基于GPS的公路电子地图设计和制作

谢 帅

(衡水市公路勘测设计所)

0 引 言

GPS 属于与卫星进行连接的高精度定位设备，其运作原理就是GPS 在搜到卫星信号之后，发射相应的讯号，从而确定自身的位置，在有多颗卫星的情况下，GPS 的精度能够大幅度提高，通常情况下，GPS 能够搜索到至少2 颗定位卫星，这能够帮助卫星进行1 ～5 mm +1 ppm.d 级别甚至高精度的定位。通过GPS 的高精度定位效果，电子地图的设计和制作将变得更加的快捷、精确。下面主要以某地区公路的电子地图绘案例来对于GPS 的公路电子地图设计和制作技术进行了全面详细的探讨。

1 GPS 应用现状

在当前公路管理部门针对道路进行管理、养护的过程中，通过对电子地图的利用，能够通过计算机，来达到更快速的公路管理，还能够促使公路本身各个方面完全通过数据化的形式呈现出来。本文地图绘制过程中所使用的GPS 是美国军方联合海陆空三方进行研制的二代卫星导航定位系统。该系统的使用，能够为用户呈现出更加精密的坐标信息、速度信息、时间信息等等。就该GPS 系统来说，最为广泛的一个功能应用便是定位，该设备的实现原理就是通过多台不同的接收机在多个不同的位置上同时接收到来自于GPS 所发射出的讯号，在这期间，计算机可以利用精确计算的形式得到GPS 当前的具体位置。在双频接收机运作原理下，其GPS的精度能够达到5 mm +1 ppm.d 的超高精度，在如此高的精度状态之下，完全能够最大限度的满足电子地图设计、制作的多方面需求。

2 GPS 地图设计制作应用案例

在进行案例公路的电子地图制作过程中，所使用的地图底图是我国1997年所绘制的精度为1∶210 000 的交通地图以及为1∶50 000 的地质地形图。在对公路进行电子地质的设计制作工作开始之前，所首先需要加以解决的一个问题就是要对于参照系进行良好的统一，通过这一固定的参照系，能够建立起单幅地图图幅坐标自身和国家的坐标之间的换算公式，通过这一换算的关联，能够保证电子地图不会出现偏移。依据系统的总体规划以及电子地图制作的路线设计来说，这部分大地坐标的点位实际上都能够直接通过GPS接收机的形式来就进行精确的测量，不会出现较大的误差。在经过了大量的研究对比之后，案例道路最终使用了AshtcchZ－X 双频模式的GPS 接收机设备，来针对相应的大地坐标进行测量。

2.1 GPS 控制点测里

GPS 所具备的测量方式是多种多样的，可以直接将测量形式分为动态测量、准动态测量、静态测量三种。在本文的案例公路进行电子地图设计制作的过程中，所的数据采集形式，是静态测量。在实际进行操作期间，需要通过三台接收机来进行数据收集，一台接收机要直接放在大地坐标完全掌握的基准站点之中，而另外两台接收机则需要作用流动的讯号接收站点进行施工。在某些时段下多台接收机同时进行观测，至少要对4 颗及以上的公共卫星载波、伪距进行观测，之后再利用精确计算完成的结果，来对于采集点的具体三维坐标进行采集。

2.2 测量规划

基准点在进行选择的过程中，最好直接选择国家I－IV等三角点或者水准点来作为基准点。其基准点本身的点位应当要畅通无阻、视野开阔，并且其基准点的周围不能够存在任何信号发射物、信号反射物、超高浇筑结构等，这方面的情况存在，会对于GPS 数据采集精准度造成影响。此外，基准点的位置分布应当要保证合理性，最好呈现出面状的形式来进行分布。

为了能够促使测量的效率以及便于后期其他工作执行，应当要依据基准点的具体分布情况，来直接将控制点放置在当地所柜号的各个道班之中，并且采取打桩的形式进行标记，如此以来，就达到了对案例公路的拓扑图进行建立的目的，并且也对于下一部分的数据采集工作奠定了坚实的基础。

案例公路进行数据采集过程中，所使用的主要仪器就是三台完全相同的AshtcchZ－X 双频GPS 接收机设备，并且在进行采集的过程中，严格的按照国家所颁布的《全球定位系统测量规范》，同时在旗舰认真的对于GPS 测量点日记以及GPS 测量手簿进行了全面详细的记录，以便于后期更正或者数据的查询需要，同时还能够对于道路路线修改起到的辅助作用。

2.3 外业测量

在进行实际测量操作的过程中，主要是在控制点的道班之中来进行相应操作，直接在事业开阔的区域，插上长度为1 m的钢钎，确保钢钎和地面保持相应的对中整平，下一步便架上三脚架。三脚架必须要和两个不同的基准点位置进行至少2 h 的联测，最大限度的确保精确度，只有通过这种方式所得到的精确打底三维坐标，才可以应用到电子地图的设计制作过程中。

3 结 语

综上所述，GPS 技术有着极高的精确定位性，将其应用到电子地图的设计制作过程中，能够起到良好的辅助作用，有效的提升了地图数据采集的效率，并且其精度也有所保障。但是必须要加以重视的是，在实际进行操作的过程中，务必要对于数据采集环节加以重视，避免出现影响精确度情况的出现，这对于电子地图的设计制作发展来说，起到了良好的推动作用。

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