淺析GPS技術(shù)在地形測繪平面控制網(wǎng)建立的應(yīng)用

于海洋

摘 要：地形測量工作的復(fù)雜性較強(qiáng)，難度系數(shù)比較高，并且對于定位的精確度要求也比較嚴(yán)格。在目前的地形測繪工作中，應(yīng)用了許多先進(jìn)的測量技術(shù)，其中效果比較好、應(yīng)用比較廣泛的就是地形測繪平面控制網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)，有效提高了地形測量工作的效率，保證了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而GPS技術(shù)是地形測繪平面控制網(wǎng)中的關(guān)鍵性技術(shù)，為地形測量提供了高精確的定位服務(wù)，同時在應(yīng)用過程中也可以滿足地形發(fā)展建設(shè)的實(shí)際需求。因此，本文對GPS技術(shù)在地形測繪平面控制網(wǎng)建立的應(yīng)用進(jìn)行的分析和探討。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；地形測繪；平面控制網(wǎng)；應(yīng)用

一、GPS技術(shù)和地形測繪平面控制網(wǎng)概述

1、地形測繪平面控制網(wǎng)的重要作用

在地形測繪平面控制網(wǎng)中，包括了多個方面的數(shù)據(jù)信息，其中還有建筑工程周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)和條件數(shù)據(jù)，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，可以掌握各個地區(qū)的環(huán)境變化程度，如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，也可以觀測出來，對其進(jìn)行及時的處理和調(diào)整，可以預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。同時還可以對各個地區(qū)的地理信息進(jìn)行整合管理，為相關(guān)的土地工程建設(shè)和土地資源的合理使用提供有效的信息數(shù)據(jù)。另外，地形測繪平面控制網(wǎng)中的信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性比較高，利用該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以對地理測繪技術(shù)進(jìn)行完善和更新，在實(shí)際的應(yīng)用過程中可以保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，提高了測量效率；地形測繪平面控制網(wǎng)應(yīng)用在實(shí)際的地形測量中，不但可以保證數(shù)據(jù)測量的精準(zhǔn)性，還為測量人員的工作提供了幫助，讓測量人員的測量工作不再那么困難，為工作人員減輕了壓力。

2、GPS技術(shù)的應(yīng)用價值探討

把GPS技術(shù)應(yīng)用在地理信息的測繪工作中，可以為地形測量工作制定合理設(shè)計(jì)方案，并并提供有效的技術(shù)支持，為地形測量提供精準(zhǔn)的定位服務(wù)。在實(shí)際的地形測量工作中，GPS技術(shù)可以應(yīng)用不同種類的測繪技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)對整體的地形進(jìn)行分析，并把所有的信息進(jìn)行有效的整合，對地形測量工作的完成有著促進(jìn)的作用，同時也對測量工作提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，為地形測量工作的開展提供了支持。該項(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)在短時間內(nèi)對地形位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，具有高效性。在目前的地形測量工作中，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的較為普遍，對地形的測繪和管理有著重要的作用，可以滿足城市現(xiàn)代化發(fā)展和建設(shè)的需求，促進(jìn)對地形的有效管理。

二、GPS技術(shù)在地形測繪平面控制網(wǎng)建立中的應(yīng)用

本文以某縣的主城區(qū)及其外圍規(guī)劃建設(shè)為例，為其提供1∶500的數(shù)字地形測繪用圖，其中縣城面積為36平方千米，在縣城原有的地形圖的基礎(chǔ)上，采用高等級控制網(wǎng)，然后布設(shè)E級GPS控制網(wǎng)。其中，坐標(biāo)系統(tǒng)使用縣城的平面坐標(biāo)系，中央子午線為115°，任意分帶，使用高斯正形投影方式。

1、布設(shè)GPS控制網(wǎng)

首先，確定三角點(diǎn)位，最終依照縣城的實(shí)際情況精準(zhǔn)選擇4個點(diǎn)位，主要包括關(guān)莊（G01）、南牛莊（N01）、臨堂村（L01）、以及C級DG01點(diǎn)，將其作為E級GPS平面控制網(wǎng)的起算點(diǎn)。這些點(diǎn)位均依照《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》、《全球定位系統(tǒng)實(shí)時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》等選擇產(chǎn)生，便于保存，地質(zhì)較為穩(wěn)定，且交通便利，最主要的便于測量。每個控制點(diǎn)均保證由超過一個以上的通視方向，最終布設(shè)了一共11個E級GPS點(diǎn)。而點(diǎn)位確立之后進(jìn)行20天的沉穩(wěn)性監(jiān)測，保證穩(wěn)固后進(jìn)行GPS外業(yè)操作。點(diǎn)名編排的方向?yàn)闇y區(qū)西北處開始，依照自左而右和自上而下的順序進(jìn)行編排。最終，確立了E級GPS網(wǎng)中的基線最長和最短邊長，分別為3.71km和0.91km。計(jì)算平均基線邊長，結(jié)果為2.31km。

2、采集GPS控制網(wǎng)的外業(yè)數(shù)據(jù)

對外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測采用6套S86雙頻GPS接收機(jī)，在使用前細(xì)致檢查機(jī)器的可用性，設(shè)定其測區(qū)的GPS天線定向?yàn)轱@示屏面朝南，對每時段進(jìn)行測量之前要測量天線高，測量之后也要量天線高，確保對中誤差小于3mm。然后，專人在開測站進(jìn)行觀測，切勿觀測過程使用手機(jī)和對講機(jī)。每15s為一采樣的時間間隔，高度最大值為20°，然后在《GPS野外觀測記錄表》上詳細(xì)記錄觀測數(shù)據(jù)。進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，觀測網(wǎng)使用邊連接方式構(gòu)成。

三、對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理、外業(yè)質(zhì)量檢核以及平差操作

1、內(nèi)業(yè)處理

首先，對觀測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，使用平滑濾波方式，將粗差剔除。其次，將數(shù)據(jù)文件格式進(jìn)行統(tǒng)一處理，制成標(biāo)準(zhǔn)化文件，改正觀測值的數(shù)據(jù)模型。然后進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理，使用南方測繪GNSS數(shù)據(jù)處理軟件：先固定一個點(diǎn)對各獨(dú)立基線進(jìn)行解算；設(shè)置基線的解算類型和條件，自動搜索獨(dú)立的異步環(huán)、同步環(huán)和重復(fù)基線；解基線向量，具體方法為使用載波相位觀測值中的雙差觀測值。具體的基線解算的平差過程包括初始平差、將整周未知數(shù)固定成整數(shù)、確定整周未知數(shù)的已知值。然后將待定的測站坐標(biāo)作為未知參數(shù)，以此來解出基線向量的整數(shù)解。該過程由系統(tǒng)軟件計(jì)算得出。

2、外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核

對同一時段觀測值進(jìn)行檢核后，確定最大數(shù)據(jù)剔除率為7.93%，小于10%。如果在檢核過程中發(fā)現(xiàn)重復(fù)邊互差和環(huán)閉合差超過規(guī)定限差，那么應(yīng)該及時分析原因，丟棄無用的超限基線，重新測量構(gòu)環(huán)所需的超限基線。

3、GPS網(wǎng)平差

使用GNSS數(shù)據(jù)處理軟件求出GPS網(wǎng)平差，將基本觀測量確立為協(xié)方差和基線向量，利用起算點(diǎn)坐標(biāo)代入絕對基準(zhǔn)：確立基線解的最終結(jié)果，設(shè)定為合格的雙差固定解；進(jìn)行GPS網(wǎng)三維無約束平差，計(jì)算出各基線向量三個坐標(biāo)差觀測值的總改正數(shù)、控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)、點(diǎn)位和邊長以及基線邊長，以此來判斷GPS網(wǎng)的精度情況；檢驗(yàn)起算數(shù)據(jù)的質(zhì)量，進(jìn)行二維約束平差，計(jì)算出點(diǎn)位，如果誤差小于5cm，則可以將其作為E級GPS網(wǎng)起算點(diǎn)。

4、評定GPS網(wǎng)的精度

評定GPS網(wǎng)的精度，使其能夠符合E級GPS布網(wǎng)的精度要求即可。對縣城測量出E級GPS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)后，在省衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用下，將其數(shù)據(jù)使用在建筑工程測量、城區(qū)控制測量、地籍測量、土地資源詳查、房地產(chǎn)測量、GIS信息更新和精細(xì)農(nóng)業(yè)服務(wù)等測量業(yè)務(wù)服務(wù)中，最終幫助縣城經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

結(jié)語：地形測繪平面控制網(wǎng)在目前的地形測繪技術(shù)中已經(jīng)發(fā)展的比較完善，結(jié)合GPS定位技術(shù)，可以廣泛應(yīng)用在各種地形工程的測量中，是目前地形生產(chǎn)和開發(fā)的主要應(yīng)用技術(shù)，在地質(zhì)勘察、日常生產(chǎn)管理以及安全生產(chǎn)方面都發(fā)揮了積極的作用。只有認(rèn)真地掌握地形測繪平面控制網(wǎng)和GPS技術(shù)的應(yīng)用過程和應(yīng)用價值才能充分滿足地形測量、現(xiàn)代工程的實(shí)際需要。

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