浅谈数字化地形测量中GPS技术的应用

    杨鲁+袁宝+范玉翠

    摘 要：本文首先介绍了数字化地形测量技术的概述，详细阐述了数字化的地形测量技术的组织，说明了GPS技术在数字化地形测量相关技术中的应用。

    关键词：数字化地形测量；GPR技术；组织；应用1 GPS技术简介

    GPS技术一般情况下采用的都是测距的方式来提供我们各种各样的数据。另外，还能够选择采用多普勒的定位和测速法、载波的相位法以及干涉法进行定位。GPS 技术卫星定位的测量基本的原理为：采用GPS的接收机同时接收在某一个时刻的三颗或者是更多的GPS的卫星数据信号，我们的用户能够根据这类信息准确测算出我们测站点到这三颗或者是更多的GPS卫星的实际距离，并且精确计算出这个时刻的GPS卫星的实际三维的坐标，按照距离交会的基本原理计算出我们测站点三维的坐标。但是GPS卫星的定位测量应该最起码要对四颗卫星实施全方位观测，从而来实施准确的定位计算。

    2 数字化地形测量技术的概述

    随着我们测绘技术的不断发展，GPS技术+测量全站仪+科学计算机的这种全数字化的地形测量新型模式正在逐渐成熟，并且已经得到了大量的普及，该类模式正在逐渐替代我们传统类型的大平板仪的地形测量技术，成为我们地形测量方面比较主流的技术模式。

    3 数字化的地形测量技术的组织

    数字化的地形测量技术是进行工程施工和规划的一个基础，与此同时鉴于数字化的地形测量技术一定要求高准确度与精确度，所以需要进行比较周密的组织。详细来讲的话主要可以包括：

    3.1 测量的主要工序

    数字化的地形测量技术的主要生产的工序能够总结为以下这两个基本环节：第一个环节是控制的测量和计算机辅助的平差相关计算；第二个环节是对于碎部的数据采集和软件的编图成图。

    3.2 测量的基本方案

    数字化的地形测量技术在项目的实际作业方案上要按照我们仪器设备的具体条件来进行确定，我们仪器设备的条件各不相同，作业的方案变化也不尽相同，一般情况下能够选用那种静态的GPS网作为是基本控制的方式，导线和动态作为一种加密的辅助控制方式，用支导线来补充测站点，全站仪和动态碎部的数据进行采集，然后计算机的软件机助成图的这一基本作业方案。

    3.3 测量的主要方法

    在生产的工序方面，数字化的地形测量技术不一定要始终遵循先控制后测图的原则。在对于控制点的实际制作上，数字化的地形测量技术不一定非要把它作为是一种专门性的工作来开展，能够按照最终成图的编绘点的记碎部测图。

    4 GPS技术在数字化地形测量相关技术中的应用

    4.1 GPS技术在数字化地形测量中的应用

    4.1.1常规性测量方式所存在的缺陷

    常规性测量的范围不是很广，同时又由于它的技术含量比较限，测量的范围有限，用于进行路线测量控制的各个起算点之间一般情况下难以有效保证属于同一个测量的系统，国测、军测以及城市的控制点经常性地混杂在一起，这就导致存在着系统之间的一种兼容性的问题。

    4.1.2 国家大地点的破坏比较严重，影响测量实际作业

    由于我们国家的基础控制点，多数都是在二十世纪的五六十年代就已经完成，历经三十余年，部分控制点由于收到我们经济建设的迫切需要而遭到破坏，另一部分控制点则由于我们缺乏一定的保护知识而遭到了人为性质的破坏。这样的话路线控制实际测量的质量就不能得到有效的保证。一般性质的地形控制基本点是要求布设于三百米范围之内。然而由于通视的这一不利原因，这一个条件就很难得到实现，更有甚者是在大范围的密林、密灌以及青纱帐的地区，基本上不能够开展常规性质的控制测量。

    4.2 GPS的测量技术的特点

    4.2.1测站与测站之间不需要通视

    测站之间实现相互通视始终都是我们测量学领域的基本难题。GPS技术具有的这一特征，使得我们的选点变得更加灵活和方便。然而测站的上空一定要能够实现开阔，从而使得接收GPS的卫星信号不会受到某种干扰。

    4.2.2定位的精度比较高

    一般的双频GPS接收机的基线解精度是5mm+1ppm，然而红外仪的标称精度是5mm+5ppm，GPS技术测量的精度和红外仪差不多，然而随着测量距离的不断增加，GPS 测量技术所具有的优越性更加突出。

    4.2.3观测的时间比较短

    采用GPS技术进行布设基本控制网的时候每一个测站点上的大概观测时间大体上都在 30到40分钟上下，如果采用快速静态的定位方式的话，观测的时间就会更短。

    4.2.4能够提供三维的坐标

    GPS测量技术在实现精确测定出我们观测站的平面位置的这一同时，还能够精确得测定出观测站所具有的大地高程。

    4.2.5操作比较简便

    GPS 测量技术自动化的水平比较高。我们现在GPS的接收机已经趋于小型化与操作的傻瓜化，我们相关观测人员仅仅需要把天线对中和整平，量取天线的高度，打开我们的电源就能够实施自动的观测，采用数据处理的软件对于数据实施处理也就能够求得测点的三维坐标。

    4.2.6实现了全天候的连续作业

    GPS 技术观测能够在任何的地点和任何的时间进行连续观测，一般情况下都不会受到天气状况的不利影响。

    4.3 GPS用于数字化地形测量的特点测量范围广

    GPS测量技术由于采用的是由高测低，测量的范围能够非常大，能够大大省去在联测过程中的过渡点，测量的精度比较高。随着GPS测量技术的不断成熟与飞速发展，如今的技术能够建立起比常规的测量方式精度更为高的基本控制网。我们各个联测点相互之间不要求通视，不需要建造高的规标。观测的自动化程度比较高。外业用的是电纽进行操作，内业采用计算机处理数据，作业的时间比较短，效率比较高。测量的成果能够得到三维的地心坐标，比起常规性质测量的平面坐标与高程系统的分离状况来说更加优越，更加有利于我们的宇航科学和导弹发射等等类型空间科学的不断应用。

    参考文献：

    [1]周忠谟，易杰军.GPS卫星测量原理与应用[M].北京： 测绘出版社，1992.

    [2]孟继红，何秀珍.数字化地形测量的几个问题探讨[J].地矿测绘，2005.3.

    [3]王志武.浅谈地形测量中计算机技术的应用[J].时代经贸，2007.9.