分析實(shí)時(shí)三角測(cè)繪在測(cè)繪信息中的應(yīng)用

姚宇鵬 蚌埠市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

在對(duì)土地沉降情況進(jìn)行測(cè)繪過(guò)程中能夠，使用傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中需要通過(guò)搭建固定的測(cè)量點(diǎn)，構(gòu)建相應(yīng)的測(cè)繪網(wǎng)絡(luò)的方式，來(lái)完成相應(yīng)的測(cè)繪工作，在網(wǎng)格測(cè)量過(guò)程中，需要人工利用全站儀等設(shè)備進(jìn)行測(cè)繪管理，需要大量的人力，還會(huì)對(duì)周邊的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與交通造成影響，因此，將5G技術(shù)引入實(shí)時(shí)三角測(cè)繪之中是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，提高測(cè)量效率。

一、沉降控制測(cè)量需求分析

想要提高對(duì)沉降量測(cè)量的準(zhǔn)確性，要根據(jù)測(cè)量精度需求以及外界環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行多次測(cè)量，再將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，研究沉降幅度與沉降速率，無(wú)論哪種測(cè)量環(huán)境需求，都要對(duì)三維高精度位移與測(cè)量點(diǎn)的分布密度進(jìn)行測(cè)量[1]。

（一）三維高精度位移測(cè)量

通過(guò)利用高程位移以及水平位移測(cè)量技術(shù)來(lái)對(duì)沉降控制點(diǎn)進(jìn)行勘測(cè)，能夠獲得三維位移數(shù)據(jù)，通過(guò)全站儀可以達(dá)到的測(cè)量精度誤差不超過(guò)5 毫米，實(shí)際的測(cè)量區(qū)域中，沉降控制點(diǎn)發(fā)生的位移幅度在幾十到上百的區(qū)間范圍內(nèi)，若每天進(jìn)行測(cè)量，將難以使動(dòng)態(tài)測(cè)量的精準(zhǔn)度得到提升。尤其是測(cè)量大面積沉降時(shí)，因?yàn)榈叵麻_采造成的震動(dòng)會(huì)影響測(cè)量質(zhì)量，導(dǎo)致測(cè)量精度下降。

高分辨率測(cè)繪遙感是一種新型技術(shù)，想要使地球感測(cè)的精度更好，應(yīng)使用遙感衛(wèi)星的方式進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)提高衛(wèi)星遙感的精度和分辨率，是未來(lái)的主要研究發(fā)展方向，可以覆蓋更大的衛(wèi)星體系，從而獲得更加全面的信息（如圖1），為大量新測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)創(chuàng)造了有利條件，利用高精度成像建模，能夠搭建出較為完整的信息測(cè)繪及處理系統(tǒng)。立體成像技術(shù)與衛(wèi)星高分辨率成像技術(shù)的進(jìn)步，讓加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星測(cè)繪的利用，提高信息獲取的真實(shí)性和高效性。[2]（如表1）。

表1 衛(wèi)星10m 多光譜數(shù)據(jù)基本參數(shù)及波段特征

圖1 地理空間信息圖

（二）加大測(cè)量點(diǎn)的分布密度

對(duì)地理信息進(jìn)行實(shí)施測(cè)量時(shí)，可以使用嵌入式設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)增加數(shù)據(jù)量以提高挖掘結(jié)果精度，測(cè)量點(diǎn)布局后應(yīng)維持初始狀態(tài)，則動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法建立。運(yùn)用5G 先進(jìn)技術(shù)所建立的新型組網(wǎng)模式能夠達(dá)到對(duì)全部測(cè)量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理的目的，組網(wǎng)密度得以提高，有利于提高對(duì)沉降系數(shù)的控制精度[3]。

（三）測(cè)量目標(biāo)的相互促進(jìn)

傳統(tǒng)方法一般使用紅外激光照射的方式，該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，整體精準(zhǔn)度較高，并且延遲作用小，但無(wú)法應(yīng)用在對(duì)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量中，通常情況下，最多可實(shí)現(xiàn)對(duì)5個(gè)測(cè)量點(diǎn)的構(gòu)建測(cè)線。這種方法會(huì)受到多種因素所影響，全部測(cè)點(diǎn)需提升安裝位置，盡可能屏蔽干擾，獲取數(shù)據(jù)難度大，會(huì)占用過(guò)多的計(jì)算資源。在5G 技術(shù)的支持下，使平差算法和雙模衛(wèi)星定位相融合，再搭配高精度相位測(cè)量法，既提高了測(cè)量精度，還增加了測(cè)點(diǎn)密度。

二、控制點(diǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)

（一）整體模塊架構(gòu)設(shè)計(jì)分析

控制點(diǎn)設(shè)備擁有地球坐標(biāo)系定位和測(cè)量三角邊長(zhǎng)數(shù)據(jù)兩項(xiàng)功能，兩組數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)整理后能夠獲得比較完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)備運(yùn)用單獨(dú)的系統(tǒng)完成微波發(fā)送與接收的任務(wù)。GPS 系統(tǒng)的原子鐘模塊釋放時(shí)鐘時(shí)序控制同步信號(hào)，因此，在測(cè)量微波的過(guò)程中運(yùn)用雙模定位非常有必要，在系統(tǒng)中包括4 組天線（如表2）。

表2 4 組天線種類

利用核心ARM 構(gòu)建系統(tǒng)，通過(guò)控制通信模塊，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行調(diào)整和分析，實(shí)現(xiàn)報(bào)文合成發(fā)送的目標(biāo)，對(duì)不接受報(bào)文展開深度挖掘分析，以降低計(jì)算工作量，保證系統(tǒng)響應(yīng)效率。核心系統(tǒng)按照?qǐng)?bào)文分析系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到發(fā)送點(diǎn)和接收點(diǎn)之間的距離數(shù)值等信息。

對(duì)天線進(jìn)行布局時(shí)，需要控制其水平位置，在垂直安裝的過(guò)程中，應(yīng)調(diào)整正向和逆向之間的而連接，使其具有良好的信息接收準(zhǔn)確性。可按照設(shè)備特點(diǎn)測(cè)量出兩組天線間的等效距離，從而在使用天線時(shí)，能夠使設(shè)備的運(yùn)行和檢測(cè)等緩解具有更高的效率和邏輯性。[4]。

（二）計(jì)算資源利用效率分析

從信號(hào)發(fā)出到接收的過(guò)程中，會(huì)受到外界因素的干擾，因此應(yīng)對(duì)接收設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以便及時(shí)明確信號(hào)源的身份信息，可通過(guò)時(shí)間差得出兩臺(tái)設(shè)備的精度距離。利用ARM 嵌入系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的收集和整理后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微波環(huán)境的監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)喚醒碼后立即激活程序，接著進(jìn)入至偵聽階段，其他工作交給另外處理器進(jìn)行處理。設(shè)置兩個(gè)計(jì)算核心用以讀取時(shí)鐘時(shí)序與報(bào)文，在二級(jí)緩存中得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。還要有一個(gè)計(jì)算核心用于進(jìn)行報(bào)文合并。若短期內(nèi)報(bào)文分析系統(tǒng)無(wú)法和核心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信，則要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)備份，這個(gè)過(guò)程的完成效果較為理想[5]。

對(duì)沉降區(qū)域進(jìn)行高密度測(cè)量時(shí)，其中測(cè)量設(shè)備的距離在100 米左右，此時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)延遲處理，則大幅度超過(guò)了系統(tǒng)的容忍度，在系統(tǒng)誤差中，盡量讓延遲時(shí)間固定，有利于系統(tǒng)后期控制誤差。系統(tǒng)誤差控制算法公式為：ΔT=TD+TS+TR+∫ΔC。

三、系統(tǒng)的組網(wǎng)和運(yùn)維管理

（一）分布式計(jì)算組網(wǎng)模式

在使用ARM 嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)使用科學(xué)方式進(jìn)行合理計(jì)算，運(yùn)行主頻達(dá)到2.0 吉赫，系統(tǒng)中放置一個(gè)超大容量存儲(chǔ)模塊，各個(gè)節(jié)點(diǎn)具有足夠的計(jì)算資源與交互帶寬。通過(guò)利用系統(tǒng)計(jì)算結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)測(cè)量點(diǎn)位置進(jìn)行定位，進(jìn)一步保證各個(gè)系統(tǒng)中都能夠很好地完成對(duì)整體三角網(wǎng)絡(luò)的處理，達(dá)到系統(tǒng)的運(yùn)行需求。

（二）網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)組網(wǎng)運(yùn)維

新節(jié)點(diǎn)在確定位置之后，節(jié)點(diǎn)設(shè)備接收到數(shù)據(jù)后，可自動(dòng)將節(jié)點(diǎn)納入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中。因此，新節(jié)點(diǎn)投入使用后，無(wú)須進(jìn)行額外設(shè)置，系統(tǒng)能夠自行適應(yīng)組網(wǎng)，大幅度提高了系統(tǒng)運(yùn)維效率。當(dāng)新節(jié)點(diǎn)由于某種原因撤出網(wǎng)絡(luò)后，識(shí)別碼對(duì)應(yīng)的信息不會(huì)在其他設(shè)備中呈現(xiàn)，不會(huì)影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)沉降量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)不會(huì)由于某個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備投入與撤出而出現(xiàn)問(wèn)題，不會(huì)影響測(cè)量的可靠性與穩(wěn)定性，系統(tǒng)可穩(wěn)定投切單個(gè)節(jié)電設(shè)備，以滿足自適應(yīng)組網(wǎng)的需要[6]。

（三）監(jiān)控IDC 和分布式組網(wǎng)結(jié)合

要搭建功能齊備的IDC 機(jī)房，通常情況下，都能夠利用5G 網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)庫(kù)信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離備份，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，并不斷補(bǔ)充系統(tǒng)功能。

四、結(jié)論

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，空間實(shí)體逐漸朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，各種新技術(shù)的應(yīng)用能夠讓服務(wù)更新更加的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)三角測(cè)繪技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠達(dá)到很高的測(cè)量精度，使地理位置信息的獲取更加便捷。