合GPS點(diǎn)位選取要求，那么所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足大地測(cè)量規(guī)程要求。GPS定位技術(shù)正廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，服務(wù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。人類(lèi)科技發(fā)展水平又到了一個(gè)新的高度。GPS在大地控制測(cè)量中應(yīng)用廣泛，以上是我對(duì)GPS在大地控制測(cè)量中應(yīng)用的理解，諸多不足，還請(qǐng)批評(píng)指正。

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