GPS測繪技術(shù)的概況及應(yīng)用研究

摘 要：近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS測繪技術(shù)逐漸成為測繪領(lǐng)域的熱門研究。GPS測繪技術(shù)是一種具有高精度、操作便捷的全新的測量技術(shù)手段。文章主要闡述了GPS系統(tǒng)組成、GPS測繪技術(shù)定位原理、特點以及在測繪工作中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS測繪技術(shù);原理;特點;應(yīng)用

引言

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，其已逐漸成為了測繪工作中的重要工具，為測繪工作提供了超前的技術(shù)支持。GPS測繪技術(shù)是一種新型的測量技術(shù)手段，與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比較，在各方面具有很大優(yōu)勢，結(jié)合具體測繪的實際需求，將GPS測繪技術(shù)作為一種先進(jìn)的測繪手段已應(yīng)用于各種領(lǐng)域。

1、GPS系統(tǒng)的組成

GPS系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分組成，具體如下[1]：

（1）空間部分

GPS的空間部分是由平均分布在6個軌道上的24顆衛(wèi)星構(gòu)成，其中21顆是工作衛(wèi)星，進(jìn)行正常的定位工作，另外的3顆是在軌備用衛(wèi)星，如若其它衛(wèi)星出現(xiàn)異常，則啟用備用衛(wèi)星，確保GPS定位工作的正常進(jìn)行。定位工作的順利進(jìn)行至少需要觀測到4顆衛(wèi)星，觀測到的GPS衛(wèi)星數(shù)量越多，越有利于定位，且精度也越好。

（2）地面控制部分

地面控制部分由1個主控站、5個全球監(jiān)測站和3個地面控制站構(gòu)成。主要任務(wù)是對于GPS衛(wèi)星的運(yùn)行、工作狀態(tài)進(jìn)行時時監(jiān)測。地面上的控制系統(tǒng)需確保所有衛(wèi)星處于同一個時間標(biāo)準(zhǔn)即GPS時間系統(tǒng)，且GPS衛(wèi)星在預(yù)定的軌道上正常運(yùn)行。

（3）用戶設(shè)備部分

用戶設(shè)備部分主要指的是GPS信號接收機(jī)，它可對接收到的GPS信號進(jìn)行變換、放大及處理，這樣能夠測量出GPS的信號從衛(wèi)星發(fā)射出來到接收到信號為止的傳播時間，由此解譯出來衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，并時時解算出該點的三維坐標(biāo)。

2、GPS測繪技術(shù)的定位原理

GPS測繪技術(shù)的定位原理包括單點定位、相對定位和差分定位[2]。

單點定位是指在待測點上安裝應(yīng)用一臺GPS信號接收機(jī)跟蹤檢測GPS衛(wèi)星信號，從而獲得待測點坐標(biāo)位置。單點定位的精度難以滿足工程測量的需求，但可以應(yīng)用于飛機(jī)導(dǎo)航、船舶航行等領(lǐng)域。

相對定位是指利用兩臺GPS信號接收機(jī)，同步接收衛(wèi)星電波，從而獲得待測點的相對位置。這種相對定位的方式一般在工程測量和大地測量中使用比較廣泛。該方法明確待測點位置大概需要半小時到1小時的時間。

差分定位是指將兩臺以上的GPS信號接收機(jī)應(yīng)用于定位過程，其中一臺GPS信號接收機(jī)安裝于基準(zhǔn)站上作為基準(zhǔn)點，其它的信號接收機(jī)安置在待測點上。待測點信號接收機(jī)在觀測GPS信號的同時也會接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的改正數(shù)，并對測量結(jié)果進(jìn)行修正，從而提高了定位精度。

3、GPS測繪技術(shù)的特點

3.1操作簡單，測速快

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，GPS測量的相關(guān)設(shè)備自動化程度也越來越高，這為技術(shù)人員的測量操作提供了便利。在進(jìn)行GPS測量工作時，技術(shù)人員只需要將相關(guān)設(shè)備放置于固定位置，接通電纜，觀察儀器的工作狀態(tài)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)即可。操作過程簡單便捷，節(jié)省了人力，技術(shù)人員可在很短的時間內(nèi)高效的完成測量工作。

3.2精確度高

隨著GPS技術(shù)的逐漸成熟，其測量精確度越來越高，這是傳統(tǒng)測量技術(shù)永遠(yuǎn)無法超越的，尤其是在靜態(tài)測量精度方面，GPS測量技術(shù)的結(jié)果已經(jīng)可以精確到毫米乃至亞毫米，在動態(tài)精度定位方面，也已經(jīng)達(dá)到了厘米級別。

3.3經(jīng)濟(jì)性能好

根據(jù)GPS測量技術(shù)使用情況的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，將GPS測量技術(shù)應(yīng)用于測繪工作中可以節(jié)省一定的費(fèi)用支出，有著良好的經(jīng)濟(jì)性能。GPS技術(shù)可以有效地降低費(fèi)用的主要原因是：GPS測量技術(shù)具有較高的測量速度，從而縮短了測量時間，故可節(jié)省費(fèi)用。

4、GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用

4.1GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

GPS測繪技術(shù)具有測量效率高、定位精度高等優(yōu)點，因此在公路工程的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，目前已用于公路工程地形圖的繪制、公路工程控制的測量、公路中線的測量、公路縱橫切面的測量等，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以滿足公路工程的實際需求。

在工程建設(shè)中，有時會出現(xiàn)各種各樣的變形現(xiàn)象。而GPS測繪技術(shù)能夠?qū)ㄖ锏囊苿泳嚯x以及具體的變形程度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，為測繪工程的安全性提供保障。

4.2GPS測繪技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國家為了土地的合理使用與管理，建立土地檔案，因此需要對土地面積、位置、邊界及土地附著物等各種信息進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，相比傳統(tǒng)的地籍測量方法，GPS測量技術(shù)以其高精度的測量優(yōu)勢被廣泛用于地籍測量。

GPS測繪技術(shù)作為一種先進(jìn)的測繪技術(shù)，將其引入到地籍測繪工作中，能夠獲得準(zhǔn)確的土地資源信息，為土地管理工作提供重要的技術(shù)支持。GPS測繪技術(shù)可用于地籍控制測繪、土地利用變更調(diào)查與監(jiān)測、地籍細(xì)部測繪、勘察定界等。

4.3GPS測繪技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用

GPS測繪技術(shù)可以用于海洋水深測量，主要過程是利用計算機(jī)對GPS信號和測深儀信號進(jìn)行同時接收，兩組數(shù)據(jù)的采集達(dá)成一致，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集延時情況，從而確保信號數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在海洋測繪中，GPS測繪技術(shù)還可對海洋災(zāi)害進(jìn)行有效的監(jiān)測和預(yù)報，從而保障經(jīng)濟(jì)及生命等各方面的安全。一般的海洋災(zāi)害監(jiān)測工作需要經(jīng)過2-3年對海底模塊運(yùn)動、海底地殼形變等情況進(jìn)行觀測和研究。通過GPS技術(shù)能夠?qū)r的更多情況進(jìn)行準(zhǔn)確探測，使海洋災(zāi)害監(jiān)測工作的整體效果得到有效提升[3]。

結(jié)束語

GPS測繪技術(shù)是一項新型現(xiàn)代化技術(shù)，基于自身操作簡單、測速快、精確性高等優(yōu)點，廣泛用于各個領(lǐng)域的測繪工作，為測量工作提供了新的方法，滿足了測繪工作不同領(lǐng)域的實際需求。今后人們應(yīng)該結(jié)合新知識不斷更新和完善GPS測繪技術(shù)，加強(qiáng)GPS測繪技術(shù)在更多行業(yè)中的應(yīng)用，保證測繪工作質(zhì)量的同時提高工作效率，從而提升我國的測繪水平。

參考文獻(xiàn)

[1]劉祥.GPS技術(shù)在現(xiàn)代地籍測量中應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué)，2012.

[2]梅煒.試論GPS測繪技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2018，20： 238-239.

[3]王琚.淺談GPS技術(shù)在海洋測繪中的有效應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2019，8： 268-269.

作者簡介：

范園，男，漢族，內(nèi)蒙古，本科就讀，內(nèi)蒙古科技大學(xué)，研究方向：測繪方向.