淺談GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用

摘 要：城市規(guī)劃建設(shè)中，地形測量采用了數(shù)字化技術(shù)，可以獲得地形地貌信息，使工程規(guī)劃設(shè)計獲得數(shù)據(jù)支持。GPS 技術(shù)是自動化技術(shù)，在數(shù)字化地形測量中得以廣泛應(yīng)用，保證了地形測量的質(zhì)量，提高了地形測量的質(zhì)量和效率。本論文針對GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；地形測量；GPS技術(shù)；應(yīng)用

引言：

地形測量主要是測量規(guī)定的范圍內(nèi)的地物和地表形態(tài)，分析其特征。在數(shù)字化地形測量中傳統(tǒng)工程測量技術(shù)，可以獲得技術(shù)支持服務(wù)。采用GPS技術(shù)進(jìn)行地形測量，提高了測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，地形測量的效率明顯提高。

一、數(shù)字化地形測量中應(yīng)用GPS技術(shù)的原理

GPS 系統(tǒng)包括 3 大部分： 空間部分———GPS 衛(wèi)星星座； 地面控制部分———地面監(jiān)控系統(tǒng)； 用戶設(shè)備部分———GPS 信號接收機?？臻g衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在地球 6 個軌道平面上的 24顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，GPS技術(shù)就是實時動態(tài)跟蹤技術(shù)，采用建立坐標(biāo)系的方法對測量點進(jìn)行測定。數(shù)字化地形測量中應(yīng)用GPS技術(shù)，有助于提高測量數(shù)據(jù)信息的精確度。應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化地形測量所需要的設(shè)備包括基準(zhǔn)站、移動站、GPS接收機。對于數(shù)字化地形測量中所獲得的數(shù)據(jù)信息詳細(xì)分析，所使用的就是計算機軟件。在數(shù)字化地形測量中采用GPS技術(shù)，所使用的設(shè)備至少兩臺，為信號接收設(shè)備。將信號接收設(shè)備安裝在基準(zhǔn)站上，啟動設(shè)備就可以獲得單頻率的信號或雙頻率的信號。對于區(qū)域范圍內(nèi)的測量，所采用的就是單頻信號，通常地形測量的范圍在半徑30000米以內(nèi)；與單頻信號相比較，雙頻信號的強度是非常大的，而且信號覆蓋的范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單頻信號所覆蓋的范圍。數(shù)字化地形測量中，可以根據(jù)地形測量的實際需要移動接收機，在測量點位停留的時間一般為幾秒鐘至幾分鐘，持續(xù)的時間直接關(guān)系到信號的強弱。另外，數(shù)字化地形測量中所測量的準(zhǔn)確度還會被外界環(huán)境所影響。GPS技術(shù)在具體的實施中，要保證4顆衛(wèi)星至5顆衛(wèi)星才能夠獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

二、GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量中所體現(xiàn)的優(yōu)點

1、 常規(guī)測量方法的缺陷

測量范圍不廣。一般性的借助人力或一般機械進(jìn)行測量的方法，由于其技術(shù)含量有限，操作起來不僅耗費人力、物力，而且測量范圍有限。

2、 國家大地點破壞嚴(yán)重，影響測量作業(yè)

由于國家基礎(chǔ)控制點，大多為 20 世紀(jì)五六十年代完成，經(jīng)過 30 多年，有些點由于經(jīng)濟建設(shè)的需要被破壞，有些點則由于人們?nèi)狈χR遭人為破壞。在這些地區(qū)進(jìn)測量作業(yè)，往往在 50km 以上均找不到導(dǎo)線的聯(lián)測點。這樣控制測量的質(zhì)量得不到保證。

3、地面通視困難往往影響常規(guī)測量的實施

一般地形的控制點要求布設(shè) 300m 范圍內(nèi)。但由于通視的原因，這一條件難以滿足，甚至在大范圍密林、密灌林地區(qū)，根本無法實施常規(guī)控制測量。

相對于常規(guī)的測量方法來講，gps 測量有以下優(yōu)點：

其一，GPS技術(shù)的作業(yè)效率是非常高，測站之間無需通視，一般的地形地勢環(huán)境中進(jìn)行地形測量，測量區(qū)域范圍內(nèi)的5000米半徑范圍內(nèi)都可以獲得準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，控制點數(shù)量會有所減少，測量儀器不需要到處搬動以滿足測量需求。放樣點不需要很長時間的停留，通常一兩秒鐘時間就可以完成測量任務(wù)了。在數(shù)字化地形測量中，每個工作小組平均每天可以完成的地形圖測繪范圍為半徑0.8平方公里至1.5平方公里之間，不僅測量的精度非常高，而且測量的效率也非常高。

其二，GPS技術(shù)的定位精度非常高，不會存在誤差積累的現(xiàn)象。數(shù)字化地形測量中采用GPS技術(shù)，可以測量的范圍為作業(yè)半徑1000米至5000米之間，平面的地形測量精度可以達(dá)到厘米級，高程測量的精度也可以達(dá)到厘米級，并不會存在誤差積累的現(xiàn)象。

其三，GPS技術(shù)可以全天候24小時持續(xù)作業(yè)。GPS技術(shù)的具體應(yīng)用中，兩點間的光學(xué)通視并沒有嚴(yán)格要求，只要滿足電磁波不受阻就可以進(jìn)行地形測量，對空通視條件也可以進(jìn)行地形測量。GPS技術(shù)作業(yè)中，不需要考慮通視條件的限制就可以完成地形測量任務(wù)。

其四，GPS技術(shù)的自動化程度和集成化程度都非常高。GPS技術(shù)在地形測量中，對于任何的地形環(huán)境都不存在局限。在對流動站的配備上，通過運行高效手持操作手簿，使用專業(yè)軟件進(jìn)行內(nèi)部安裝就可以實施自動化地形測繪了。由于減少了人工操作，就可以在一定程度上避免人為誤差，作業(yè)的精度就會提高。

三、數(shù)字化地形測量中應(yīng)用GPS技術(shù)的有效策略

（一）數(shù)字化地形測量中應(yīng)用GPS技術(shù)要做好準(zhǔn)備工作

數(shù)字化地形測量中應(yīng)用GPS技術(shù)要做好準(zhǔn)備工作是非常必要的。對于測量的區(qū)域要充分掌握，對于影響地形測量的各項元素都要詳細(xì)分析，諸如測量范圍內(nèi)的交通狀況、測量點的分布情況等等，還要對可能造成的測量影響做好分析工作，以采取有效的措施進(jìn)行處理。

在數(shù)字化地形測量中應(yīng)用GPS技術(shù)，還要考慮到GPS衛(wèi)星的運行狀況以及開展地形測量工作需要具備的基本條件，根據(jù)測量區(qū)域范圍將測量方案和布網(wǎng)方案制定出來。具體而言，就是要將地形測量的控制點確定之后，還要選擇比較開闊的測量場地，與GPS網(wǎng)相結(jié)合進(jìn)行靜態(tài)控制測量。地形測量中，要固定好GPS接收機天線，確保定位準(zhǔn)確。

如果使用無線網(wǎng)絡(luò)，在地形測量中所獲得的數(shù)據(jù)信息都傳輸?shù)接嬎銠C指定的數(shù)據(jù)庫中，結(jié)合使用基線處理坐標(biāo)和高程轉(zhuǎn)換，所獲得的網(wǎng)點坐標(biāo)更為精確。

（二）GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)采用跟蹤服務(wù)的方式，定位精度是非常高的。GPS技術(shù)的使用中，數(shù)字化地形測量操作簡單，靜態(tài)觀測的時間會縮30 ～40min 左右就能夠完成。如果采用動態(tài)定位的方式，觀測的時間會大大縮短，而且可以隨時定位，數(shù)字化地形測量只需要幾秒鐘的時間，觀測的步驟非常簡單。GPS技術(shù)的自動化程度很高，數(shù)字化地形測量中實現(xiàn)自動化操作，配合使用信息接收機，不僅攜帶方便，而且不會受到工作環(huán)境的干擾。

結(jié)束語：

綜上所述，數(shù)字化地形測量中應(yīng)用現(xiàn)代測繪技術(shù)，使用GPS技術(shù)可以獲得良好的測量效果。數(shù)字化地形測量使用地形測量的自動化技術(shù)，提高了地形測量的準(zhǔn)確率。GPS技術(shù)的應(yīng)用，使各種地形測量技術(shù)更為完善，測量質(zhì)量有所提高，更好的促進(jìn)了地形測量的發(fā)展。

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作者簡介：劉淑芬（1979–）女，土家族，本科，貴州江口，工程師，主要從事：測繪工作。