GPS技術在大地測量中的應用分析

張學斌

摘要：隨著GPS技術的發展進步，被廣泛的應用到土地測量和管理的工作中，這為有效的解決土地問題，緩解協調人地相互之間的關系發揮了重要的作用，為實現土地管理的科學化和現代化奠定了堅定的基礎。因此，本文針對GPS技術在大地測量中的應用展開論述。

關鍵詞：GPS技術;大地測量;應用

引言：大地測量工作是人類了解自然環境，發展人類社會的重要工作。由此可見，大地測量工作是多么的重要。然而，大地測量工作是一項十分復雜的工作。如果沒有有效的技術支持是無法有效完成的。全球定位系統（GPS系統）對于大地測量工作有著非常好的幫助，能夠為大地測量工作提供有效的支持，使測量工作更為有效，也正因為如此，全球定位系統也成為了大地測量工作的重要手段。

一、GPS技術分析

GPS技術就是利用衛星對時間和距離進行測量，從而構成全球定位系統，通過接收機到GPS之間的距離進行基本測量來實現精確的定位。當地面的GPS接受機在接受到四顆衛星的信號后，利用載波的相位側，從而及時測量出衛星信號傳送到接受機所需要的時間，在結合傳輸衛星的星歷，再將衛星和用戶的幾個距離進行相交后，就可以確定目標的三維坐標位置。

在GPS系統運用過程中，具有以下特點：一是高精度。在實際的應用中，全球定位系統的相對定位精度非常高;同時進行觀測的時間較短。在進行GPS技術測量過程中不需要測站之間進行通視覺，這在很大程度上就會節約造標費用;可以為用戶提供精確的三維坐標;另外，操作起來比較簡單，自動化程度比較高，能夠有效減輕工作人員的勞動強度和緊張程度。

而大地測量工作中最基本的任務就是地面點定位，需要測量人員能夠精確地測量出地面點在空間中的位置。單靠傳統的測量方法根本無法滿足測量工作的需求。隨著我國科學技術的不斷發展完善，大地測量工作也已經從單純的地面測量完善到了空中測量。隨著大地測量技術的不斷完善，人們認識到了GPS技術的巨大作用，并開始將該技術越來越廣泛地應用到大地測量技術之中。GPS技術能夠對地面目標進行精確定位，改變了過去落后的測量方法，不但大大提高了測量的精確度，也使測量工作更加高效，過去那種測量地區需要數天甚至數年的工作現在只需短短幾天的時間便可完成，這大大提高了工作效率，為其他相關工作提供更為有效的數據支持。

二、GPS應用特點

2.1GPS衛星定位技術直接獲取高精度的三維坐標，各點不存在逐點推算和誤差積累，無需過度點，因而具有設計、布點和定位操作靈活、高精度、多用途等以及在降低勞動強度、高效自動化等方面有著常規測量無法比擬的優勢。

2.2GPS空間大地測量對地理條件和作業條件要求較低，GPS點間的建立無需點間通視，使用雙頻機距離幾乎不受限制，又與幾何圖形條件基本無關，對點、網、形要求相對較弱，可保證坐標傳遞精確度。

2.3傳統測量平面坐標和高程是2個彼此獨立的系統。GPS測量同時給出平面和高程坐標，將平面控制和高程統一控制在三維空間坐標系中，還可進行可視化處理，因而工作效率高。

2.4GPS測量，由于電離層效應和對流層效應具有相似的屬性，短邊長的網觀測精確度反而高些，使得高級網對低級網的控制作用減弱了;數據處理上，不再對一、二、三、四等網分別處理，GPS空間大地測量觀測量是等權的，不受邊長制約。

2.5采用高精度分析軟件、精密星歷、與國際跟蹤站聯測的辦法進行解算、平差，可獲得更高精度的成果?？梢詽M足大地測量網改造和工程應用之急需，具有更優越條件和更廣泛的應用前景。

三、GPS技術在大地測量過程中的應用

3.1繪制大比例尺地形圖。

公路選線多是在大比例尺（1∶1000或1∶2000）帶狀地形圖上進行。用傳統方法測圖，先要建立控制點，然后進行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大，速度慢，花費時間長。用實時GPS動態測量可以完全克服這個缺點，只需在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘，即可獲得每點的坐標、高程。結合輸入的點特征編碼及屬性信息，構成帶狀所有碎部點的數據，在室內即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性息，而且采集速度快，因此大大降低了測圖難度。

3.2公路的橫、縱斷面放樣和土石方數量計算。

①縱斷面放樣時，先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中（如：各變坡點樁號、直線正負坡度值、豎曲線半徑），生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來，隨時可以到現場放樣測設。②橫斷面放樣時，先確定出橫斷面形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面設計數據輸入到電子手簿中（如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設計高），生成一個施工測設放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現場放樣測設。同時軟件可以自動與地面線銜接進行“戴帽”工作，并利用"斷面法"進行土石方數量計算。通過繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖。因為所用數據都是測繪地形圖時采集而來的，不需要到現場進行縱、橫斷面測量，大大減少了外業工作。必要時可用動態GPS到現場檢測復合，這與傳統方法相比，既經濟又實用，前景又廣闊。

四、GPS技術在大地測量過程中出現的優點和缺點

GPS技術在進行大地測量中優勢主要體現以下幾個方面：首先作業效率很高。在一般的地質地形條件下，大大減少了在傳統測量過程中控制點和測量設備的移動，在很大程度上降低作業人員的勞動強度，同時還節約外業的費用。其次，定位精度非常高，數據相對來說，很可靠，很少出現誤差的積累，在滿足RTK測量前提下，平面和高程的精度就有可能達到厘米的級別;最后，GPS-RTK技術不需要通視，受到外界條件影響較小，更加易于操作，能夠實現作業的自動化和集成化，能夠實現多種測繪功能，同時還降低了工作的誤差，提高測量的精度和正確性。另外，也存在一定的局限性。比如很容易受到信號的干擾等，因此，在使用GPS技術過程中，要有效解決信號干擾的問題，從而提高測量效率。

結語

GPS衛星定位技術的迅速發展，給測繪工作帶來了革命性的變化，也對大地測量工作，特別是大地控制測量工作帶來了巨大的影響。應用GPS進行大地控制測量，點與點之間不要求互相通視，這樣避免了常規大地測量控制時，控制點點位選取的局限條件，并且布設成GPS網狀結構對GPS網精度的影響也甚小。由于GPS技術具有布點靈活、全天候觀測、觀測及計算速度快、精度高等優點，使GPS技術在國內各省市的城鎮地籍控制測量中得以廣泛應用。利用GPS技術進行大地測量的控制，沒有常規三角網（鎖）布設時要求近似等邊及精度估算偏低時應加測對角線或增設起始邊等繁瑣要求，只要使用的GPS儀器精度與等級控制精度匹配，控制點位的選取符合GPS點位選取要求，那么所布設的GPS網精度就完全能夠滿足大地測量規程要求。GPS定位技術正廣泛應用于社會的各個領域，服務經濟建設。人類科技發展水平又到了一個新的高度。GPS在大地控制測量中應用廣泛，以上是我對GPS在大地控制測量中應用的理解，諸多不足，還請批評指正。

參考文獻：

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