GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用初探

莊宏坤

[摘 要]隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的大地測(cè)量學(xué)也取得了較大的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在對(duì)學(xué)科范圍以及學(xué)科研究對(duì)象方面的深入研究。大地測(cè)量的主要目的是精準(zhǔn)的測(cè)量出地面上某點(diǎn)在空間中的具體位置，隨著該大地測(cè)量的應(yīng)用與推廣，對(duì)其測(cè)量精度要求越來(lái)越高。GPS技術(shù)是一種全球定位技術(shù)，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，因其精確度高、速度快、費(fèi)用低的特點(diǎn)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于大地測(cè)量中。本文對(duì)GPS技術(shù)做了作了詳細(xì)的介紹，并對(duì)如何增強(qiáng)GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

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

中圖分類(lèi)號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）02-0271-01

1 引言

隨著我國(guó)信息時(shí)代的到來(lái)，各行各業(yè)都在不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，迫切的要求用新的技術(shù)來(lái)促進(jìn)發(fā)展。大地測(cè)量的主要目的是對(duì)地球的形狀以及地球隨時(shí)間變化而變化的規(guī)律，是一門(mén)對(duì)精確度要求非常嚴(yán)格的學(xué)科。GPS又稱(chēng)全球定位系統(tǒng)，具有操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、高效簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)。GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的測(cè)量方式，為其提供了有力的工作支持。本文從GPS技術(shù)出發(fā)，對(duì)GPS技術(shù)的測(cè)量原理、特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并對(duì)GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用策略進(jìn)行了深入的研究，對(duì)大地測(cè)量的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。

2 GPS技術(shù)的介紹

2.1GPS技術(shù)的測(cè)量原理

對(duì)于位置已知的空間目標(biāo)，在利用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，主要是通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行觀察形成后方交會(huì)，繼而通過(guò)接收數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的經(jīng)緯坐標(biāo)；如果有多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，就會(huì)形成很多個(gè)三角網(wǎng)形參與平差解算，繼而計(jì)算出經(jīng)緯坐標(biāo)。在測(cè)量過(guò)程中，一般選用4臺(tái)以上的GPS接收機(jī)作為一套設(shè)備，再選兩臺(tái)分為一組布設(shè)GPS點(diǎn)。

2.2GPS技術(shù)的特點(diǎn)

2.2.1定位精度高

GPS技術(shù)具備定位精度高的特點(diǎn)。GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用，大大提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。各個(gè)點(diǎn)可以直接從GPS衛(wèi)星發(fā)射出的訊號(hào)獲得三維信息，不但精度達(dá)到了0.1-0.01ppm，而且GPS技術(shù)可以滿(mǎn)足不同作業(yè)方式和處理方法對(duì)不同精度的要求。

2.2.2布點(diǎn)比較靈活

將GPS技術(shù)應(yīng)用到大地測(cè)量中，提高了其設(shè)計(jì)和布點(diǎn)的靈活性。在布點(diǎn)方面，只要保證觀察站點(diǎn)上空的視野開(kāi)闊即可，沒(méi)有過(guò)多的條件限制，增加了布點(diǎn)的靈活性。此外，將GPS技術(shù)應(yīng)用到大地測(cè)量中，即使觀測(cè)站點(diǎn)之間不通視也可以進(jìn)行測(cè)量，有利于控制網(wǎng)的選點(diǎn)和測(cè)量設(shè)計(jì)。

2.2.3適應(yīng)性較強(qiáng)

將GPS技術(shù)應(yīng)用到大地測(cè)量過(guò)程中，提高了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，因?yàn)镚PS技術(shù)有很高的適應(yīng)性，對(duì)工作環(huán)境的要求很低。大地測(cè)量的工作環(huán)境不定，有可能在干燥的沙漠中，有可能在冰天雪地的山頂，還有可能在潮濕陰暗的孤島，對(duì)測(cè)量技術(shù)提出了較大的挑戰(zhàn)。而GPS技術(shù)的適應(yīng)性很強(qiáng)，恰好滿(mǎn)足大地測(cè)量工作環(huán)境變化莫測(cè)的特性，無(wú)論在多么惡劣的工作環(huán)境中，GPS技術(shù)都具有較高的觀測(cè)效率、較強(qiáng)的適應(yīng)性和較高的機(jī)械化程度，很好解決了大地測(cè)量中環(huán)境因素的限制。

2.2.4操作簡(jiǎn)便

將GPS技術(shù)應(yīng)用到大地測(cè)量中，不僅減輕了觀測(cè)員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)也提高了大地測(cè)量工作的工作效率，操作非常簡(jiǎn)便。測(cè)量人員只需要調(diào)整好機(jī)器并調(diào)整好儀器的高度和角度進(jìn)行開(kāi)機(jī)，即可在旁邊對(duì)儀器的工作進(jìn)行監(jiān)視，只要沒(méi)有什么異常現(xiàn)象出現(xiàn)，儀器就可以自動(dòng)完成測(cè)繪工作。另外，一套完整的GPS定位儀是由天線(xiàn)、電池和主機(jī)構(gòu)成，攜帶非常方便。

3 增強(qiáng)GPS技術(shù)在大地測(cè)量中應(yīng)用的策略

3.1繪制大比例尺地形圖

在大地測(cè)量工作中，公路的選線(xiàn)大多數(shù)是在比例為1：1000或者是1：2000的帶狀地形圖上進(jìn)行的。為了更加詳細(xì)的了解和掌握整個(gè)測(cè)區(qū)控制網(wǎng)點(diǎn)分布情況，必須繪制大比例尺地形圖以及測(cè)區(qū)控制網(wǎng)略圖。

3.2公路中線(xiàn)及橫、縱斷面放樣

將GPS技術(shù)應(yīng)用到公路中線(xiàn)放樣方面，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，設(shè)計(jì)人員只需要將樁點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿中，采用GPS實(shí)時(shí)測(cè)量，GPS軟件就可以自動(dòng)定位出放樣點(diǎn)；在公路的橫面放樣時(shí)，先要確定橫斷面的放樣形式，然后把相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到GPS電子手簿中，生成施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，并把其保存起來(lái)，這樣就可以隨時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行放樣測(cè)設(shè)；在公路縱斷面進(jìn)行放樣時(shí)亦是如此。

3.3橋梁結(jié)構(gòu)放樣

橋梁結(jié)構(gòu)放樣的工作難度較高，在江河上修建大跨徑橋梁時(shí)，常常由于江面的霧氣過(guò)大以及江面寬度較大的因素，導(dǎo)致測(cè)量?jī)x器存在讀數(shù)誤差、觀測(cè)浮標(biāo)位置漂浮不定，這些都嚴(yán)重影響著測(cè)量定位的精度。將GPS技術(shù)應(yīng)用到橋梁結(jié)構(gòu)放樣中，改變了傳統(tǒng)的定位方法，采用全新的空間三點(diǎn)后方距離交會(huì)定位法進(jìn)行定位，既符合橋梁平面坐標(biāo)定位的精確度要求，，又能大大提高工作人員的工作效率。

3.4對(duì)原有的GPS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)充，增加其完整性

對(duì)于一些地面上已經(jīng)存在的控制網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法大密度的對(duì)處理本身的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行要求，甚至有時(shí)還會(huì)受到一些人為因素的干擾，為了解決這些城市以及地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)方面的問(wèn)題，要對(duì)原有的GPS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)充和加密。采用GPS技術(shù)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)的控制點(diǎn)進(jìn)行那個(gè)監(jiān)控和測(cè)量，從而促進(jìn)大地測(cè)量在地區(qū)級(jí)的應(yīng)用。

3.5對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的有效性進(jìn)行檢測(cè)

傳統(tǒng)的觀測(cè)手段和定位分布已經(jīng)跟不上當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市發(fā)展的步伐，應(yīng)該利用新技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)有效性進(jìn)行檢測(cè)，即利用GPS技術(shù)對(duì)原有地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的改造和升級(jí)，與此同時(shí)，還要設(shè)置合理的GPS網(wǎng)點(diǎn)，對(duì)GPS數(shù)據(jù)和原有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行并聯(lián)和平差處理，從而提高網(wǎng)絡(luò)的有效性和服務(wù)能力。

4 結(jié)論

與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，GPS技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)。GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工程，需要長(zhǎng)期對(duì)GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探索，充分發(fā)揮GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，從而促進(jìn)大地測(cè)量高效快速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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