GPS技术在地形测量中的应用

李飞

【摘要】近年来，随着GPS技术在地形测量过程中的应用范围不断扩大，其应用优势得到了业界的广泛认可，为用户提供了连续的、精度较高的技术参数。本文从地形测量（数字化测绘技术）和控制测量（GPS）两个方面，就GPS技术在地形测量中的应用实践，谈一下自己的观点和认识，以供参考。

【关键词】地形测量；GPS技术；应用；研究

GPS技术的测量精度非常的高，而且受环境、距离的影响比较小，可用在地形条件相对比较复杂的区域，以及局部重点工程施工建设测量。同时GPS技术基本上实现了自动化操作，有效地减少了户外劳动强度，大大提升了作业效率。

1、数字化测绘技术

数字化测绘是现代工程项目规划和施工建设的基础，因数字化测量过程中需要高精确数据，所以需要数字化技术手段。

1.1 测量工序安排

在地形测量过程中，其基本的工序包括两个具体的环节：第一个环节是控制测量、计算机辅助平差计算；第二环节是碎部数据信息采集、以及软件编图。上述两个环节之间通过数据传输联系，不仅可以平行施工，而且还可以顺序施工，较之于传统的地形测量而言，有效地减少了中间环节。

1.2 测量方案

在地形测量过程中，作业方案设计过程中，应当根据测量仪器设备、环境条件，最终确定仪器设备， 由于作业方案存在着一定的差异性，所以通常选用静态GPS网、动态加密控制以及动态碎部数据信息采集方式，然后再利用现代计算机软件机成图。通常情况下，大比例尺地形测量过程中，可一次性布网到测站点，直接测图。

1.3 测量方法

从施工工序上来看，地形测量无需遵守“先控后测”的原则，可同时进行测量控制和碎部测图，甚至还可进行先测图、后控制（只需将碎部成图）。将控制点作为基准，利用成图软件纠正测站。在此过程中，数字化地形测量无需将其作为专门工作来实施，并以此为基础进行碎部测图。在地形测量过程中，成图工作已转到内业作业。

2、地形测量模式

第一，数字测记法。所谓数字测记法，主要是指室内成图、野外测记等模式。在地形测量过程中，将全站仪作测量工具，并且用电子手簿记录之，采用人工方式制作草图，并配以编码系统。电子手簿可将野外测量数据资料传到计算机上，再借肋成图软件和技术手段，根据参考草图、编码系统，进行编辑成图。就电子手簿应用问题而言，可选用全站仪配套的电子手簿或者专门的记录手簿。

第二，电子平板法。对于电子平板模式而言，其主要是指野外测绘、现场编辑成图以及实时显示三种模式。电子平板测量是将全站仪、便携机联系在一起，该便携机施工安装有成图软件，利用全站仪对地形点测量，并且利用计算机屏幕实时显示点位、图形，在满足测图要求的基础上，将编辑、测量数据信息存盘。同时，采用该种测量技术手段，相当于测量现场就有测绘地形图一样。

3、地形测量应注意事项与GPS技术在测量中的应用

3.1地形测量注意事项

在测绘过程中，应当尽可能以自然分界为标准，比如河流、道路等，这样可有效减少接边处理问题，对地形图施测具有非常重要的作用。实际测量过程中，应当尽可能对测量到的点施测，而且测量过程中所用的工具不能是皮尺。实践中可以看到，全站仪在测量过程中其速度非常的快、而且测量距离比较远，所以是比较好的选择，而皮尺等工具无法达到测量精度要求。在数字测图过程中，很多环节是通过计算机来实现的，因此各单位需做好检核工作，特别是那些远离作业点的测区，更需采取有效的措施。在测量过程中，应当以同类地物测量为宜，有利于观测人员快速输入数字和字母。地形测量时，可灵活应用各种测量技术手段和方法。

3.2GPS技术在地形测量中的应用

某地形测量过程中，工程项目地处丘陵区域，海拔在180米左右；测区居民零散分布，村间有乡村小路连接，交通非常的不便，这在很大程度上增加了测绘的难度。该工程测量过程中的主要任务是：布设16个C级GPS点，可控面积大约70平方公里；测绘1：2000地形图，面积为60平方公里，布设施测三等水准网。在该次测绘过程中，采用的是双频GPS接收机，标称的精度达到了5 mm±1×10-6mm。

在外业观测过程中，采用适量GPS接收机同步观测作业，网外业观测自西向东以边连接构网观测。对于接收机天线而言，安置的脚架在标志中心点垂线上，在具体的测量之前，先进行检验和校正，用光学对点器对中、整平，其误差不能超过3毫米。天线量高时用测高尺，取位0.001毫米，取中数记录在外业记录手簿之上；然后，在观测后构建GPS基线向量网，以三角形为宜，各测站数据信息的剔除率不能超过10%。

在内业解算过程中，应当做好三个方面的工作：第一，数据处理。外业数据处理过程中，采用的是TG01.6商业软件包。在采集到外业当天的数据信息以后，即将其传输至计算机上，并将外业记录的天线高度输入到计算机上，然后利用多基线批处理程序来实现数据的自动化处。根据计算机处理后输出的相应基线质量摘要，并且对基线方差比、周跳数、中误差以及测站数据剔除率进行全面的检查，其中基线質量均需控制在限差半数范围之内。第二，闭合环检验。实践中可以看到，由多个独立观测边构成的闭合环在网中的数量非常的多，为有效检查控制网精度，对环闭合差大小进行统计，以及检测GPS网结构强度。在进行闭合环检验过程中，采取的检验方式是三节点闭合环，而且GPS网内的每条边需被检查一次。第三，GPS网平差。GPS网平差计算过程中，采用的是TG01.6软件包，而且在网平差之前对解算所得的基线进行合理的选择，以基线质量较好的GPS平差网为宜。程序应用GPS自由网的重心，对整个网的旋转、平移进行有效控制，并且用内部约束方式来满足网中方位角以及尺度约束条件。此次采用的GPS网，联测的已知点数为3，而且在平差之前需对联测已知点精度进行分析检查，其中固定2个点，然后对第3个点进行检查。从结果上来看，上述3个点间的精度基本一致，于是决定用3个已知点作为GPS网约束平差起算点。在固定好3个起算点平面坐标约束平差以后，GPS网在坐标系内的参考因子为1.00，其自由度167，实现了平差收敛。

3.3 观测精度

GPS技术的应用，有效地降低了载波相位测量改正后的残余误差，同时还有效地减小了接收机钟差、卫星改正后的残余误差影响，从而使测量精度实现了厘米级。通常情况下，系统标称平面精度和高程精度分别为10±2×10-6mm、20±2×10-6mm。为了能够有效提高测量精度和效率，可采取以下措施：第一，信号接收半径15公里。为确保测量精度，在实测过程中信号接收半径应当控制在4公里以内。第二，设备接收卫星数目4颗时可开展测量工作，实测时需接收至少5颗卫星。同时，还要合理布设基准站，使其在有效测区最高控制点，这有利于接收卫星和数据链信号。

结语：

总而言之，随着GPS技术应用的不断深化，在地形测量过程中的应用更加的广泛，GPS技术使测量过程更加简化，结果更精确，值得应用和推广。

【参考文献】

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