淺析GPS技術在測繪工程相關領域的應用

摘 要:本文簡要介紹了GPS系統的構成、工作方法及特征，同時回顧了測繪工程相關領域的發展情況，最后分析了GPS在測繪工程相關領域的應用。得出了測繪工程的發展與GPS應用密不可分的結論。

關鍵詞:GPS 測繪工程 應用

中圖分類號:TP3\t\t\t文獻標識碼:A\t\t\t文章編號:1672-3791(2011)10(a)-0043-01

1 GPS技術概述

1.1 GPS系統構成

GPS系統主要由空間部分、地面控制系統、用戶設備終端三大部分組成。GPS的空間部分是由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成，以55°的軌道傾角均勻分布在6 個距地表20200km的軌道面上。地面控制系統由監測站、主控制站、地面天線組成。用戶設備部分包括GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備3個構件。如今國內今采用WGS84坐標系統。

1.2 GPS定位原理

GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，來確定待測點的具體位置。但GPS具體定位的方法原理是不同的，終端操作者可以依據不同的目的使用不同的定位操作方法。現依據不同分類標準，劃分詳見表1。

1.3 GPS技術的特點

GPS定位功能包括：（1）可以任意加載各種遙感影像圖、傳統矢量圖、掃描地形圖等，并可以自動接邊和智能生成縮略圖;（2）資源調查屬性庫自定義、點線面圖層定義管理等;（3）高精度面積測量、兩點間距離精度測量;（4）高精度野外測點與配準;（5）多種數據格式轉換、各種坐標相互轉換、徹底實現了資源調查的無紙化和自動化。

2 測繪工程技術的發展及變遷過程

隨著現代測繪技術的逐步擴大和應用，測繪工程長期依靠經緯儀、水準儀、平板儀等傳統工具進行工作的時代即將結束。現代測繪技術的核心技術是全球地位系統、遙感和地理信息系統。其中，遙感和全球定位系統是衛星技術、航天技術、現代通信技術、傳感器技術、計算機技術等高新技術綜合集成的結果;地理信息系統則是數據庫技術、計算機技術、空間分析與模擬綜合集成的結果。現代測繪技術已經發展為信息技術和空間技術的綜合集成，成為國家高新技術不可缺少的重要組織部分。

現代測量儀器朝著智能化、自動化、網絡化、數字化的方向發展，傳統的光學測量儀器逐漸被棄用。全站儀是測距儀和電子經緯儀的合成體，它不僅具有電子測距和電子測角的功能，而且具有自動記錄、運算和存儲的能力，具有較高的工作效率。GPS全球定位系統早已應用于大面積的控制測量。目前，用于控制測量的靜態GPS接收機已實現天線、電源和接收機一體化。將全站儀和GPS合為一體，就出現了“超站儀”，它不僅改變了工程測量野外的作業模式，而且可以實現控制測量、碎部測量和施工放樣的一體化和無縫銜接作業。三維激光影像掃描儀可以快速、可靠和精確的獲得被識別物體三維空間數據，在水壩監測、橋梁變形和開挖容量測量、城市數字化測量等諸多方面都可使用。高精度高程測量目前仍采用幾何水準測量，但水準測量的儀器實現了數字化和自動化。數字水準儀配合條碼標尺，可以自動安平，實現觀測自動化和測量結果數字化。

3 GPS系統在測繪工程中的應用

3.1 GPS定位技術在測量工程中的普遍應用

工程測量方面的應用，利用GPS靜態相對定位的技術，分別布設精密控制網，在高層建筑形變監控，水利大壩形變監控、各種隧道貫通監控等測繪工程中均可應用。應用RTK（GPS實時動態定位技術）測繪不同比例尺的地形圖；在地籍控制測量方面，通過GPS技術可以使點與點之間不要求互相通視，這樣就避免了常規地藉測量控制時，點位選取的局限性，并且GPS網狀結構對GPS網精度的影響也不大。使用的GPS儀器精度只要和等級控制的精度相匹配，控制點位的選取嚴格按照GPS點位選取要求，則所布設的GPS網精度就能夠滿足地籍測量規范的要求。

3.2 GPS定位技術在測量工程中的其他應用與發展

在地球動力學測量方面，GPS可應用在全球和區域尺度的板塊運動監控。我國的科研工作者已逐漸將GPS技術用于監控南極洲的板塊運動，青藏高原地區的地殼變動也得到了實時跟蹤監測。GPS技術在海洋測量、水下地形測繪的應用也得到了長足發展；在航空攝影測量方面，科研工作者還利用GPS定位系統于高空航測、航空測繪導航等諸多階段。

4 結語

由于GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，基本實現了智能化和自動化，大大降低了測繪工程作業強度，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。GPS系統布網方便，選點靈活，基本不受通視、網形的限制，尤其是在地形復雜、通視困難的測區，更顯其優越性。

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