GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

蘇磊

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展與創(chuàng)新，加快了各項(xiàng)工程的建設(shè)速度，更多測(cè)繪新技術(shù)被應(yīng)用到工程測(cè)繪過程中，加快了工程測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展。GPS 測(cè)繪技術(shù)是工程測(cè)繪中關(guān)鍵的測(cè)繪技術(shù)之一，該技術(shù)涉及的內(nèi)容較多，具有一定的前瞻性，這樣就在一定程度上加快了工程項(xiàng)目的發(fā)展，并可以凸顯出 GPS 測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行工程測(cè)繪的過程中使用 GPS 測(cè)繪技術(shù)可以提升測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度以及測(cè)繪效率，因此，其具有非常好的發(fā)展前景?？偟膩碚f，工程測(cè)繪中應(yīng)用 GPS 測(cè)繪技術(shù)可以進(jìn)一步提升工程項(xiàng)目的品質(zhì)，并可以為工程項(xiàng)目后期使用安全提供保障。

關(guān)鍵詞 GPS控制測(cè)繪技術(shù);地理信息系統(tǒng);應(yīng)用分析

引言

GPS 技術(shù)是由國外最先研發(fā)的定位技術(shù)，并且目前在太空中已有 24 顆衛(wèi)星用于實(shí)時(shí)傳輸信號(hào)數(shù)據(jù)，而這就說明其信息傳輸能力較為強(qiáng)大。并且，目前已經(jīng)衍生出 RTK 技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于我國的地質(zhì)測(cè)繪中。那么，這就說明地質(zhì)測(cè)繪已深受 GPS 技術(shù)的影響，使得可以提升地質(zhì)測(cè)繪的測(cè)繪數(shù)據(jù)精度，從而有利于展開地質(zhì)測(cè)繪工作。

1GPS技術(shù)的工作原理

通常，在GPS的地質(zhì)測(cè)繪中，主要依靠于載波相位的方法進(jìn)行測(cè)繪，而RTK技術(shù)主要是偏向于動(dòng)態(tài)定位作用，使得可以提升GPS的定位效能。并且，在這個(gè)過程中，還可以在電子屏幕上根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)建立起三維模型，使得可以讓測(cè)繪人員精確地找尋測(cè)繪位置，而且最高可以精確值厘米單位。那么，在利用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，一方面可以利用基準(zhǔn)站和測(cè)站之間建立的數(shù)據(jù)聯(lián)系，使得將測(cè)繪所得的數(shù)據(jù)直接傳輸給流動(dòng)站。并且，流動(dòng)站不僅可以收到來自于基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，而且可以收集由GPS收集的數(shù)據(jù)，這就說明RTK可以提升地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的全面性。同時(shí)，RTK系統(tǒng)還可以利用可精確至厘米單位的差分觀測(cè)值，提高利用GPS進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪的實(shí)效性。另外，在RTK技術(shù)背景下的GPS測(cè)繪，還可以利用流動(dòng)站的多樣性，可以當(dāng)流動(dòng)站處于靜態(tài)環(huán)境時(shí)，直接切換為動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可以當(dāng)流動(dòng)站處于動(dòng)態(tài)環(huán)境時(shí)，直接進(jìn)行搜索求解[1]。

2應(yīng)用特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比，GPS測(cè)繪技術(shù)顯現(xiàn)出了更大的優(yōu)勢(shì)，其測(cè)量位置定位更加精準(zhǔn)、測(cè)量程序更加簡便且測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)度更高，因此被廣泛地應(yīng)用到工程測(cè)繪中。GPS測(cè)繪技術(shù)與電子技術(shù)進(jìn)行充分的結(jié)合，依托信息軟件可以在15min內(nèi)對(duì)20km范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)繪。當(dāng)不同的移動(dòng)臺(tái)與基準(zhǔn)站之間的距離在1.5km以內(nèi)時(shí)GPS測(cè)繪系統(tǒng)可以在2min之內(nèi)完成工程測(cè)繪內(nèi)容。可以說GPS測(cè)繪技術(shù)最大限度地提升了測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，在測(cè)繪目標(biāo)定位在5km范圍時(shí)，其精準(zhǔn)度可以控制在5～9m;當(dāng)測(cè)繪目標(biāo)定位在100～150km范圍時(shí)，其精準(zhǔn)度可以控制在6～10m;當(dāng)測(cè)繪目標(biāo)定位在1000km范圍以外時(shí)，其精準(zhǔn)度可以控制在9～10m。GPS技術(shù)可以將測(cè)繪工程測(cè)繪數(shù)據(jù)誤差控制在1m以內(nèi)，由此可以看出GPS測(cè)繪技術(shù)的精準(zhǔn)度是非常高的，是傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)無法比擬的[2]。

3GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 點(diǎn)位測(cè)設(shè)

在地質(zhì)工程勘察測(cè)繪中點(diǎn)位測(cè)設(shè)很重要，主要是測(cè)量地質(zhì)工程所在的目標(biāo)區(qū)域中的各個(gè)布點(diǎn)的高程、經(jīng)度、維度，并以此為基礎(chǔ)依據(jù)再將各個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行連接，這樣就能夠?yàn)槟繕?biāo)區(qū)域構(gòu)建一個(gè)空間分布圖，有助于對(duì)目標(biāo)區(qū)域的大小、形狀等方面進(jìn)行分析，以此為基礎(chǔ)，又可以進(jìn)一步為地質(zhì)工程的設(shè)計(jì)與施工提供精準(zhǔn)的三維空間坐標(biāo)測(cè)繪數(shù)據(jù)。在測(cè)設(shè)點(diǎn)位的過程中，主要借助GPS技術(shù)來測(cè)量目標(biāo)區(qū)域中的關(guān)鍵點(diǎn)的高程、維度以及精度，這樣就能夠精準(zhǔn)獲得每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的三維坐標(biāo)值，在借助GIS軟件構(gòu)建三維模型的功能通過三維坐標(biāo)值可以建立目標(biāo)區(qū)域的三維模型，進(jìn)而為地質(zhì)工程設(shè)計(jì)人員、施工人員提供必要的，且直觀、可視、精準(zhǔn)的空間結(jié)構(gòu)模型。

3.2 在空間分析方面應(yīng)用

在地理信息系統(tǒng)中，空間分析是至關(guān)重要的組成部分，展開空間分析能夠還原地球空間實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，從而能夠提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。如，在天氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。精準(zhǔn)度較高的空間分析可以提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。但是單純依靠地理信息系統(tǒng)展開的空間數(shù)據(jù)分析，無法精準(zhǔn)到一些細(xì)微的實(shí)物上。而融入GPS控制測(cè)繪技術(shù)，則可以通過GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集，展開更加詳盡明確的空間分析，并且能夠借助計(jì)算機(jī)技術(shù)展開空間模型構(gòu)建，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。如，當(dāng)前在無人機(jī)領(lǐng)域中，將GPS控制測(cè)繪技術(shù)導(dǎo)入到空間分析中，可以為無人機(jī)的精準(zhǔn)飛行提供最直接的數(shù)據(jù)支持，并且為無人機(jī)提供決策方案。

3.3 工程控制測(cè)量

在地質(zhì)工程勘察測(cè)繪過程中，控制測(cè)量主要是對(duì)工程所在目標(biāo)區(qū)域的地形、地貌等特征進(jìn)行測(cè)繪，并完成三維刻畫，其目的是幫助地質(zhì)工程設(shè)計(jì)人員、施工人員能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域內(nèi)的地形、地貌條件有一個(gè)詳細(xì)的了解，并為工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、施工組織安排等方面提供有價(jià)值的參考依據(jù)。傳統(tǒng)的勘察測(cè)繪工具在面對(duì)復(fù)雜地形時(shí)，倘若要獲得精準(zhǔn)的高程與坐標(biāo)難度很大，特別是工作人員無法涉及的區(qū)域，所采取的數(shù)據(jù)在精度上也無法保障。因此，采用GPS技術(shù)可解決彌補(bǔ)傳統(tǒng)放大的弊端，其中GPS-RTK是目前常用的一種GPS技術(shù)，具體包括基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)鏈、流動(dòng)站等。首先，確定目標(biāo)區(qū)域并在已知的三維坐標(biāo)的控制點(diǎn)上安裝GPS接收器，并由其對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行持續(xù)跟蹤、觀測(cè)以及調(diào)試數(shù)據(jù)，將通過衛(wèi)星獲取到的數(shù)據(jù)傳送到基準(zhǔn)站。地質(zhì)工程勘察測(cè)繪工作人員只需要手持移動(dòng)接收器在目標(biāo)區(qū)域之中對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)，同時(shí)，還需要對(duì)基站所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈進(jìn)行接受，再借助時(shí)差分處理，進(jìn)而對(duì)移動(dòng)接收器所在位置的高程、經(jīng)度、緯度進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。

4結(jié)束語

GPS測(cè)繪技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如操作比較簡便、設(shè)備比較輕巧且其測(cè)繪結(jié)果不會(huì)受到天氣等環(huán)境因素的影響，因此得到了專業(yè)人士的認(rèn)可，也得到了廣泛的應(yīng)用。可以說，GPS測(cè)繪技術(shù)為工程測(cè)繪工作提供了有力的技術(shù)保障，并為現(xiàn)代城市建設(shè)以及工程控制網(wǎng)建設(shè)提供了技術(shù)方面的支持，最大限度地保證了測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，為工程測(cè)繪工作創(chuàng)建良好的測(cè)繪環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 高邰.淺談GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（5）：42-43.

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