基于GPS技術的遙感測繪方法及實踐重點分析

劉釗

【摘要】隨著科學技術的不斷進步，測繪制圖的工具和設備發展迅速，新的工具也在不斷創造。GPS技術是最常見的測繪工具之一。本文從對GPS技術的概述開始，介紹其功能原理和優點，然后描述了其應用范圍并列出一些使用GPS技術進行遙感的實際示例，希望可以為有關人員將來更好地使用GPS技術和遙感技術提供參考。

【關鍵詞】GPS技術;遙感測繪;重點

【中圖分類號】P228.4

【文獻標識碼】A

近年來，隨著大地測量與制圖技術的不斷發展，遙感勘測制圖技術因定位精度高、速度快、距離遠的優勢被廣泛應用。值得注意的是，通過集成GPS技術和遙感技術，可以大大提高測繪效率。在大地測量和制圖中，使用基于GPS技術的遙感和制圖方法可以高精度、高效地進行大地測量和制圖。

1、GPS技術概述

GPS是“Global Positioning System”即“全球定位系統”的簡稱。它主要由空間衛星星座、地面監控系統和用戶設備部分（信號接收器）組成。其中，GPS空間衛星星座主要由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。24顆衛星均勻分布在6個軌道平面內，軌道平面的傾角為55°，衛星的平均高度為20200km，運行周期約為12h。地面監控系統是整個衛星的中央控制系統，主要由主控站、5個監測站和3個信號輸入站組成。用戶設備部分即GPS信號接收器。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，并跟蹤這些衛星的運行。

2、基于GPS技術的遙感測繪技術

2.1 GPS輔助空中三角測繪

（1）同時使用地面控制點的GPS接收器和空中GPS接收器不斷記錄和組織GPS衛星信號。（2）使用處理軟件對數據進行脫機處理，并通過插值從GPS天線獲取即時信息。（3）使用自動空中三角測量自動轉線技術，將數字圖像整體匹配。（4）通過上述工作，可以獲取GPS攝像機的坐標以及連接點和攝像機數據的照片坐標，或者執行某些地面測試，對非攝影和攝影測量進行常規設置，并確定照片的方向參數或該點的編碼坐標。

2.2 GPS測量的外業實施

（1）GPS測量站點的選擇并不要求必須通視，圖形結構更加靈活，但是，鑒于GPS測量和后續測量的特殊性，應該仔細考慮站點的選擇。a.因為布點不是很多，則可以使得三個點之間互相通視，這對于后續的測量很有用。b.該點周圍15°的仰角以上不應有障礙物，以免減弱信號。c.為了不干擾電磁波信號，請使用無線電發射的電源和高壓電纜等的電源。d.布點應選擇在能見度高，運輸方便且易于保存的地方，以利于觀察和將來使用。 e.填埋結束后根據需要進行標記。（2）觀察。使用GPS調度計劃進行相對靜態定位，衛星傾斜角為15°，持續時間為45 min，采樣間隔約為10s。一次安裝3個接收天線（對中，對準，方向），每次3個點，測量天線的高度，測量氣象數據，并觀察這些顯示是否滿足接收器的要求。接著輸入數據，并讓接收機使用測量指南自動記錄和觀察，測量人員記錄測量記錄。

2.3 GPS技術對大氣降水量的遙感測繪

自上世紀八十年代以來，科學家們提出使用GPS技術來分析大氣可降雨量的多少。在利用GPS技術對大氣雨水進行遠程制圖方面，中國也做了很多研究和實踐。當前，使用GPS技術遠程檢測大氣水蒸氣的方法已為人們所熟知，其精度已達到約1.5 mm。GPS遙感技術在分布區域，預算，準確性和分辨率方面具有顯著優勢。它通常用于氣候監測，水文分析和大氣水測繪。當使用GPS技術進行大氣降水的遠程測量時，GPS定位衛星監視站測量的信號和數據首先通過接收器傳輸到GPS數據中心，以測量表面壓力和空氣層的防空減速度，以獲得新的大氣參數。然后使用信號處理器來計算空氣濕度保持率和降雨量的數據。

3、實例研究

3.1測區基本情況

在這項研究中，探測區域的比例為1∶500，在整個檢測區域內的運輸都很方便，地形條件也很好。

3.2前期準備工作

通過對不同比例尺的地形圖像，水路地圖，最新交通地圖和地形圖進行比較分析，從而獲取有關覆蓋區域的基本信息。接著進行位置調查，以確定檢測區域的基本情況并配置GPS控制網絡。本文中定義的GPS控制網絡主要包含五個控制點，其中B點是輔助點，因為可以在測量中獲取高度，并且測量范圍較小。因此，GPS網絡管理系統具有高度的適應性，并且三個GPS接收器主要跟蹤基本數據，例如海拔高度。工作人員要根據現階段 測量工作的主要情況檢查所有設備，以確保這些設備可以在工作中發揮預期的作用。

3.3首級控制測量

在該項目中，GPS測量方法用于第一級的控制測量，級別為D級，對于難以測量的一小部分區域，布設點為一級。在測量過程中，需要嚴格按照國家控制點的相關要求對GPS控制點進行了高水平的分析，以確保測量結果能夠達到預期。對于在測量區域中的一塊測量標石，高度為60cm，間距為20cm×20cm，頂部為12cm×12cm;對于上部不滿意的區域，要根據相關規則進行裝飾，并繪制GPS點。當使用邊聯式網絡布設形狀時，GPS監視通過靜態定位進行。總觀測時間為50～60min，對于難以觀測的區域，可以適當增加觀察時間。

3.4高程控制測量

在該項目中，目標區域高度的控制為第四等水準，以第三級及更高級別的國家級用作起算點。該項目的對準點和引導點采用同一標石，所有GPS點都應實施第四等觀測，一些復雜的GPS點可以擬合四等高程。進行四等水準觀測時，將DSZ2水平儀與兩面的木尺一起用于水平，該水平儀是使用觀察方法從背面到正面進行測量的，數據要記錄在PC-E500計算機上，并且觀察結果中指示的公差已預先輸入計算機中。觀測前后應檢查使用過的儀器和標尺。在正確驗證所有現場數據之后，使用武漢測繪科技大學編寫的“用于高級測量管理數據處理的系統軟件”在微型計算機上計算校正值，調整后的精度必須符合各種規范要求。

結語：

有效利用GPS技術和遙感技術可以顯著提高測量工作的效率和準確性，因此，有必要將GPS技術與遙感技術相結合，以有效提高測繪效率，進一步推動行業發展。

參考文獻：

[1]索瑩瑩.GPS遙感測繪方法在土地測繪中的運用研究[J].地產，2019（09）：109-110.

[2]黃文前.工程測繪中無人機遙感測繪技術的運用初探[J].居舍，2019（10）：175.