第一篇：GPS測(cè)繪技術(shù)在線形工程測(cè)量中的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)在線形工程測(cè)量中的應(yīng)用

摘要：在線形工程測(cè)量中，應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)不但精度有保證，而且方便、快捷，節(jié)省人力物力，本文在訴述GPS測(cè)繪技術(shù)在線形工程測(cè)量應(yīng)用中GPS控制網(wǎng)的布設(shè)、外業(yè)測(cè)、內(nèi)業(yè)差處理的同時(shí)，也闡述了各過(guò)程易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法。

關(guān)鍵詞：GPS；長(zhǎng)線測(cè)量；測(cè)繪

隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，GPS測(cè)繪技術(shù)已廣泛應(yīng)用于線形工程的方方面面，如道路、管線、長(zhǎng)距離輸水、電、氣、油管路勘測(cè)等，以前按傳統(tǒng)的控制測(cè)量、工程測(cè)量控制方法建網(wǎng)觀測(cè)，工作量大、測(cè)繪時(shí)間長(zhǎng)、效率低，同時(shí)在網(wǎng)形布設(shè)、觀測(cè)方法、誤差控制等方面都存在一定的問(wèn)題，再加上線路狹長(zhǎng)，周?chē)刂泣c(diǎn)少，給測(cè)繪工作帶來(lái)不便。線形工程中利用GPS測(cè)繪技術(shù)較好地解決了上述問(wèn)題。1 GPS線路控制網(wǎng)的布設(shè)特點(diǎn)

用GPS技術(shù)分級(jí)建立線路控制網(wǎng)，線形工程長(zhǎng)達(dá)數(shù)百千米，甚至上千千米，利用GPS技術(shù)能很好地解決這一問(wèn)題，因?yàn)槠洳季W(wǎng)形式靈活，與國(guó)家高等級(jí)點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí)，其邊長(zhǎng)不受限制，點(diǎn)間又不要求通視。控制網(wǎng)呈狹長(zhǎng)狀布設(shè)，每個(gè)閉合環(huán)至少含一條數(shù)千米的長(zhǎng)邊，與相鄰互相通視的短邊點(diǎn)相連，形成混合網(wǎng)。其網(wǎng)圖采用分級(jí)布網(wǎng)，具有較高的精度及較高的可靠性，同時(shí)保證同級(jí)網(wǎng)點(diǎn)精度均勻。另外，高等級(jí)控制網(wǎng)統(tǒng)一布設(shè)，為次級(jí)加密測(cè)距導(dǎo)線提供高等級(jí)的控制點(diǎn)。2 GPS線路控制網(wǎng)的布設(shè)形式 2.1 線路控制網(wǎng)

線路控制網(wǎng)是由多個(gè)邊連式、點(diǎn)連式基線形成的異步環(huán)構(gòu)成的混合網(wǎng)。規(guī)范規(guī)定，每個(gè)獨(dú)立環(huán)或附合路線不超過(guò)6條邊（C級(jí)平均邊長(zhǎng)10~15 km，D級(jí)5~10 km），并與國(guó)家高等級(jí)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。2.2 GPS線路導(dǎo)線

（1）選點(diǎn)靈活，點(diǎn)位基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，便于安置儀器操作，便于布設(shè)通視方向，并能用常規(guī)方法擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)。（2）相鄰點(diǎn)不必都通視，只要有1對(duì)相鄰點(diǎn)通視即可。

（3）每條GPS基線向量連同高一級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)的基線向量，構(gòu)成異步環(huán)作以檢核。

（4）線路過(guò)長(zhǎng)時(shí)，若跨多個(gè)投影帶，可在分帶交界附近布設(shè)一對(duì)互相通視的GPS點(diǎn)與國(guó)家控制點(diǎn)相連，以使測(cè)區(qū)內(nèi)投影長(zhǎng)度變形不大于2·5 cm/km。

（5）GPS控制網(wǎng)與附近高等級(jí)國(guó)家平面控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)不應(yīng)少于3個(gè)。當(dāng)控制網(wǎng)邊長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，宜增加聯(lián)測(cè)點(diǎn)，并使聯(lián)測(cè)點(diǎn)分布均勻且能控制本控制網(wǎng)。

（6）低等級(jí)線路測(cè)量自成系統(tǒng)，不與國(guó)家高等級(jí)點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí)，其布網(wǎng)方式更加靈活，可采用網(wǎng)（1）作業(yè)組嚴(yán)格按調(diào)度計(jì)劃，按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行同步觀測(cè)。

（2）接收機(jī)啟動(dòng)前和作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)填寫(xiě)測(cè)量平差手簿中的項(xiàng)目、格式及內(nèi)容。①接收機(jī)記錄后，觀測(cè)員及時(shí)將測(cè)站信息記錄于手簿，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)報(bào)告調(diào)度人員，采取相應(yīng)措施；②接收機(jī)記錄后，禁止人員或其他物體觸動(dòng)天線或遮擋信號(hào)，引起信號(hào)失鎖；③觀測(cè)期間，不得在天線附近50 m內(nèi)使用電臺(tái)，10 m內(nèi)使用對(duì)講機(jī)及手機(jī)以免干擾；④同一時(shí)段觀測(cè)過(guò)程中，不能將接收機(jī)關(guān)閉又啟動(dòng)，進(jìn)行自測(cè)試、改變衛(wèi)星仰角限、改變天線位置、變換數(shù)據(jù)采樣間隔，更不能關(guān)閉文件或刪除文件等；⑤避免多路徑效應(yīng)誤差，測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜的水面（水面能反射衛(wèi)星信號(hào)），測(cè)站不宜選在山坡、山谷及盆地中，測(cè)站宜遠(yuǎn)離高大建筑物（阻礙衛(wèi)星信號(hào)）、高壓輸電線及發(fā)射臺(tái)（塔）等電磁場(chǎng)干擾的地方。3 外業(yè)觀測(cè)應(yīng)注意的問(wèn)題 3.1 觀測(cè)計(jì)劃線路控制網(wǎng)

編制觀測(cè)計(jì)劃表，對(duì)作業(yè)組按計(jì)劃表下達(dá)作業(yè)調(diào)度命令。在實(shí)際作業(yè)中根據(jù)情況作出調(diào)整，做到統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)作業(yè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決。3.2 對(duì)觀測(cè)員的要求

必須熟練掌握GPS接收機(jī)性能及作業(yè)過(guò)程，并能處理外業(yè)觀測(cè)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

3.3 觀測(cè)作業(yè)過(guò)程要求

測(cè)量平差手簿中的項(xiàng)目、格式及內(nèi)容。①接收機(jī)記錄后，觀測(cè)員及時(shí)將測(cè)站信息記錄于手簿，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)報(bào)告調(diào)度人員，采取相應(yīng)措施；②接收機(jī)記錄后，禁止人員或其他物體觸動(dòng)天線或遮擋信號(hào)，引起信號(hào)失鎖；③觀測(cè)期間，不得在天線附近50 m內(nèi)使用電臺(tái)，10 m內(nèi)使用對(duì)講機(jī)，以免干擾；④同一時(shí)段觀測(cè)過(guò)程中，不能將接收機(jī)關(guān)閉又啟動(dòng)，進(jìn)行自測(cè)試、改變衛(wèi)星仰角限、改變天線位置、變換數(shù)據(jù)采樣間隔，更不能關(guān)閉文件或刪除文件等；⑤避免多路徑效應(yīng)誤差，測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜的水面（水面能反射衛(wèi)星信號(hào)），測(cè)站不宜選在山坡、山谷及盆地中，測(cè)站宜遠(yuǎn)離高大建筑物（阻礙衛(wèi)星信號(hào)）、高壓輸電線及發(fā)射臺(tái)（塔）等電磁場(chǎng)干擾的地方。4 內(nèi)業(yè)平差優(yōu)化處理 4.1 GPS控制網(wǎng)的邊長(zhǎng)精度

GPS網(wǎng)主要用于布設(shè)首級(jí)平面控制網(wǎng)，每隔數(shù)千米布設(shè)一對(duì)互相通視、邊長(zhǎng)在500~1 000 m的埋石點(diǎn)，這樣形成長(zhǎng)短邊較懸殊的控制網(wǎng)。為了能有效地檢核外業(yè)基線成果，網(wǎng)中必須形成符合網(wǎng)形要求、滿足規(guī)范和等級(jí)要求的異步閉合環(huán)。盡管基線解算符合要求，因邊長(zhǎng)過(guò)于懸殊（幾百米至幾十千米），若將長(zhǎng)短邊一起參與平差，就會(huì)降低短邊的精度，影響整網(wǎng)的精度（原因是長(zhǎng)邊系統(tǒng)誤差明顯大于短邊系統(tǒng)誤差，長(zhǎng)邊絕對(duì)誤差比短邊小很多）。4.2 內(nèi)業(yè)平差優(yōu)化處理

由于上述線路GPS網(wǎng)點(diǎn)位的特點(diǎn)，通過(guò)多次實(shí)踐提出了一個(gè)有效的優(yōu)化處理方法，將平差處理中形成異步環(huán)較長(zhǎng)的邊（10 km以上）只作為檢核基線成果的解算，不納入網(wǎng)平差，這樣能提高GPS網(wǎng)點(diǎn)的精度。4.3 基線檢驗(yàn)具體過(guò)程

（1）同步環(huán)閉合差檢驗(yàn)。基線所組成的同步環(huán)應(yīng)進(jìn)行閉合差檢驗(yàn)，其閉合差應(yīng)符合規(guī)定：ωx≤n /5σ，ωy≤n /5σ，ωz≤n /5σ，ω≤3n /5σ。其中，ωx、ωy、ωz為坐標(biāo)分量閉合差；ω為環(huán)的全長(zhǎng)閉合差；n為閉合環(huán)的邊數(shù)；σ為相應(yīng)等級(jí)規(guī)定的精度。

（2）異步環(huán)閉合差檢驗(yàn)。若干條獨(dú)立邊或采用不同數(shù)學(xué)模型解算的同步邊組成的閉合環(huán)，其閉合差應(yīng)符合規(guī)定：ωx≤3nσ，ωy≤3nσ，ωz≤3nσ，ω≤3 3nσ。

（3）重復(fù)觀測(cè)基線邊的檢驗(yàn)。重復(fù)觀測(cè)的基線邊較差應(yīng)符合規(guī)定：ds≤2σ。所有基線解應(yīng)進(jìn)行獨(dú)立環(huán)檢驗(yàn)，一般情況下網(wǎng)中不得有不參加閉合差檢驗(yàn)的基線存在。

（4）優(yōu)化處理。確定待定點(diǎn)傳算路線，在待定點(diǎn)均能解算的情況下，將控制網(wǎng)中形成異步環(huán)的較長(zhǎng)邊刪除，再進(jìn)行自由網(wǎng)平差、三維約束平差、二維約束平差。盡管表面上網(wǎng)型類(lèi)似支導(dǎo)線，基線邊為點(diǎn)連式，但基線已進(jìn)行過(guò)檢核，其解算成果還是可靠的。平差作業(yè)中異常問(wèn)題及處理方法

（1）單一基線解算。方差比、均方差、中誤差、精度因子符合要求，而同步環(huán)坐標(biāo)分量閉合差超限，數(shù)值達(dá)2×10-4~4×10-4，說(shuō)明基線外業(yè)觀測(cè)中存在粗差，通過(guò)異步環(huán)閉合差檢核，人工剔除含有粗差基線邊。（查基線詳解分析，外業(yè)觀測(cè)中因電信號(hào)干擾或其他情況阻擋信號(hào)，導(dǎo)致信號(hào)失鎖，引起周跳，而周跳又沒(méi)有得到修復(fù)引起粗差。）

（2）線路控制網(wǎng)平差。基線解算合格，同步環(huán)、異步環(huán)檢驗(yàn)通過(guò)，平差成果中仍有幾個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)錯(cuò)誤。檢查外業(yè)觀測(cè)記錄及存盤(pán)數(shù)據(jù)文件，發(fā)現(xiàn)一個(gè)測(cè)站點(diǎn)在2個(gè)觀測(cè)時(shí)段內(nèi)賦予了2個(gè)測(cè)站名，且與以前測(cè)站重名，基線邊強(qiáng)制平差，產(chǎn)生粗差。修改測(cè)站名，重新平差，結(jié)果正確。

（3）線路控制網(wǎng)基線邊檢驗(yàn)。線路控制網(wǎng)中各基線邊檢驗(yàn)時(shí)，利用自由網(wǎng)平差、三維約束平差、二維約束平差成果發(fā)現(xiàn)有一點(diǎn)高程錯(cuò)1 m左右，檢查基線解算，起算數(shù)據(jù)及平差過(guò)程，沒(méi)發(fā)現(xiàn)異常，檢查外業(yè)觀測(cè)記錄、測(cè)站信息、儀器高時(shí)發(fā)現(xiàn)有一站儀器高輸錯(cuò)1 m，將儀器高更正，重新平差，結(jié)果正確。

（4）異常問(wèn)題處理。采用獨(dú)立坐標(biāo)系時(shí)，以線路中任一點(diǎn)坐標(biāo)起算，按獨(dú)立系轉(zhuǎn)換法平差，平差后發(fā)現(xiàn)控制點(diǎn)點(diǎn)位與實(shí)際位置反相，出現(xiàn)錯(cuò)誤，通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，二維約束平差時(shí)，平差參數(shù)的中央子午線經(jīng)度值錯(cuò)誤，修復(fù)錯(cuò)誤，重新平差，結(jié)果正確。連式、邊連式、點(diǎn)連式或鉸連式（指沿線路方向，布設(shè)成具有新結(jié)點(diǎn)，同步環(huán)與同步環(huán)相套）的布網(wǎng)方法。參考文獻(xiàn)：

第二篇：GPS測(cè)量技術(shù)在電子地圖測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS測(cè)量技術(shù)在電子地圖測(cè)繪中的應(yīng)用

前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)電子和無(wú)線手持設(shè)備對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)需求的劇增, 使得中國(guó)電子地圖產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展。面臨這些需求, 許多城市和地區(qū)出現(xiàn)了各類(lèi)電子地圖。在電子地圖的制作過(guò)程中,地圖數(shù)據(jù)采集約占整個(gè)工作量的70%～80%。目前, 電子地圖的數(shù)據(jù)獲取主要有三種方法: 掃描現(xiàn)有地形圖資料、圖像資料(航片、衛(wèi)星影像等)數(shù)字化以及數(shù)字測(cè)圖。其中數(shù)字測(cè)圖是利用GPS、電子全站儀等在野外實(shí)測(cè)直接生成數(shù)字地圖, 這一方法適合于在沒(méi)有現(xiàn)成圖紙和航片時(shí)的大比例尺的地形測(cè)圖，隨著GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用, GPS 數(shù)字測(cè)圖已經(jīng)成為電子地圖數(shù)據(jù)采集的首選方式。

1、電子地圖測(cè)繪的軟、硬件設(shè)備

電子地圖測(cè)繪采用的是集PDA 掌上電腦技術(shù)、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)和GIS 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的軟、硬件為一體的公路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 如圖1 所示。在整個(gè)系統(tǒng)中對(duì)硬件部分的要求是: PDA 采用的是Windows Mobile 2003 微軟操作系統(tǒng);中央處理器主頻率CPU 為624 MHz, 內(nèi)存容量RAM185M, 外加1G PDA 擴(kuò)展卡容量。GPS 采用藍(lán)牙接口, 數(shù)據(jù)更新頻率1 次/s , 自動(dòng)定位時(shí)間45s , 定位精度小于5 m;對(duì)軟件部分要求是:e-Road For PDA 和e-Road For PC 軟件操作系統(tǒng)。前者是將GPS 接收的信號(hào)傳輸?shù)絇DA 上, 后者是將PDA 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上, 并對(duì)導(dǎo)出的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行合并和編輯。

2、電子地圖測(cè)繪的原理

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 分成3 個(gè)部分: GPS 衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、GPS 接收機(jī)。一般在測(cè)繪中所使用的是第三部分GPS 接收機(jī)。GPS 使用測(cè)距交會(huì)的原理確定點(diǎn)位, 其基本定位原理是每顆太空衛(wèi)星在運(yùn)行時(shí), 任一時(shí)刻的位置都用一個(gè)坐標(biāo)值來(lái)表示, GPS 接收機(jī)所在的位置坐標(biāo)為未知值, 而太空衛(wèi)星的訊息在傳送過(guò)程中存在時(shí)間差, 將此時(shí)間差值乘以電波傳送速度, 就可計(jì)算出太空衛(wèi)星與GPS 接收機(jī)間的距離, 如此就可依三角向量關(guān)系列出一個(gè)相關(guān)的方程式。每接收到一顆衛(wèi)星就可列出一個(gè)相關(guān)的方程式, 因此, 至少同時(shí)接收到三顆衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)后, 即可計(jì)算出平面坐標(biāo)(經(jīng)緯度)值, 收到四顆衛(wèi)星信號(hào)則可同時(shí)測(cè)出高程值, 五顆衛(wèi)星以上可大大提高其測(cè)量精度。一般來(lái)說(shuō), GPS 接收機(jī)在運(yùn)動(dòng)中每秒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)都是最新的, 也就是說(shuō)GPS 接收機(jī)會(huì)自動(dòng)不斷地接收衛(wèi)星訊息, 并實(shí)時(shí)地計(jì)算其所在位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù), 同時(shí)記錄下來(lái)。

在GPS 定位中, 根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以將GPS 定位分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。靜態(tài)定位指的是對(duì)于固定不運(yùn)動(dòng)的待定點(diǎn),將GPS 接收機(jī)安置于其上, 觀測(cè)數(shù)分鐘乃至更長(zhǎng)的時(shí)間, 以確定該點(diǎn)的三維坐標(biāo), 又叫絕對(duì)定位。若將2 臺(tái)或2 臺(tái)以上分別固定不變地安置在待定點(diǎn)上, 則通過(guò)一定時(shí)間的觀測(cè), 可以確定這些點(diǎn)之間的相對(duì)位置, 又叫靜態(tài)定位。而動(dòng)態(tài)定位則至少有一臺(tái)接收機(jī)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 測(cè)定的是各觀測(cè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)中的接收機(jī)的點(diǎn)位。在電子地圖測(cè)繪系統(tǒng)中采用的是動(dòng)態(tài)定位。GPS 以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效率等特點(diǎn)贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴。

3、電子地圖測(cè)繪的方法

3.1 外業(yè)采集

外業(yè)采集是整個(gè)測(cè)繪的核心工作, 采集組一般由4 名成員(PDA 操作員、記錄員、帶路者、駕駛員)和1 臺(tái)作業(yè)車(chē)組成。PDA操作員要熟練掌握PDA 操作技術(shù), 事先對(duì)要測(cè)的路線進(jìn)行編號(hào), 對(duì)于已經(jīng)有編號(hào)的路線要進(jìn)行核對(duì), 做到不重復(fù), 不遺漏每一條路線;記錄人員要求反應(yīng)速度快, 能領(lǐng)會(huì)操作員的意圖, 配合操作員進(jìn)行記錄, 做到不遺漏, 準(zhǔn)確率達(dá)到100%;帶路者要求熟悉當(dāng)?shù)氐匦? 對(duì)整個(gè)地區(qū)的路線了如指掌, 做到不走重復(fù)路,以最佳路線測(cè)繪。駕駛員要平穩(wěn)、勻速駕駛作業(yè)車(chē), 并保養(yǎng)維修好。另外還要確保測(cè)繪設(shè)備具有充足的電量, 避免設(shè)備自動(dòng)關(guān)機(jī), 造成數(shù)據(jù)丟失。因此, 要求在測(cè)繪之前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作, 只有這樣才能達(dá)到最佳的效果。

準(zhǔn)備就序后, 首先要對(duì)GPS 進(jìn)行定位, 然后打開(kāi)GPS 藍(lán)牙, 將其連接到PDA 上, 待其在PDA 上顯示為“3D”狀態(tài)時(shí)就表示GPS 已聯(lián)接上PDA, 可以開(kāi)始數(shù)據(jù)采集。采集數(shù)據(jù)前還要對(duì)將其測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行命名, 方式建議采用當(dāng)天的時(shí)間來(lái)命名, 并存入SD 卡上, 這樣方便數(shù)據(jù)的合并和校核。測(cè)繪過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的原因及解決的辦法有:

(1)測(cè)繪過(guò)程中GPS 無(wú)法定位。

GPS 無(wú)法定位的原因可能是接收不到衛(wèi)星信號(hào), 這時(shí)可到一個(gè)空曠、周?chē)ㄖ锷佟⑻炀€少、外界干擾小的地帶進(jìn)行定位,待其定位好后再進(jìn)行測(cè)繪。為了減少接收干擾, GPS 不能安置在根本接收不到衛(wèi)星直射訊號(hào)的地方, 如室內(nèi)、地下停車(chē)場(chǎng)、天橋下、樹(shù)木密集、四面環(huán)山及隧道中。在汽車(chē)內(nèi), 應(yīng)使用有長(zhǎng)天線的GPS , 并把天線用磁石置在汽車(chē)外。在地形復(fù)雜、建筑物多、干擾多的地方, 建議使用帶有延長(zhǎng)天線的GPS。如果碰到信號(hào)好的地帶最好不要采用天線。

(2)測(cè)繪過(guò)程中GPS 信號(hào)飄逸。

GPS 信號(hào)飄逸問(wèn)題有多方面原因: ①在陰雨天衛(wèi)星信號(hào)較弱, 很容易造成飄逸。②當(dāng)?shù)啬承┑貐^(qū)使用了衛(wèi)星信號(hào)屏蔽, 使信號(hào)飄逸。③在信號(hào)很強(qiáng)時(shí)還使用了延長(zhǎng)天線, 也會(huì)造成信號(hào)的飄逸。④操作錯(cuò)誤所造成。對(duì)于不可避免的信號(hào)飄逸可以在內(nèi)業(yè)頂點(diǎn)編輯中進(jìn)行處理。

(3)測(cè)繪過(guò)程中行車(chē)速度過(guò)快。

對(duì)于一般的車(chē)載GPS 其數(shù)據(jù)更新頻率是1 次/s, 因此測(cè)繪過(guò)程中車(chē)速要保證勻速行駛, 速度不宜過(guò)快, 車(chē)速一般控制在50 km/h, 防止在測(cè)繪過(guò)程中出現(xiàn)GPS 接收信號(hào)中斷, 而使測(cè)繪數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

(4)測(cè)繪過(guò)程中不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間停留在某個(gè)區(qū)域。

當(dāng)正在進(jìn)行路線測(cè)量時(shí), 如果較長(zhǎng)時(shí)間在某個(gè)區(qū)域停頓時(shí),要求PDA 操作人員暫停測(cè)量。避免長(zhǎng)時(shí)間停滯在這個(gè)區(qū)域造成在PDA 顯示的路線發(fā)生飄逸。

(5)測(cè)繪過(guò)程中基本信息處理。

由于PDA 對(duì)路線的線形和里程是自動(dòng)記錄的, 為使測(cè)繪過(guò)程中保證測(cè)繪準(zhǔn)確迅速, 要求PDA 操作員對(duì)路線的基本信息不要過(guò)多輸入, 只需旁邊的記錄員詳細(xì)記錄每一條路線的基本信息以及附屬設(shè)施的基本參數(shù)。對(duì)于路線的基本信息可在內(nèi)業(yè)處理過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

(6)測(cè)繪過(guò)程中跨區(qū)路線處理。

由于地形復(fù)雜, 一些路線的基本信息在同一條線上都不盡相同。對(duì)于一些路線里程比較長(zhǎng), 是跨省或跨市(區(qū))或跨鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的, 要對(duì)這些路線進(jìn)行分段, 對(duì)于帶路者要熟悉這一區(qū)域的地形, 做到不出現(xiàn)任何誤差。記錄員要在記錄本上詳細(xì)記載分段情況以及分段路線的基本信息。對(duì)于跨省或跨市(區(qū))鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的路線一定要在當(dāng)天測(cè)完, 方便以后的內(nèi)業(yè)處理。

3.2 內(nèi)業(yè)處理

外業(yè)采集到的地圖數(shù)據(jù)還需要經(jīng)過(guò)整理修飾才能應(yīng)用, 路線上的附屬設(shè)施信息也需要完善, 因此要最后得到完美的電子地圖, 內(nèi)業(yè)處理工作是必不可少的。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理操作的流程如圖2 所示:

內(nèi)業(yè)處理是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)需要各人員協(xié)同完成, 其具體有以下幾個(gè)方面:

(1)測(cè)繪地圖的數(shù)據(jù)傳輸。

將測(cè)繪的地形圖通過(guò)數(shù)據(jù)線拷貝到PC 機(jī)的硬盤(pán)上, 啟動(dòng)e-Road For PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)的編輯。e-Road For PC 上的功能同PDA 上的e-Road For PDA 是一樣的。因此, 可在e-RoadFor PC 上進(jìn)行內(nèi)業(yè)的處理。

(2)測(cè)繪地圖的數(shù)據(jù)編輯。

通過(guò)e-Road For PC 在地形圖上進(jìn)行地圖編輯。要求外業(yè)測(cè)量時(shí)的數(shù)據(jù)記錄員將路線的基本信息和附屬設(shè)施信息進(jìn)行編輯完善, 保證不丟失任何數(shù)據(jù)。

(3)測(cè)繪地圖的數(shù)據(jù)合并。

編輯完成所有的路線基本信息和附屬設(shè)施信息后, 需要進(jìn)行地形圖的合并。合并前要選擇好底圖, 最好使用空底圖, 這樣可盡量減少路線的飄逸, 然后再進(jìn)行合并, 合并時(shí)要按照外業(yè)測(cè)繪的時(shí)間順序來(lái)合并。

(4)測(cè)繪地圖的頂點(diǎn)編輯。

由于外業(yè)測(cè)繪過(guò)程中存在信號(hào)飄逸, 因此在內(nèi)業(yè)處理中, 需要PDA 操作者對(duì)飄逸的路線進(jìn)行頂點(diǎn)編輯, 將飄逸的頂點(diǎn)拉到實(shí)際位置, 對(duì)于一些重復(fù)的頂點(diǎn)要進(jìn)行刪除。

(5)測(cè)繪地圖的校核。

校核時(shí)最好讓熟悉地形的帶路者進(jìn)行校核, 這樣能確保每一條路線的準(zhǔn)確性。如果當(dāng)?shù)赜衅渌牡匦螆D時(shí), 可對(duì)照測(cè)繪地圖的路線有無(wú)偏差。如果路線偏差比較嚴(yán)重或者信號(hào)飄逸嚴(yán)重,為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性最好是進(jìn)行重測(cè)。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展, 交通等領(lǐng)域?qū)?dǎo)航技術(shù)的需求更加迫切, 電子地圖對(duì)于公路的設(shè)計(jì)和管理、公路交通的信息化都有著強(qiáng)大的推動(dòng)作用, 推廣與總結(jié)GPS 和PDA 技術(shù)在電子地圖測(cè)繪中的應(yīng)用勢(shì)在必行, 必將會(huì)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)測(cè)繪技術(shù)。

第三篇：GPS技術(shù)在林業(yè)測(cè)繪中的應(yīng)用

林業(yè)測(cè)繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】隨著林業(yè)方面科技的不斷發(fā)展，GPS等高科技產(chǎn)品和技術(shù)在林農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在林業(yè)測(cè)繪方面，GPS技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。本文就GPS在林業(yè)測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)分析研究，希望能給同行提供一些參考。【關(guān)鍵詞】林業(yè)測(cè)繪 GPS技術(shù) 應(yīng)用 1.前言

GPS全球定位系統(tǒng)是具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),是美國(guó)從上世紀(jì)70年代研制，于1994年建成的。目前GPS等高科技產(chǎn)品和技術(shù)廣泛應(yīng)用于在林業(yè)生產(chǎn)的測(cè)繪工作中。GPS作為森林資源調(diào)查和動(dòng)態(tài)臨測(cè)的有力工具，能夠快速、高效、準(zhǔn)確地為人們提供點(diǎn)、線、面要素的精密坐標(biāo)，完成森林調(diào)查與管理中備種異線的勘測(cè)與放樣落界。GPS技術(shù)對(duì)于林區(qū)面積的確定，木材量的估算，日采伐木材面積的計(jì)算，原始森林、道路位置、測(cè)量森林火災(zāi)面積的確定，水源的尋找和地區(qū)界線測(cè)定等方面，都具有獨(dú)特的重要作用。可在森林中，GPS定位技術(shù)進(jìn)行常規(guī)測(cè)量，對(duì)森林位置和面積進(jìn)行精確測(cè)定并對(duì)森林分布圖進(jìn)行精確繪制。2.GPS系統(tǒng)的組成 2.1 GPS的空間組成。21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星，分別在六條與赤道平面成五十五度角的軌道平面上運(yùn)行，每個(gè)軌道平面配備有三顆衛(wèi)星，每隔一條軌道平面配備1顆熱備份衛(wèi)星，而且衛(wèi)星軌道為圓形，其軌道周期為12小時(shí)，高度為19650千米，此配置可實(shí)行24小時(shí)全球覆蓋，世界各地的任何用戶隨時(shí)都能看到至少4顆衛(wèi)星。2.2 GPS地面支撐系統(tǒng)

其組成部分為主控站、全球監(jiān)測(cè)站及地面控制站。進(jìn)行所有衛(wèi)星的跟蹤，以及測(cè)定軌跡和時(shí)鐘、修正模型參數(shù)、時(shí)鐘同步和衛(wèi)星加載點(diǎn)護(hù)甲電文等是其控制部分的重要任務(wù)。2.3 GPS系統(tǒng)的用戶設(shè)備部分(GPS接收機(jī))。

通過(guò)對(duì)GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的接收，來(lái)獲得必需的導(dǎo)航和定位信息及進(jìn)行觀測(cè)測(cè)量，通過(guò)處理數(shù)據(jù)來(lái)完成導(dǎo)航和定位工作。GPS接受硬件的組成部分一般為主機(jī)、天線和電源。現(xiàn)今車(chē)載GPS系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確確定地表位置，并以數(shù)據(jù)指標(biāo)形式將其直接傳入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。3.GPS定位的原理

GPS定位是通過(guò)衛(wèi)星不斷發(fā)送自身的星歷參數(shù)及時(shí)間信息，接收到信息的用戶借助計(jì)算機(jī)求出接收機(jī)相關(guān)的三維位置、方向及其運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間等相關(guān)信息。當(dāng)今GPS系統(tǒng)為了得到更高的定位精度，常采取差分GPS技術(shù)也稱偽距差分或載波相位差分，即在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。從基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)由精準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)來(lái)計(jì)算得出，最后此數(shù)據(jù)再由基準(zhǔn)站進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)送。用戶接收機(jī)通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)站發(fā)出的改裝數(shù)進(jìn)行同時(shí)接收觀測(cè)，來(lái)改正其定位數(shù)，最終得到最精確的相關(guān)定位結(jié)果。4.GPS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 4.1 高定位精度。精確測(cè)定森林位置和面積時(shí)間表明, 在50公里內(nèi)，GPS相對(duì)定位精度可達(dá)6—10米，100—500公里范圍內(nèi)可達(dá)7一10米，1000公里之內(nèi)則可達(dá)9一10m。

4.2 測(cè)繪時(shí)間短。不斷完善的GPS系統(tǒng)和不斷更新的軟件，使得目前20公里“內(nèi)相對(duì)靜志定位僅需15—20分鐘，快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量?jī)H需1一2分鐘。

3、測(cè)定測(cè)站間無(wú)須通視。只要保證測(cè)站上空開(kāi)闊，即可大量節(jié)省測(cè)繪時(shí)間，對(duì)工作效率有大幅提高。

4、操作簡(jiǎn)單。接收機(jī)的體積隨著GPS自動(dòng)化程度的提高逐漸減小愈加便攜，一般手持型GPS重量不會(huì)超過(guò)400克，攜帶起來(lái)十分方便。

5、全天候作業(yè)。能保證接收性能并不受氣候影響，能保證全天候作業(yè)。

6.GPS應(yīng)用于林業(yè)測(cè)繪 6.1、森林資源樣地定位

在清查我國(guó)森林資源時(shí)，固定樣地的定位與復(fù)位測(cè)量是采用地形日引線定位和直接搜尋樣地的方法，此方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力．而且精度很低。GPS技術(shù)的快速動(dòng)態(tài)定位特性為上述工作提供了有力的技術(shù)支持，差分定位是目前GPS最為廣泛泛使用的方法．基本思路是借助一個(gè)已知精確定位的參考點(diǎn)以般為國(guó)家級(jí)測(cè)量控制點(diǎn)l和十?dāng)?shù)據(jù)通信鏈(I；PRSl．使用手持差分GPS(賽圖7)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分精確動(dòng)態(tài)定位．并利用差分GPS導(dǎo)航功能，只要輔助固定樣地的縱、橫坐標(biāo)，按導(dǎo)航方向可直接到達(dá)樣地中。這樣一來(lái)可大大提高工作效率，且可達(dá)到極高的精度，對(duì)林業(yè)工作者有極大幫助，6.2 林地面積的測(cè)量

林地面積測(cè)量在造林方面有所涉及，模擬地崩或數(shù)字地圖是測(cè)量傳統(tǒng)的森面積測(cè)量的基礎(chǔ)。如方格網(wǎng)法和條帶網(wǎng)法圖形稱重法解析法等。這些方法由于多環(huán)節(jié)，低測(cè)定精度，都不及直接用GP測(cè)量林業(yè)面積（走閉合l）。6.3 林地管理

作為林業(yè)生存發(fā)展的基礎(chǔ)，林地資源不容侵占。我們可用GPS對(duì)征占和侵占的林地進(jìn)行準(zhǔn)確定位、求其面積。并由資源管理CIS來(lái)接收GPS采集的外業(yè)數(shù)據(jù)，最終將被征占侵占林地的準(zhǔn)確位置、面積及圖形繪制出來(lái)。6.4 采伐設(shè)計(jì)

GPS定位可用于采伐設(shè)計(jì)中求面積割分采伐小班。由資源管理 GIS接收GPS采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行采伐設(shè)計(jì)圖的繪制。通過(guò)GPS對(duì)占用的林地進(jìn)行初步定位、測(cè)量，來(lái)決定審批是否合格。6.5 毀林案件勘察

對(duì)亂砍溢伐、毀壞造林地等林政案件，被毀林地的位置面積可由使用GPS進(jìn)行快速，準(zhǔn)確地勘察，被毀林地的位置和面積可由GPS采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制，為處理案件的處理提供準(zhǔn)確有力數(shù)據(jù)。

6．6 遺林規(guī)劃設(shè)計(jì)踏查

使用GPS對(duì)準(zhǔn)備造林的小區(qū)小班進(jìn)行踏查，確定小班的位置面積，需造林的小班的確定可由內(nèi)業(yè)來(lái)進(jìn)一步篩選。6.7 檢查驗(yàn)收造林實(shí)績(jī)

檢查驗(yàn)收每年春季造林的成果時(shí)，可通過(guò)GPS來(lái)快速確定所造林的位置的正確與否、面積的準(zhǔn)確與否、邊界位置的準(zhǔn)確與否等。7.使用GPS應(yīng)注意的事項(xiàng)

7.1 相應(yīng)檢測(cè)是GPS在使用前的必須工作，日常開(kāi)機(jī)后自動(dòng)設(shè)置為出廠值，如果不顯示為出廠值，應(yīng)進(jìn)行重新設(shè)置，再次使用則必須為出廠值，除此之外，誤差實(shí)測(cè)也是必備工作，10米以上的平均誤差的GPS不宜使用。

7.2 使用常用頁(yè)面。UR狀態(tài)頁(yè)面應(yīng)為開(kāi)機(jī)后接收信號(hào)時(shí)的常用頁(yè)面，待信號(hào)逐漸穩(wěn)定后．使用功能頁(yè)面中航點(diǎn)功能下的羅盤(pán)導(dǎo)航頁(yè)面。由于GPS接收的衛(wèi)星信號(hào)隨時(shí)可能發(fā)生變化，所以應(yīng)注意進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)必須已經(jīng)穩(wěn)定，這樣才能有效地把數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精密度提高。7.3 在障礙物和高壓電線及變電器附近盡量避免使用。衛(wèi)星信號(hào)的接收會(huì)受到障礙物的影響，大多存在10米左右的誤差，有時(shí)誤差甚至高于20米。因此，讀數(shù)應(yīng)盡可能地避免在有障礙物的地方進(jìn)行，這種情況在測(cè)量的距離相對(duì)較短時(shí)更應(yīng)該的到高度重視。若定點(diǎn)必須在有障礙物的地片進(jìn)行時(shí)．應(yīng)盡可能在相對(duì)空曠的地方安置接收機(jī)，使信號(hào)接收準(zhǔn)確；對(duì)GPS的信號(hào)會(huì)受到高壓電產(chǎn)生的磁場(chǎng)的干擾，所以當(dāng)定點(diǎn)必須在有電磁干擾地方進(jìn)行時(shí)，把定點(diǎn)位置采用差位定點(diǎn)來(lái)甲移n米，“避免受到電的磁干擾，并將其標(biāo)明在草圖中。在Ⅱ式繪圖時(shí)進(jìn)行復(fù)位。

7.4 防止數(shù)據(jù)丟失。多種日常生活的疏忽都可能是導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的原因。此時(shí)可通過(guò)編輯航點(diǎn)來(lái)重新取得數(shù)據(jù)。7.5，廊用GPS對(duì)面積的測(cè)繪較為簡(jiǎn)便。通過(guò)繞所要測(cè)量的地手持GPS快速地走一個(gè)閉合軌跡，即可求得面積；但是為在具體操作中保證精度，沿測(cè)量地行進(jìn)時(shí)不能過(guò)快，要盡可能地保持勻速前進(jìn)。8.結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)在不斷進(jìn)步發(fā)展，林業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水平也隨之提高，GPS技術(shù)在林業(yè)測(cè)繪中所起的作用不容忽視，因此，我們林業(yè)工作者有更加重視對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用和完善，為國(guó)家的林業(yè)測(cè)繪工作盡一份綿薄之力。

第四篇：GPS在測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS 在高速公路測(cè)量中的應(yīng)用 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，GPS技術(shù)步入公路行業(yè)。我經(jīng)過(guò)對(duì)GPS測(cè)量的學(xué)習(xí)情況作以下淺談：

一、GPS測(cè)量簡(jiǎn)介

全球定位系統(tǒng)GPS是美國(guó)陸海空三軍聯(lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，不僅具有良好的抗干擾性和保密性，而且具有全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位能力，能為各類(lèi)用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。單點(diǎn)導(dǎo)航定位與相對(duì)測(cè)地定位是GPS應(yīng)用的兩個(gè)方面，對(duì)常規(guī)測(cè)量而言相對(duì)測(cè)地定位是主要的應(yīng)用方式。

全球定位系統(tǒng)是美國(guó)研制并投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。在測(cè)量領(lǐng)域，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、以及地形測(cè)量等各個(gè)方面，尤其是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)在公路測(cè)量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。

二、GPS技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用前景

目前公路勘測(cè)中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，但常規(guī)測(cè)量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強(qiáng)度大，且效率低，大大延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期。利用GPS測(cè)量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業(yè)的效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了各級(jí)公路測(cè)設(shè)質(zhì)量。相對(duì)于以往測(cè)量來(lái)說(shuō)，GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn)：

①測(cè)站之間無(wú)需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPS這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。

②定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm，GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長(zhǎng)，GPS測(cè)量?jī)?yōu)越性愈加突出。③觀測(cè)時(shí)間短。在小于20km的短基線上，快速相對(duì)定位一般只需5min觀測(cè)時(shí)間即可。④提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。

⑤操作簡(jiǎn)便。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高，在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)是安裝并開(kāi)關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其他觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。

當(dāng)前，公路測(cè)量的技術(shù)潛力蘊(yùn)于RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位）技術(shù)的應(yīng)用之中，RTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，有著非常廣闊的前景。

三、RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

3.1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)簡(jiǎn)介：是以載波相位觀測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS（RTK）技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知，無(wú)論靜態(tài)定位，還是動(dòng)態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無(wú)法實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果，而且也無(wú)法對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，這就難以保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來(lái)重測(cè)由于粗差造成的不合格觀測(cè)成果。解決這一問(wèn)題的主要方法就是延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間來(lái)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，這樣一來(lái)就降低了GPS測(cè)量的工作效率。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）

系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，建立無(wú)線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位有靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)）前端數(shù)據(jù)采集。

3.2應(yīng)用。最新的RTK技術(shù)在公路測(cè)設(shè)中具備以下幾個(gè)功能和作用：

①繪制大比例尺地形圖。高等級(jí)公路選線多是在大比例尺（1：1000或1：2000）帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法測(cè)圖，先要建立控制點(diǎn)，然后進(jìn)行碎部測(cè)量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大，速度慢，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量可以完全克服這個(gè)缺點(diǎn)，只需在沿線每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘，即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、高程。結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息，構(gòu)成帶狀所有碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此大大降低了測(cè)圖難度，既省時(shí)又省力，非常實(shí)用。

②道路中線放樣。設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路中線在地面上標(biāo)定出來(lái)。采用實(shí)時(shí)GPS測(cè)量，只需將中樁點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會(huì)自動(dòng)定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。由于每個(gè)點(diǎn)測(cè)量都是獨(dú)立完成的，不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。

③道路的橫、縱斷放樣和土石方量計(jì)算。縱斷放樣時(shí)，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲(chǔ)存起來(lái)，隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)；橫斷放樣時(shí)，先確定出橫斷面形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)高），生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來(lái)，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。同時(shí)軟件可以自動(dòng)與地面線銜接進(jìn)行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進(jìn)行土方量計(jì)算。通過(guò)繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來(lái)。因?yàn)樗脭?shù)據(jù)都是測(cè)繪地形圖時(shí)采集而來(lái)的，不需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行縱、橫斷面測(cè)量，大大減少了外業(yè)工作。而且必要時(shí)，可用動(dòng)態(tài)GPS到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)復(fù)合，這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

3.3RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

①實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示經(jīng)可靠性檢驗(yàn)的厘米級(jí)精度的測(cè)量成果（包括高程）。②徹底擺脫了由于粗差造成的返工，提高了GPS作業(yè)效率。

③作業(yè)效率高，每個(gè)放樣點(diǎn)只需要停留1-2s，流動(dòng)站小組作業(yè)，每小組（3-4人）可完成中線測(cè)量5-10km，其精度和效率是常規(guī)測(cè)量所無(wú)法比擬的。

④在中線放樣的同時(shí)完成中樁抄平工作。

⑤應(yīng)用范圍廣，可以涵蓋公路測(cè)量（包括平、縱、橫），施工放樣，監(jiān)理，竣工測(cè)量，養(yǎng)護(hù)測(cè)量，GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面。

⑥如輔助相應(yīng)的軟件，RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè)，充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢(shì)。

第五篇：GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用1

GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：簡(jiǎn)述了全球定位系統(tǒng)（GPS）的基本結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理，總結(jié)了GPS用于工程測(cè)量所具有的特點(diǎn)，介紹了GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞：GPS；工程測(cè)量；應(yīng)用實(shí)例全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡(jiǎn)稱GPS）是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制的用于軍事部門(mén)的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，歷時(shí)20年，耗資200多億美元，分三階段研制，陸續(xù)投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此，GPS技術(shù)率先在大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、海洋測(cè)量、城市測(cè)量等測(cè)繪領(lǐng)域得到了應(yīng)用［1］，并在軍事、交通、通信、資源、管理等領(lǐng)域展開(kāi)了研究并得到廣泛應(yīng)用。本文介紹GPS在山區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用，并提出幾點(diǎn)體會(huì)。1 GPS簡(jiǎn)介1．1 GPS構(gòu)成GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。（1）GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道平面的傾角為55°，衛(wèi)星的平均高度為20 200 km，運(yùn)行周期為11 h 58 min。衛(wèi)星用L波段的兩個(gè)無(wú)線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，導(dǎo)航定位信號(hào)中含有衛(wèi)星的位置信息，使衛(wèi)星成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的已知點(diǎn)。在地球的任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻，在高度角15°以上，平均可同時(shí)觀測(cè)到6顆衛(wèi)星，最多可達(dá)到9顆。（2）GPS地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。主控站根據(jù)各監(jiān) 測(cè)站對(duì)GPS衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算各衛(wèi)星的軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)器中。（3）GPS用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）等組成。GPS接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換、放大和處理，再通過(guò)計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機(jī)中心（測(cè)站點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。

1．2 GPS定位原理GPS定位是根據(jù)測(cè)量中的距離交會(huì)定點(diǎn)原理實(shí)現(xiàn)的［2］。如圖1所示，在待 測(cè)點(diǎn)Q設(shè)置GPS接收機(jī)，在某一時(shí)刻tk同時(shí)接收到3顆（或3顆以上）衛(wèi)星S1、S2、S3所發(fā)出的信號(hào)。通過(guò)數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，可求得該時(shí)刻接收機(jī)天線中心（測(cè)站點(diǎn)）至衛(wèi)星的距離ρ

1、ρ

2、ρ3。根據(jù)衛(wèi)星星歷可查到該時(shí)刻3顆衛(wèi)星的三維坐標(biāo)（Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，從而由下式解算出Q點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z）：1．3 GPS測(cè)量的特點(diǎn)相對(duì)于常規(guī)測(cè)量來(lái)說(shuō)，GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn)：①測(cè)量精度高。GPS觀測(cè)的精度明顯高于一般常規(guī)測(cè)量，在小于50 km的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)1×10－6，在大于1 000 km的基線上可達(dá)1×10－8。②測(cè)站間無(wú)需通視。GPS測(cè)量不需要測(cè)站間相互通視，可根據(jù)實(shí)際需要確定點(diǎn)位，使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。③觀測(cè)時(shí)間短。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，靜態(tài)相對(duì)定位每站僅需20 min左右，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位僅需幾秒鐘。④儀器操作簡(jiǎn)便。目前GPS接收機(jī)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，操作智能化，觀測(cè)人員只需對(duì)中、整平、量取天線高及開(kāi)機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和記錄。⑤全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數(shù)目多，且分布均勻，可保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，一般不受天氣狀況的影響。⑥提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。2 應(yīng)用實(shí)例2．1 工程概

況本文涉及的工程由某集團(tuán)公司投資建造，是一個(gè)集休閑、娛樂(lè)、旅游、渡假等功能于一體的綜合項(xiàng)目。工程位于城郊，占地66．7 hm2多，屬兩山夾一溝地形，山地面積約占三分之二。最高處約90 m。山上樹(shù)木茂盛，地形復(fù)雜，通視困難，行走不便。為了該工程的設(shè)計(jì)和施工，需建立首級(jí)控制網(wǎng)。考慮到工程復(fù)雜，工期較緊，測(cè)區(qū)通視困難，地形起伏大等因素，決定采用GPS測(cè)量。2．2 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)依據(jù) GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)主要依據(jù)1999年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市測(cè)量規(guī)范》、1997年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》［3］及工程測(cè)量合同有關(guān)要求制定的。（2）設(shè)計(jì)精度 根據(jù)工程需要和測(cè)區(qū)情況，選擇城市或工程二級(jí)GPS網(wǎng)作為測(cè)區(qū)首級(jí)控制網(wǎng)。要求平均邊長(zhǎng)小于1 km，最弱邊相對(duì)中誤差小于1／10 000，GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度的固定誤差a≤15 mm，比例誤差系 數(shù)b≤20×10－6。（3）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和網(wǎng)形 如圖2所示，控制網(wǎng)共12個(gè)點(diǎn)，其中聯(lián)測(cè)已知平面控制點(diǎn)2個(gè)（I12，I13），高程控制點(diǎn)5個(gè)（I12，I13，105，109，110，其高程由四等水準(zhǔn)測(cè)得）。采用3臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)，網(wǎng)形布設(shè)成邊連式。（4）觀測(cè)計(jì)劃 根據(jù)GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)預(yù)報(bào)圖和幾何圖形強(qiáng)度（空間位置因子PDOP），選擇最佳觀測(cè)時(shí)段（衛(wèi)星多于4顆，且分布均勻，PDOP值小于6），并編排作業(yè)調(diào)度表。

2．3 GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施（1）選點(diǎn) GPS測(cè)量測(cè)站點(diǎn)之間不要求一定通視，圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活，因此，點(diǎn)位選擇比較方便。但考慮GPS測(cè)量的特殊性，并顧及后續(xù)測(cè)量，選點(diǎn)時(shí)應(yīng)著重考慮：①每點(diǎn)最好與某一點(diǎn)通視，以便后續(xù)測(cè)量工作的使用；②點(diǎn)周?chē)叨冉?5°以上不要有障礙物，以免信號(hào)被遮擋或吸收；③點(diǎn)位要遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源、高壓電線等，以免電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的干擾；④點(diǎn)位應(yīng)選在視野開(kāi)闊、交通方便、有利擴(kuò)展、易于保存的地方，以便觀測(cè)和日后使用；⑤選點(diǎn)結(jié)束后，按要求埋設(shè)標(biāo)石，并填寫(xiě)點(diǎn)之記。（2）觀測(cè) 根據(jù)GPS作業(yè)調(diào)度表的安排進(jìn)行觀測(cè)，采取靜態(tài)相對(duì)定位，衛(wèi)星高度角15°，時(shí)段長(zhǎng)度45min，采樣間隔10 s。在3個(gè)點(diǎn)上同時(shí)安置3臺(tái)接收機(jī)天線（對(duì)中、整平、定向），量取天線高，測(cè)量氣象數(shù)據(jù)，開(kāi)機(jī)觀察，當(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求時(shí)，按接收機(jī)的提示輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，則接收機(jī)自動(dòng)記錄，觀測(cè)者填寫(xiě)測(cè)量手簿。2．4 GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)處理GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分為基線解算和網(wǎng)平差兩個(gè)階段，采用隨機(jī)軟件完成。經(jīng)基線解算、質(zhì)量檢核、外業(yè)重測(cè)和網(wǎng)平差后，得到GPS控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)（見(jiàn)表1），其各項(xiàng)精度指標(biāo)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求。3 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)GPS在測(cè)量中的應(yīng)用，得到如下體會(huì)。（1）GPS控制網(wǎng)選點(diǎn)靈活，布網(wǎng)方便，基本不受通視、網(wǎng)形的限制，特別是在地形復(fù)雜、通視困難的測(cè)區(qū)，更顯其優(yōu)越性。但由于測(cè)區(qū)條件較差，邊長(zhǎng)較短（平均邊長(zhǎng)不到300 m），基線相對(duì)精度較低，個(gè)別邊長(zhǎng)相對(duì)精度大于1／10 000。因此，當(dāng)精度要求較高時(shí)，應(yīng)避免短邊，無(wú)法避免時(shí)，要謹(jǐn)慎觀測(cè)。（2）GPS接收機(jī)觀測(cè)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化，且觀測(cè)時(shí)間在不斷減少，大大降低了作業(yè)強(qiáng)度，觀測(cè)質(zhì)量主要受觀測(cè)時(shí)衛(wèi)星的空間分布和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量影響。但由于各別點(diǎn)的選定受地形條件限制，造成樹(shù)木遮擋，影響對(duì)衛(wèi)星的觀測(cè)及信號(hào)的質(zhì)量，經(jīng)重測(cè)后通過(guò)。因此，應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)要求選點(diǎn)，擇最佳時(shí)段觀測(cè)，并注意手機(jī)、步話機(jī)等設(shè)備的使用。

（3）GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸和處理采用隨機(jī)軟件完成，只要保證接收衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量和已知數(shù)據(jù)的數(shù)量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)。但由于聯(lián)測(cè)已知高程點(diǎn)較少（僅聯(lián)測(cè)5個(gè)），致使的控制點(diǎn)高程精度較低。因此，要保證控制點(diǎn)高程的精度，必須聯(lián)測(cè)足夠的已知高程點(diǎn)。