基于GPS技術(shù)的遙感測(cè)繪方法分析

孔鵬飛（江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院，江西南昌330000）

基于GPS技術(shù)的遙感測(cè)繪方法分析

孔鵬飛（江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院，江西南昌330000）

在當(dāng)前信息技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，人們對(duì)信息技術(shù)的需求水平不斷提高，并希望通過(guò)現(xiàn)代化信息技術(shù)對(duì)自身工作進(jìn)行完善。在本次研究中，本文重點(diǎn)研究了基于GPS技術(shù)的遙感測(cè)繪方法，并結(jié)合實(shí)際工作，對(duì)該技術(shù)在遙感測(cè)繪中的具體應(yīng)用方法進(jìn)行研究，希望能對(duì)相關(guān)學(xué)者工作有所幫助。

GPS技術(shù)；遙感測(cè)繪；應(yīng)用

前言

隨著當(dāng)前土地測(cè)繪工作不斷發(fā)展，以遙感測(cè)繪技術(shù)提高工作效果已經(jīng)成為當(dāng)前土地測(cè)繪工作的代表，因其具有高精度、速度快等方法，因此能被廣泛的應(yīng)用在土地測(cè)繪中，會(huì)顯著提高工作質(zhì)量。GPS技術(shù)是遙感測(cè)繪工作的重要技術(shù)之一，通過(guò)GPS技術(shù)，工作人員能快速定位目標(biāo)數(shù)據(jù)，因此有助于進(jìn)一步簡(jiǎn)化遙感測(cè)繪工作流程。因此，必須要正確認(rèn)識(shí)到GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪中的應(yīng)用方法，為全面提高遙感測(cè)繪質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

1 GPS技術(shù)分析

1.1 GPS技術(shù)簡(jiǎn)介

GPS技術(shù)全稱為全球定位系統(tǒng)，主要包括信息接收器、地面監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星三部分。當(dāng)前在應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)，該技術(shù)主要被應(yīng)用在定位、導(dǎo)航上，將該技術(shù)應(yīng)用在遙感測(cè)繪工作中，能改變傳統(tǒng)地面測(cè)量方法，解決傳統(tǒng)測(cè)量工作中存在的不確定性、模糊性問題，最大程度上保證了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

當(dāng)前應(yīng)用過(guò)程中，主要依靠飛機(jī)上裝載的GPS定位系統(tǒng)，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行航拍，這種方法能將數(shù)據(jù)誤差精度控制在4cm范圍內(nèi)，保證了測(cè)量精度。而在當(dāng)前情況下，隨著衛(wèi)星GPS技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的精準(zhǔn)度得到了進(jìn)一步提高，因此能更好的滿足遙感測(cè)繪工作的要求。

1.2 GPS技術(shù)的測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪工作中具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：①GPS技術(shù)在應(yīng)用中能精準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)情況，并且提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，能滿足多種條件下的測(cè)量要求。②所需要的測(cè)繪時(shí)間較短，在動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量中，只需要幾秒鐘就能實(shí)現(xiàn)快速定位；靜態(tài)測(cè)量所需要的時(shí)間較長(zhǎng)，但最長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間也不會(huì)超過(guò)20min，并且隨著GPS技術(shù)不斷發(fā)展，相關(guān)軟件的更新速度進(jìn)一步加快，這就能在最大程度上保證測(cè)量效率。③儀器操作簡(jiǎn)單。在當(dāng)前GPS測(cè)繪工作中，工作人員只需要設(shè)定相關(guān)參數(shù)，并記錄接收機(jī)的數(shù)據(jù)就能夠完成測(cè)量工作，而隨著智能化技術(shù)不斷推廣，工作人員就能更具針對(duì)性的開展測(cè)量工作，保證測(cè)量效果。

1.3 GPS技術(shù)測(cè)繪工作的典型應(yīng)用研究

在遙感測(cè)繪工作中，工作人員往往會(huì)采用靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量相結(jié)合的辦法展開工作，依靠布設(shè)精密的控制網(wǎng)，對(duì)整個(gè)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全面監(jiān)控。例如在地籍控制測(cè)量中，工作人員就能通過(guò)GPS技術(shù)中不同點(diǎn)位之間的控制要求，對(duì)GPS信息進(jìn)行處理，進(jìn)而能在最短時(shí)間內(nèi)獲取目標(biāo)區(qū)域的完整信息。

但在使用GPS技術(shù)時(shí)需要注意的是，GPS儀器精度要和等級(jí)控制的精度相匹配，并且控制點(diǎn)位的選取應(yīng)該嚴(yán)格研究GPS點(diǎn)位選取的要求，這樣才能在最大程度上保證GPS網(wǎng)絡(luò)精度的控制要求。

2 實(shí)例研究

2.1 測(cè)區(qū)基本情況

在本次研究中，探測(cè)去的繪圖比例為1：500，整個(gè)探測(cè)區(qū)的交通便利，地形條件良好。

2.2 前期準(zhǔn)備工作

在準(zhǔn)備工作中，依靠多種比例尺的地形圖像、航道圖、最新交通圖、1：5萬(wàn)地形圖等，對(duì)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，在對(duì)整個(gè)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行分析后，獲取探測(cè)區(qū)域的基本信息。之后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，掌握探測(cè)區(qū)域的基本情況，并構(gòu)建GPS控制網(wǎng)（如圖1所示）。

本文所確定的GPS控制網(wǎng)，主要包括五個(gè)控制點(diǎn)，其中點(diǎn)B為輔助點(diǎn)，由于在勘查中能假定高程，并且測(cè)量區(qū)域較小。因此該GPS控制網(wǎng)體系具有擬合程度高的特征，主要由三臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)高程等基本數(shù)據(jù)。

最后，工作人員根據(jù)本階段測(cè)量工作的基本情況，對(duì)所有儀器設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，保證儀器設(shè)備在工作中能發(fā)揮預(yù)期作用。

圖1 GPS控制網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)

2.3 測(cè)量工作開始

2.3.1 首級(jí)控制測(cè)量

在該項(xiàng)目中，首級(jí)控制測(cè)量采用GPS測(cè)量方法，等級(jí)為D級(jí)，并且對(duì)于少部分測(cè)量困難的地區(qū)，布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)。在整個(gè)測(cè)量工作中，嚴(yán)格按照高等級(jí)國(guó)家控制點(diǎn)的相關(guān)要求，對(duì)GPS控制點(diǎn)進(jìn)行分析，保證測(cè)量結(jié)果能達(dá)到預(yù)期。

對(duì)于測(cè)量區(qū)域內(nèi)的標(biāo)石規(guī)定為高60cm，地步20×20cm，頂部12×12cm；對(duì)于上部分無(wú)滿足的區(qū)域，采用高層建筑物上澆灌的辦法，并按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行裝飾，繪制GPS點(diǎn)的標(biāo)記。

采用邊連式布網(wǎng)形式，以靜態(tài)定位的方法對(duì)GPS望進(jìn)行觀測(cè)。整個(gè)觀測(cè)時(shí)間約為50～60min，對(duì)于其中的困難地區(qū)可以延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間。所結(jié)算的基線需要同時(shí)開展異步環(huán)檢驗(yàn)、復(fù)測(cè)基線檢驗(yàn)等，在檢查結(jié)果顯示合格后，檢查同步環(huán)。

2.3.2 高程控制測(cè)量

本次研究的測(cè)量工程主要以四等水準(zhǔn)為測(cè)量高程控制點(diǎn)，按照國(guó)家三等以上的水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程起算點(diǎn)，并依此為基礎(chǔ)展開測(cè)量控制工作。本工程中的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)共用同一標(biāo)石，按照GPS點(diǎn)施測(cè)四等水準(zhǔn)，按照“后-后-前-前”的方法展開測(cè)量。采用PC-E500計(jì)算機(jī)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)于觀測(cè)中所獲取的的各項(xiàng)限差數(shù)值，均由計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一處理，在數(shù)據(jù)檢查無(wú)誤后，采用《現(xiàn)代測(cè)量控制數(shù)據(jù)處理軟件包》進(jìn)行平差計(jì)算，保證計(jì)算后所得到的精度資料能滿足各種規(guī)范要求。

2.4 操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)

由于本次測(cè)繪工程主要為戶外作業(yè)，因此為了保證工作質(zhì)量，在整個(gè)操作中必須要注意以下幾點(diǎn)問題：

（1）在選擇GPS測(cè)量站點(diǎn)過(guò)程中，各個(gè)站點(diǎn)不需要必須通視，這能保證相關(guān)人員能更加靈活的選擇點(diǎn)位，保證測(cè)量結(jié)果。但是由于整個(gè)GPS測(cè)量具有特殊性，并且在考慮后期測(cè)量的要求，在對(duì)應(yīng)選點(diǎn)時(shí)要慎重考慮，保證測(cè)量結(jié)果能滿足工作要求。為了解決這個(gè)問題，可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)：①由于布點(diǎn)數(shù)量不是很多，因此可以采用三個(gè)點(diǎn)相互通視的方法，為整個(gè)后續(xù)測(cè)量工作提供便利。②要嚴(yán)格控制測(cè)量點(diǎn)周圍障礙物，避免影響信號(hào)傳遞效果。③點(diǎn)位布置應(yīng)該滿足大功率無(wú)線電發(fā)射源與高壓導(dǎo)線布置的要求，這樣不僅能保證整個(gè)測(cè)量質(zhì)量，還能降低對(duì)電動(dòng)磁場(chǎng)信號(hào)的干擾，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。④點(diǎn)結(jié)束后，埋設(shè)標(biāo)石，并做好標(biāo)記。

（2）觀測(cè)。在整個(gè)GPS作業(yè)中，應(yīng)該用調(diào)度表對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)，采用靜態(tài)相對(duì)定位方法，設(shè)置衛(wèi)星角度為15°，整個(gè)觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)為50min，采樣間隔為10s。測(cè)量中，同一時(shí)間需要分別在3個(gè)裝置點(diǎn)，獲取與目標(biāo)地區(qū)有關(guān)的相關(guān)資料，并按照接收器的提示輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，保證所有數(shù)據(jù)都能及時(shí)的被系統(tǒng)接收。

2.5 數(shù)據(jù)處理

整個(gè)GPS技術(shù)處理需要從原始的觀察數(shù)據(jù)開始，確定目標(biāo)地區(qū)的定位結(jié)果，這個(gè)過(guò)程主要分為兩個(gè)階段，分別為GPS基線向量求解與GPS網(wǎng)平差計(jì)算等，這兩個(gè)過(guò)程，都能通過(guò)隨機(jī)軟件完成。

2.6 加密控制測(cè)量

在首級(jí)控制布設(shè)的GPS網(wǎng)下，采用光電測(cè)距的方法布設(shè)附合導(dǎo)線，導(dǎo)線的相關(guān)性能如表1所示。

表1 附合導(dǎo)線參數(shù)資料統(tǒng)計(jì)表

2.7 地形圖測(cè)量

整個(gè)地形圖測(cè)量工作都需要由設(shè)計(jì)方所確定。在整個(gè)測(cè)量工作中，采用全站儀坐標(biāo)法的方式確定圖根控制基礎(chǔ)，并由自動(dòng)化儀器記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。在地形圖測(cè)量中，可以重點(diǎn)采用全站儀數(shù)字化測(cè)圖的方式開展工作，就能有效滿足測(cè)繪工作的基本要求。整個(gè)地形測(cè)量中，其主要的技術(shù)要求包括：①最大視距長(zhǎng)度為700m；②地形點(diǎn)之間的距離為45～50m；③等高距0.5m。

3 結(jié)論

本文主要研究了GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪中應(yīng)用的相關(guān)問題。從整個(gè)遙感測(cè)繪工作來(lái)看，將GPS技術(shù)應(yīng)用到測(cè)繪中，會(huì)進(jìn)一步提高遙感測(cè)繪工作的質(zhì)量，并提高工作效率，因此可以認(rèn)為，GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪中具有廣闊的應(yīng)用前景。但相關(guān)人員在工作中需要注意的是，當(dāng)前在應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)依然存在多方面的質(zhì)量問題，但隨著技術(shù)的發(fā)展，GPS的技術(shù)內(nèi)容將會(huì)越來(lái)越豐富，進(jìn)而能更好的滿足遙感測(cè)繪工作的需要。

[1]章 強(qiáng)，戴瀟磊.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].低碳世界，2016，02：104～105.

[2]蔡大成.淺談測(cè)繪工作中遙感技術(shù)的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014，35：105.

[3]彭 萍.測(cè)繪技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用分析[J].低碳世界，2014，13：133～134.

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2016-11-17