高精度GPS在野外測繪中的應用與優化

石小濤

中國人民解放軍32033部隊 海南 ?？?570100

當前國內處于一個非常重要的社會現代化建設進程當中，而在這一發展過程中，對應的土地資源充分了解和利用十分重要，其中野外測繪的意義是通過實地勘測和數據采集，獲取地形、地貌等自然要素的準確信息，為土地規劃、資源開發、環境保護、工程建設等提供基礎數據支撐。從中能夠看出新時期的野外測繪重要意義，并且對于這項工作提出了嶄新且更高的要求，為此就需要注重野外測繪中的高精度GPS技術的優化和完善，這對于國內當代的土地規劃、資源開發、環境保護、工程建設等工作質量的提升都是比較重要的，需要保持高度重視，這本身對于高精度GPS技術的發展也具有重要現實意義。所以，在接下來的文章中首先對高精度GPS技術進行概述，其次分析高精度GPS在野外測繪中的優勢，最后提出針對性的優化意見和對策，望對此項技術應用起到一定的借鑒和指導作用。

1 關于高精度GPS技術的概述

所謂的高精度GPS技術，其本質上是一種基于全球定位系統的測量技術，通過專業級別硬件和軟件算法的配合之下，實現高測量精度的GPS技術。目前來看，高精度GPS技術的應用范圍十分廣泛，在土地測量、建筑工程、道路設計、資源開發、環境監測等領域都具有對應的應用。其技術原理在于，利用衛星發射的信號，接收器將其進行解碼，從而計算出接收器與衛星之間的距離差，在結合測繪過程中一系列的其他信息（包含地理位置、大氣條件等等），最終得到接收器的三維坐標。一般情況下，在高精度GPS技術的應用過程中，需要接受多顆衛星的信號，最終才能實現較高的測量精度。另外，為了避免應用過程中出現誤差現象和問題，還需要考慮一系列眾多的因素，包含接收器的位置、天線高度和地球自轉等等因素[1]。

依據相關研究和調查可以發現，國內外的傳統的野外測繪常使用全站儀等設備進行測量，但是這些設備通常需要站點設置、觀測時間等復雜的操作，且精度相對較低，當前已經逐漸難以滿足相關的要求和需求。而高精度GPS技術可以通過全球衛星定位系統（GNSS）接收衛星信號并計算位置坐標，具有自動化、高效率、高精度等優點[2]，能夠大幅度提升野外測繪的工作效率和數據質量，因此近年以來，高精度GPS技術開始廣泛地在野外測繪工作中進行應用，這也意味著相關的野外測繪工作團隊和單位對此需要保持高度關注和重視。

2 高精度GPS在野外測繪中的應用優勢分析

在國內社會現代化建設和發展過程中，土地資源規劃、工程建設等等方面的工作具有重要現實意義和價值，其中野外測繪是非常重要的一項基礎性質工作，并且對于這項工作質量、準確性、效率等等方面的要求越來越高。其中傳統的野外測繪所使用的技術已經逐漸難以滿足相關的要求和需求，高精度GPS在野外測繪中的應用則可以帶來比較大的提升，具體表現在以下幾個方面：

2.1 觀測站之間無需通視

高精度GPS技術設備所接收的是GPS衛星信號，信號的強度、穩定性會對具體的技術應用成效產生一定的影響。其中，高精度GPS在野外測繪中的應用過程中，只需要觀測站的上空保持開闊，保持接收設備能夠持續穩定收到良好的衛星信號，就可以為野外測繪提供對應的支持和支撐。因此，在高精度GPS在野外測繪中的應用過程中，觀測站之間無需保持同視，并且可以大大減少測量工作所消耗的時間、成本和勞動強度。除此之外，還可以使得觀測站的點位選擇更加靈活，可以在很大程度上提升野外測繪工作的效率，這也是現階段野外測繪工作的主要目標之一[3]。

2.2 定位精度比較高

目前來看，諸多行業工作的開展都需要涉及到野外測繪工作，并且對于野外測繪工作定位精度方面的要求越來越高。譬如，在水利工程項目的施工過程中，其在野外的概率比較高，并且涉及到大壩、水庫、閘門等重要設施的建設，這些設施建設對于定位精度方面的要求就比較高。其中實現高精度GPS在野外測繪中的應用，就可以保障野外測繪工作的精度和準確性，進而為不同的工作內容提供對應的支持和支撐，這些都是傳統的野外測繪工作所難以實現的，因此在野外測繪工作過程中，需要意識到不同領域工作對于此項工作質量方面提出了更高的要求，并且加強高精度GPS技術的應用，從而促進相關的一系列工作質量得到全面提升[4]。

2.3 觀測時間比較短

在傳統的野外測繪工作當中，需要投入大量的人力資源成本，而人為工作本身就不如一系列高新設備的工作效率高。其中，由于傳統野外測繪主要以人工為主，導致其需要的觀測時間比較長，尤其是在復雜的地形環境當中，在觀測方面需要花費的時間更長，從而影響到了具體的野外測繪工作效率。而實現高精度GPS在野外測繪工作當中的運用，由于高精度GPS技術具有更高的定位精度和更快的數據收集速度，這使得具體的野外測繪工作的觀測時間比較短，大大縮短了測量時間和減少了錯誤率。同時，高精度GPS還能夠實時記錄地理位置信息并將其導入到數字地圖中，進一步簡化了數據處理和分析過程，提高了測繪效率，這一點對于野外測繪工作質量的提升具有重要現實意義。

3 高精度GPS在野外測繪中的具體應用

目前來看，國內的高精度GPS技術已經比較成熟，開始在各個領域中進行應用，野外測繪就是其中之一。具體來看，其應用內容如以下所示：

3.1 在控制測量中的應用

在實際的野外測繪工作當中，測量崗位工作人員需要先進行對應的控制測量，簡單來說就是測量項目的區域范圍，由于野外測繪工作的環境相對惡劣，容易遭遇地下管線損毀的情況和問題，除此之外，測量點的自然因素損壞和人為破壞，經常導致實際的野外測繪中的控制測量工作受到比較大的負面影響。傳統的控制測量工作中，由于主要以人工為主，導致其耗時耗力，同時還難以達到理想的工作質量，在精度方面的分布并不均勻[5]。

其中，高精度GPS技術在野外控制測量中的應用已經十分常見，這項技術可以提供高精度的控制點的地理位置信息，可以支持當下坐標系建立或者是糾正已有的坐標系，為測繪全流程工作提供支持。同時，在控制測量應用中應用高精度GPS技術時，需要在天空中能夠看到至少4顆衛星，并通過計算衛星信號的時間差來確定接收機的位置。由于衛星信號會受到大氣層等因素的影響，為了獲得更高的測量精度，還需進行一系列誤差校正，例如大氣延遲、多徑效應等，這是相關工作人員在應用過程中需要高度重視的。最后，高精度GPS在控制測量中的運用，還可以實時記錄野外控制測量的數據，并將其導入到數字地圖或GIS軟件中進行分析。這使得野外控制測量工作變得更加高效和自動化，對于野外測繪工作的自動化、智能化都是比較重要的。

3.2 在碎部測量中的應用

在實際的野外測繪工作當中，地形碎部測量是一種常用的測量方式，測繪的效率和質量都比較高，因此受到了野外測繪工作人員的青睞，地形碎部測量在野外測繪中的優勢在于可以對地形進行更加精細和準確的測量，特別是在地形復雜、起伏較大或有局部變化的區域。此外，它可以提供更多的地形數據，例如坡度、高程和傾斜角等，這些數據對于土地利用規劃、自然資源管理和環境保護等方面都非常有用。強化高精度GPS技術在地形碎部測量中的運用，可以提供更加精準的三維平面坐標，測量成果的精度可以達到厘米級別。例如，在具體的運用過程中，將高精度GPS技術同平板測量工具銜接之后，可以實現高水平的數字測量，與傳統的碎部測量相較，不需要先進行對應的控制，現場就可以立刻成圖，這對于相關的野外測繪工作人員和單位來說，相當于省去了諸多非必要的麻煩，工作質量和效率都比較高。除此之外，高精度GPS技術在野外碎部測量中的應用，對于相關的一線操作技術人員的綜合素養要求比較低，無需投入過多的人力成本。與之相較，傳統上的全站儀測量方式在測量工作中需要不斷調整測量地點，這項工作既耗費人力又耗費時間，對測量進度也會有所影響，相比之下，高精度GPS技術在野外碎部測量中的應用要更加合理和有效。

3.3 在線路測量中的應用

在實際的野外測繪工作當中，線路測量是非常常見的一項技術和方法，線路測量當中主要就是建筑物的放樣測量。實現高精度GPS技術在野外線路測量中的運用，需要注重設置好對應的測量路線基本參數，包含線路的起點坐標和線路的終點坐標、曲線轉角，半徑等數據信息輸入到RTK控制器當中，便可以完成放樣工作。。并且目前來看，以下的諸多測繪工作內容都可以進行高精度GPS技術的運用：

①定位導線、桿塔等測量對象的位置；

②測量導線、桿塔等物體之間的距離和角度；

③收集地形數據，例如海拔高度、坡度等；

④通過實時動態定位，對移動式測量設備進行位置校正。

依據長期的實踐工作效果上來看，利用高精度GPS技術，在野外線路測量中可以大幅提高測量效率和準確性，并降低測量成本和風險，這也是野外測繪測量工作的主要目標之一。例如相關的野外測繪工作人員和單位，在運用高精度GPS技術過程中，可以通過安裝高精度GPS接收器在輸電線路上，可以實時獲取線路的位置以及溫度、濕度等環境參數數據。這些數據可以幫助電力公司快速檢測和解決線路故障，并且可以用于對線路進行定期的維護和監測。

3.4 在土地測繪中的應用

在國內社會現代化建設和發展過程中，最為重要的一項工作就是土地資源的規劃和利用，其中，由于土地資源的有限性和不可再生性，保護和合理利用土地資源已成為當今全球可持續發展的重要議題之一。高精度GPS在土地測繪工作中，可用于評估煤炭儲量，通過測量礦區面積，精確定位鉆探點位等信息，令評估更為準確。

目前來看，野外土地資源的測繪工作至關重要，對于其準確性、工作效率等等方面都提出了越來越高的要求和需求，這也是此項工作的一個必然發展趨勢。其中，高精度GPS可用于記錄道路和鐵路的位置、長度和坡度等信息，以支持路線規劃和設計。另外，高精度GPS技術在野外土地測繪中的運用，可以測量山區、森林和峽谷等復雜地形的高程、坡度和曲率，以生成精確的數字高程模型和地形圖。對于相關的一系列工作開展具有重要的支持作用。鑒于國內當前處于社會現代化建設進程當中，土地資源的合理規劃、有效利用都至關重要，因此需要高度重視高精度GPS技術在土地測繪中的應用發展。

4 高精度GPS在野外測繪中應用優化措施

在當前的諸多領域工作中，野外測繪都是非常重要和必要的基礎，野外測繪的工作質量和效果對于一系列工作內容都會產生直接的影響，其中高精度GPS技術給野外測繪工作所帶來的提升是極為明顯的，但保障這項技術發揮出對應的價值和作用，還需要注重落實以下幾個方面的優化措施，實現野外測繪工作的高質量可持續發展，具體如以下所示。

4.1 確保良好的信號接收

通過高精度GPS可以獲得更高的定位精度，用于路網、鐵路、河流等交通和水利工程的測繪。在前文已經進行了一定的提及，在實際的高精度GPS在野外測繪中應用過程中，本質上都是通過相關的設備接收信號實現工作的。因此，在高精度GPS在野外測繪中應用過程中的信號接收情況十分重要，因此在具體的技術應用和落實階段，可以選擇開闊的區域進行測繪，避免高建筑物、密林等會遮擋信號的地方。同時，還可以配備天線放大器和信號濾波器等設備來提高信號接收質量，具體需要做到因地制宜，運用合理方法提升信號接收穩定性和可靠性。

4.2 注重數據處理

高精度GPS在野外測繪中的應用，其采集到的原始數據需要經過有效的處理才能得出精確的測繪結果。為此，在以高精度GPS技術為基礎的野外測繪中，需要選擇適合的數據處理算法和軟件，以及設置合理的參數和校正方法。此外，在數據處理過程中還要注意數據的質量控制，包括誤差分析、數據濾波等措施，以保證測繪結果的可靠性。

4.3 動態監測和糾正

傳統的野外測繪工作之所以難以得到理想的工作效果，主要原因就是野外環境的影響因素比較多，即便高精度GPS技術能夠帶來諸多的提升，但是在野外測繪中，具體需要做到以下幾方面的工作；

一方面，綜合條件適宜背景下，不同技術人員和單位可以使用專業的GPS數據處理軟件來處理和分析接收到的GPS數據。這些軟件可以實時計算出位置、速度、方向等參數，并生成相應的報告和圖表。

另一方面，相關工作人員需要意識到野外測繪環境的多變，定期檢查GPS設備和數據采集系統的運行狀況，并進行維護和校準，以保證數據的準確性和穩定性。

5 結論

正如文中所言，野外測繪是諸多工作內容的一個重要“基礎”，高精度GPS技術能夠在多項工作中進行應用，具體包含相關的三維地形模型建立、地籍測量工作、建筑物測量工作、精準定位等等，其重要性毋庸諱言，同時相關的一系列工作環節對于野外測繪提出了更高的要求，為此需要重視高精度GPS在野外測繪中的應用與優化，并且加強實踐，從實踐過程中發現問題、分析問題和處理問題，最終實現高質量的野外測繪工作質量。