淺談數(shù)字化地形測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

楊魯+袁寶+范玉翠

摘 要：本文首先介紹了數(shù)字化地形測量技術(shù)的概述，詳細(xì)闡述了數(shù)字化的地形測量技術(shù)的組織，說明了GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量相關(guān)技術(shù)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化地形測量；GPR技術(shù)；組織；應(yīng)用1 GPS技術(shù)簡介

GPS技術(shù)一般情況下采用的都是測距的方式來提供我們各種各樣的數(shù)據(jù)。另外，還能夠選擇采用多普勒的定位和測速法、載波的相位法以及干涉法進(jìn)行定位。GPS 技術(shù)衛(wèi)星定位的測量基本的原理為：采用GPS的接收機(jī)同時(shí)接收在某一個(gè)時(shí)刻的三顆或者是更多的GPS的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信號(hào)，我們的用戶能夠根據(jù)這類信息準(zhǔn)確測算出我們測站點(diǎn)到這三顆或者是更多的GPS衛(wèi)星的實(shí)際距離，并且精確計(jì)算出這個(gè)時(shí)刻的GPS衛(wèi)星的實(shí)際三維的坐標(biāo)，按照距離交會(huì)的基本原理計(jì)算出我們測站點(diǎn)三維的坐標(biāo)。但是GPS衛(wèi)星的定位測量應(yīng)該最起碼要對(duì)四顆衛(wèi)星實(shí)施全方位觀測，從而來實(shí)施準(zhǔn)確的定位計(jì)算。

2 數(shù)字化地形測量技術(shù)的概述

隨著我們測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)+測量全站儀+科學(xué)計(jì)算機(jī)的這種全數(shù)字化的地形測量新型模式正在逐漸成熟，并且已經(jīng)得到了大量的普及，該類模式正在逐漸替代我們傳統(tǒng)類型的大平板儀的地形測量技術(shù)，成為我們地形測量方面比較主流的技術(shù)模式。

3 數(shù)字化的地形測量技術(shù)的組織

數(shù)字化的地形測量技術(shù)是進(jìn)行工程施工和規(guī)劃的一個(gè)基礎(chǔ)，與此同時(shí)鑒于數(shù)字化的地形測量技術(shù)一定要求高準(zhǔn)確度與精確度，所以需要進(jìn)行比較周密的組織。詳細(xì)來講的話主要可以包括：

3.1 測量的主要工序

數(shù)字化的地形測量技術(shù)的主要生產(chǎn)的工序能夠總結(jié)為以下這兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：第一個(gè)環(huán)節(jié)是控制的測量和計(jì)算機(jī)輔助的平差相關(guān)計(jì)算；第二個(gè)環(huán)節(jié)是對(duì)于碎部的數(shù)據(jù)采集和軟件的編圖成圖。

3.2 測量的基本方案

數(shù)字化的地形測量技術(shù)在項(xiàng)目的實(shí)際作業(yè)方案上要按照我們儀器設(shè)備的具體條件來進(jìn)行確定，我們儀器設(shè)備的條件各不相同，作業(yè)的方案變化也不盡相同，一般情況下能夠選用那種靜態(tài)的GPS網(wǎng)作為是基本控制的方式，導(dǎo)線和動(dòng)態(tài)作為一種加密的輔助控制方式，用支導(dǎo)線來補(bǔ)充測站點(diǎn)，全站儀和動(dòng)態(tài)碎部的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后計(jì)算機(jī)的軟件機(jī)助成圖的這一基本作業(yè)方案。

3.3 測量的主要方法

在生產(chǎn)的工序方面，數(shù)字化的地形測量技術(shù)不一定要始終遵循先控制后測圖的原則。在對(duì)于控制點(diǎn)的實(shí)際制作上，數(shù)字化的地形測量技術(shù)不一定非要把它作為是一種專門性的工作來開展，能夠按照最終成圖的編繪點(diǎn)的記碎部測圖。

4 GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量相關(guān)技術(shù)中的應(yīng)用

4.1 GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用

4.1.1常規(guī)性測量方式所存在的缺陷

常規(guī)性測量的范圍不是很廣，同時(shí)又由于它的技術(shù)含量比較限，測量的范圍有限，用于進(jìn)行路線測量控制的各個(gè)起算點(diǎn)之間一般情況下難以有效保證屬于同一個(gè)測量的系統(tǒng)，國測、軍測以及城市的控制點(diǎn)經(jīng)常性地混雜在一起，這就導(dǎo)致存在著系統(tǒng)之間的一種兼容性的問題。

4.1.2 國家大地點(diǎn)的破壞比較嚴(yán)重，影響測量實(shí)際作業(yè)

由于我們國家的基礎(chǔ)控制點(diǎn)，多數(shù)都是在二十世紀(jì)的五六十年代就已經(jīng)完成，歷經(jīng)三十余年，部分控制點(diǎn)由于收到我們經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迫切需要而遭到破壞，另一部分控制點(diǎn)則由于我們?nèi)狈σ欢ǖ谋Ｗo(hù)知識(shí)而遭到了人為性質(zhì)的破壞。這樣的話路線控制實(shí)際測量的質(zhì)量就不能得到有效的保證。一般性質(zhì)的地形控制基本點(diǎn)是要求布設(shè)于三百米范圍之內(nèi)。然而由于通視的這一不利原因，這一個(gè)條件就很難得到實(shí)現(xiàn)，更有甚者是在大范圍的密林、密灌以及青紗帳的地區(qū)，基本上不能夠開展常規(guī)性質(zhì)的控制測量。

4.2 GPS的測量技術(shù)的特點(diǎn)

4.2.1測站與測站之間不需要通視

測站之間實(shí)現(xiàn)相互通視始終都是我們測量學(xué)領(lǐng)域的基本難題。GPS技術(shù)具有的這一特征，使得我們的選點(diǎn)變得更加靈活和方便。然而測站的上空一定要能夠?qū)崿F(xiàn)開闊，從而使得接收GPS的衛(wèi)星信號(hào)不會(huì)受到某種干擾。

4.2.2定位的精度比較高

一般的雙頻GPS接收機(jī)的基線解精度是5mm+1ppm，然而紅外儀的標(biāo)稱精度是5mm+5ppm，GPS技術(shù)測量的精度和紅外儀差不多，然而隨著測量距離的不斷增加，GPS 測量技術(shù)所具有的優(yōu)越性更加突出。

4.2.3觀測的時(shí)間比較短

采用GPS技術(shù)進(jìn)行布設(shè)基本控制網(wǎng)的時(shí)候每一個(gè)測站點(diǎn)上的大概觀測時(shí)間大體上都在 30到40分鐘上下，如果采用快速靜態(tài)的定位方式的話，觀測的時(shí)間就會(huì)更短。

4.2.4能夠提供三維的坐標(biāo)

GPS測量技術(shù)在實(shí)現(xiàn)精確測定出我們觀測站的平面位置的這一同時(shí)，還能夠精確得測定出觀測站所具有的大地高程。

4.2.5操作比較簡便

GPS 測量技術(shù)自動(dòng)化的水平比較高。我們現(xiàn)在GPS的接收機(jī)已經(jīng)趨于小型化與操作的傻瓜化，我們相關(guān)觀測人員僅僅需要把天線對(duì)中和整平，量取天線的高度，打開我們的電源就能夠?qū)嵤┳詣?dòng)的觀測，采用數(shù)據(jù)處理的軟件對(duì)于數(shù)據(jù)實(shí)施處理也就能夠求得測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

4.2.6實(shí)現(xiàn)了全天候的連續(xù)作業(yè)

GPS 技術(shù)觀測能夠在任何的地點(diǎn)和任何的時(shí)間進(jìn)行連續(xù)觀測，一般情況下都不會(huì)受到天氣狀況的不利影響。

4.3 GPS用于數(shù)字化地形測量的特點(diǎn)測量范圍廣

GPS測量技術(shù)由于采用的是由高測低，測量的范圍能夠非常大，能夠大大省去在聯(lián)測過程中的過渡點(diǎn)，測量的精度比較高。隨著GPS測量技術(shù)的不斷成熟與飛速發(fā)展，如今的技術(shù)能夠建立起比常規(guī)的測量方式精度更為高的基本控制網(wǎng)。我們各個(gè)聯(lián)測點(diǎn)相互之間不要求通視，不需要建造高的規(guī)標(biāo)。觀測的自動(dòng)化程度比較高。外業(yè)用的是電紐進(jìn)行操作，內(nèi)業(yè)采用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，作業(yè)的時(shí)間比較短，效率比較高。測量的成果能夠得到三維的地心坐標(biāo)，比起常規(guī)性質(zhì)測量的平面坐標(biāo)與高程系統(tǒng)的分離狀況來說更加優(yōu)越，更加有利于我們的宇航科學(xué)和導(dǎo)彈發(fā)射等等類型空間科學(xué)的不斷應(yīng)用。

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