關(guān)于GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用研究

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷的進(jìn)步，大地測(cè)量從地面逐漸發(fā)展到空中。并且在GPS技術(shù)不斷的發(fā)展下，大地測(cè)量也逐漸摒棄了傳統(tǒng)的測(cè)量方法，逐漸應(yīng)用GPS技術(shù)來(lái)進(jìn)行測(cè)量工作。GPS技術(shù)的應(yīng)用逐漸改變大地測(cè)量的方式，為確保大地測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，本文對(duì)大地測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)研究，這對(duì)于提升大地測(cè)量的精確度和可靠性具有重要的意義。

1  關(guān)于GPS的概述

全球定位技術(shù)屬于新型空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，且導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用原理如下：對(duì)現(xiàn)有位置的衛(wèi)星至用戶接收機(jī)距離進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合多衛(wèi)星數(shù)據(jù)能夠明確接收機(jī)的實(shí)際位置。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，可以按照星載時(shí)鐘當(dāng)中所記錄的星歷中查詢出衛(wèi)星的具體位置。為了了解衛(wèi)星的具體地位，必須對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行軌道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且借助于監(jiān)測(cè)站，對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且發(fā)送出相應(yīng)的控制指令對(duì)衛(wèi)星的星星狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，并且發(fā)送控制指令，這樣能夠確保衛(wèi)星行駛在正確的運(yùn)行軌道中。將合適的運(yùn)行軌跡編制為星歷，之后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫l(wèi)星中，通過(guò)衛(wèi)星發(fā)送到GPS接收機(jī)中。通過(guò)接收機(jī)能夠接收到所有衛(wèi)星的星歷，以此明確衛(wèi)星的實(shí)際位置。

基準(zhǔn)接收機(jī)和用戶接收機(jī)可以對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行接收，此時(shí)就認(rèn)為是信號(hào)傳輸?shù)絻膳_(tái)接收機(jī)，不同接收機(jī)途徑對(duì)流層和電離層的情況一致，因此也會(huì)產(chǎn)生相同的延遲。正是由于接收相同的衛(wèi)星，因此衛(wèi)星時(shí)鐘誤差以及星歷的誤差也相同。當(dāng)采用其他方式明確三維坐標(biāo)，就可以通過(guò)偽距對(duì)數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行推算。將誤差數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舳藭r(shí)，用戶能夠從偽距測(cè)量結(jié)果中將誤差扣除，以此并且定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖1  全球定位系統(tǒng)的工作原理圖

2  全球定位技術(shù)在大地測(cè)量的應(yīng)用

大地測(cè)量是一種基于測(cè)繪系統(tǒng)和基準(zhǔn)的技術(shù)，測(cè)量?jī)?nèi)容包括重力場(chǎng)、地球形態(tài)、時(shí)空變化以及位置定位等。在大地測(cè)量過(guò)程中，多數(shù)因素都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。其中，測(cè)量地區(qū)的地形和地勢(shì)對(duì)于測(cè)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性造成較大影響，因此在測(cè)量時(shí)需要注重以下問(wèn)題：

第一，室外與開(kāi)闊區(qū)域地形測(cè)量時(shí)可以應(yīng)用該項(xiàng)全球定位技術(shù)，部分樹(shù)林、金屬物和建筑物遮蓋衛(wèi)星信號(hào)，若出現(xiàn)上述問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)不能通過(guò)衛(wèi)星訊息對(duì)具體位置坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。第二，在強(qiáng)波環(huán)境下不能應(yīng)用全球定位技術(shù)，由于磁力波會(huì)遮蓋衛(wèi)星訊息，這樣就會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)不能獲取到足夠的衛(wèi)星訊息，對(duì)具體位置坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，特別是針對(duì)高壓電塔下方。由于大地測(cè)量技術(shù)所涉及到的范圍比較大，因此必須借助于人力完成所有測(cè)量工作。正是由于借助人力測(cè)量，因此會(huì)產(chǎn)生大量的測(cè)量任務(wù)，還會(huì)降低測(cè)量工作的效率。采用人力開(kāi)展測(cè)量工作，無(wú)法保證測(cè)量精度和結(jié)果準(zhǔn)確性，因此必須在大地測(cè)量技術(shù)中應(yīng)用全球定位技術(shù)。但是上述工作僅僅通過(guò)人力完成，將不能提升測(cè)量質(zhì)量。在我國(guó)科技技術(shù)快速發(fā)展過(guò)程中，因此大地測(cè)量工作的維度不在局限于地面，現(xiàn)已發(fā)展到空中測(cè)量領(lǐng)域。

3  GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）GPS定位精度高。GPS技術(shù)具有很高的定位精度這一突出特點(diǎn)，這一特點(diǎn)在大地測(cè)量工作中具有很大的優(yōu)勢(shì)，也是GPS可以代替人工測(cè)量的重要原因。在測(cè)量的過(guò)程中每一個(gè)測(cè)點(diǎn)都可以通過(guò)全球定位系統(tǒng)所收集的反射信號(hào)和發(fā)射信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，這樣能夠獲取準(zhǔn)確的定位，且定位精度可以滿足1E-8要求。在測(cè)量工作中應(yīng)用全球定位技術(shù)，能夠提升圖像畫面的清晰度，并且具備較強(qiáng)的實(shí)用性。此外，全球定位技術(shù)具有多樣化的工作模式，測(cè)量人員可以按照實(shí)際情況的需求，以此選擇適宜的測(cè)量模式。（2）操作簡(jiǎn)潔方便。GPS技術(shù)在操作上比傳統(tǒng)的大地測(cè)量技術(shù)要簡(jiǎn)便，使得測(cè)繪工作的難度有所降低，測(cè)量效率得到顯著的提升。GPS技術(shù)在大地測(cè)量工作中的應(yīng)用過(guò)程非常便捷，工作量小，減少了人力工作量。測(cè)量人員在開(kāi)展大地測(cè)量工作時(shí)，只需要開(kāi)啟測(cè)量設(shè)備即可。由此可見(jiàn)GPS技術(shù)應(yīng)用在大地測(cè)量工作中可以帶來(lái)非常大便捷，使得測(cè)量工作更加簡(jiǎn)單。（3）布點(diǎn)較為靈活。測(cè)量布點(diǎn)是大地測(cè)量工作的一個(gè)重要的組成部分。傳統(tǒng)的大地測(cè)量技術(shù)往往會(huì)受到某些客觀因素的影響，且布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)的難度比較大。在選擇布點(diǎn)位置時(shí)會(huì)受到環(huán)境和具體位置的影響，然而在大地測(cè)量工作中引入到全球定位技術(shù)中，能夠有效解決該項(xiàng)問(wèn)題。通常而言，只要滿足視野開(kāi)闊性特點(diǎn)，就可以實(shí)行布點(diǎn)測(cè)量。從上述分析能夠看出，將全球定位技術(shù)應(yīng)用到大地測(cè)量中，這樣就可以提升測(cè)量設(shè)計(jì)，合理選擇控制網(wǎng)點(diǎn)。（4）具備較強(qiáng)的適應(yīng)性。外部環(huán)境因素會(huì)影響大地測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用效果，GPS較強(qiáng)的適應(yīng)性強(qiáng)就體現(xiàn)在其對(duì)客觀環(huán)境要求低，能夠有效滿足大部分的測(cè)量條件，在實(shí)際應(yīng)用期間會(huì)由于外界環(huán)境影響，從而增加測(cè)量過(guò)程的復(fù)雜性?？梢院芎玫剡m應(yīng)大多數(shù)的測(cè)量條件，且不會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境因素而導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程變得復(fù)雜，在應(yīng)用全球定位技術(shù)之后，受外界條件影響低。

4  大地測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

（1）在大地測(cè)量工作中，繪制大比例尺地形圖圖例，以此確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)地形圖繪制的任務(wù)量比較大，且測(cè)量難度比較高，從而降低了繪制工作效率，延長(zhǎng)了圖像繪制時(shí)間，無(wú)法確保測(cè)量精度。在地形圖繪制過(guò)程中，合理應(yīng)用全球定位技術(shù)，可以有效處理傳統(tǒng)測(cè)量模式存在的問(wèn)題，從根本上提升工作效率，加強(qiáng)測(cè)量質(zhì)量?，F(xiàn)階段，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算軟件繪制地形圖，能夠從根本上降低繪制難度。

（2）全球定位技術(shù)在公路放線放樣中的應(yīng)用。在測(cè)量工作中，公路放線放樣具有重要作用，大比例繪制地形圖地圖比例繪制往往要確保其測(cè)量的準(zhǔn)確性，避免放樣誤差。GPS具有定位精度高度的特點(diǎn)，能夠降低公路放線放樣誤差，明顯提升測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在公路放線放樣工作中，大地測(cè)量工作中的橫斷面、中線面問(wèn)題比較嚴(yán)重，在應(yīng)用全球定位技術(shù)，將控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，通過(guò)系統(tǒng)分析中線放樣的位置，能夠獲取橫斷面和縱斷面的位置數(shù)據(jù)。因此通過(guò)應(yīng)用全球定位技術(shù)，能夠從根本上提升公路放線放樣水平。

5  結(jié)語(yǔ)

GPS技術(shù)運(yùn)用在大地測(cè)量的工作中具有定位精度高、操作簡(jiǎn)潔方便、布點(diǎn)較為靈活和適應(yīng)性較強(qiáng)的特點(diǎn)。保證測(cè)量成果的準(zhǔn)確性，很大程度上提升了大地測(cè)量工作的效率，在大比例繪制地形圖地圖比例繪制和公路的放線放樣等工作中都有具體的應(yīng)用。在大地測(cè)量中應(yīng)用全球定位技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)，并且能夠替代其他傳統(tǒng)技術(shù)，逐步成為大地測(cè)量中的重要技術(shù)。

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