浅谈GPS技术在数字化地形测量中的应用

摘 要：城市规划建设中，地形测量采用了数字化技术，可以获得地形地貌信息，使工程规划设计获得数据支持。GPS 技术是自动化技术，在数字化地形测量中得以广泛应用，保证了地形测量的质量，提高了地形测量的质量和效率。本论文针对GPS技术在数字化地形测量中的应用进行研究。

关键词：数字化；地形测量；GPS技术；应用

引言：

地形测量主要是测量规定的范围内的地物和地表形态，分析其特征。在数字化地形测量中传统工程测量技术，可以获得技术支持服务。采用GPS技术进行地形测量，提高了测量数据的精准度，地形测量的效率明显提高。

一、数字化地形测量中应用GPS技术的原理

GPS 系统包括 3 大部分： 空间部分———GPS 卫星星座； 地面控制部分———地面监控系统； 用户设备部分———GPS 信号接收机。空间卫星系统由均匀分布在地球 6 个轨道平面上的 24颗高轨道工作卫星构成，GPS技术就是实时动态跟踪技术，采用建立坐标系的方法对测量点进行测定。数字化地形测量中应用GPS技术，有助于提高测量数据信息的精确度。应用GPS技术进行数字化地形测量所需要的设备包括基准站、移动站、GPS接收机。对于数字化地形测量中所获得的数据信息详细分析，所使用的就是计算机软件。在数字化地形测量中采用GPS技术，所使用的设备至少两台，为信号接收设备。将信号接收设备安装在基准站上，启动设备就可以获得单频率的信号或双频率的信号。对于区域范围内的测量，所采用的就是单频信号，通常地形测量的范围在半径30000米以内；与单频信号相比较，双频信号的强度是非常大的，而且信号覆盖的范围已经远远超过单频信号所覆盖的范围。数字化地形测量中，可以根据地形测量的实际需要移动接收机，在测量点位停留的时间一般为几秒钟至几分钟，持续的时间直接关系到信号的强弱。另外，数字化地形测量中所测量的准确度还会被外界环境所影响。GPS技术在具体的实施中，要保证4颗卫星至5颗卫星才能够获得准确的数据信息。

二、GPS技术在数字化地形测量中所体现的优点

1、 常规测量方法的缺陷

测量范围不广。一般性的借助人力或一般机械进行测量的方法，由于其技术含量有限，操作起来不仅耗费人力、物力，而且测量范围有限。

2、 国家大地点破坏严重，影响测量作业

由于国家基础控制点，大多为 20 世纪五六十年代完成，经过 30 多年，有些点由于经济建设的需要被破坏，有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。在这些地区进测量作业，往往在 50km 以上均找不到导线的联测点。这样控制测量的质量得不到保证。

3、地面通视困难往往影响常规测量的实施

一般地形的控制点要求布设 300m 范围内。但由于通视的原因，这一条件难以满足，甚至在大范围密林、密灌林地区，根本无法实施常规控制测量。

相对于常规的测量方法来讲，gps 测量有以下优点：

其一，GPS技术的作业效率是非常高，测站之间无需通视，一般的地形地势环境中进行地形测量，测量区域范围内的5000米半径范围内都可以获得准确的测量数据，控制点数量会有所减少，测量仪器不需要到处搬动以满足测量需求。放样点不需要很长时间的停留，通常一两秒鐘时间就可以完成测量任务了。在数字化地形测量中，每个工作小组平均每天可以完成的地形图测绘范围为半径0.8平方公里至1.5平方公里之间，不仅测量的精度非常高，而且测量的效率也非常高。

其二，GPS技术的定位精度非常高，不会存在误差积累的现象。数字化地形测量中采用GPS技术，可以测量的范围为作业半径1000米至5000米之间，平面的地形测量精度可以达到厘米级，高程测量的精度也可以达到厘米级，并不会存在误差积累的现象。

其三，GPS技术可以全天候24小时持续作业。GPS技术的具体应用中，两点间的光学通视并没有严格要求，只要满足电磁波不受阻就可以进行地形测量，对空通视条件也可以进行地形测量。GPS技术作业中，不需要考虑通视条件的限制就可以完成地形测量任务。

其四，GPS技术的自动化程度和集成化程度都非常高。GPS技术在地形测量中，对于任何的地形环境都不存在局限。在对流动站的配备上，通过运行高效手持操作手簿，使用专业软件进行内部安装就可以实施自动化地形测绘了。由于减少了人工操作，就可以在一定程度上避免人为误差，作业的精度就会提高。

三、数字化地形测量中应用GPS技术的有效策略

（一）数字化地形测量中应用GPS技术要做好准备工作

数字化地形测量中应用GPS技术要做好准备工作是非常必要的。对于测量的区域要充分掌握，对于影响地形测量的各项元素都要详细分析，诸如测量范围内的交通状况、测量点的分布情况等等，还要对可能造成的测量影响做好分析工作，以采取有效的措施进行处理。

在数字化地形测量中应用GPS技术，还要考虑到GPS卫星的运行状况以及开展地形测量工作需要具备的基本条件，根据测量区域范围将测量方案和布网方案制定出来。具体而言，就是要将地形测量的控制点确定之后，还要选择比较开阔的测量场地，与GPS网相结合进行静态控制测量。地形测量中，要固定好GPS接收机天线，确保定位准确。

如果使用无线网络，在地形测量中所获得的数据信息都传输到计算机指定的数据库中，结合使用基线处理坐标和高程转换，所获得的网点坐标更为精确。

（二）GPS技术在数字化地形测量中的应用

GPS技术采用跟踪服务的方式，定位精度是非常高的。GPS技术的使用中，数字化地形测量操作简单，静态观测的时间会缩30 ～40min 左右就能够完成。如果采用动态定位的方式，观测的时间会大大缩短，而且可以随时定位，数字化地形测量只需要几秒钟的时间，观测的步骤非常简单。GPS技术的自动化程度很高，数字化地形测量中实现自动化操作，配合使用信息接收机，不仅携带方便，而且不会受到工作环境的干扰。

结束语：

综上所述，数字化地形测量中应用现代测绘技术，使用GPS技术可以获得良好的测量效果。数字化地形测量使用地形测量的自动化技术，提高了地形测量的准确率。GPS技术的应用，使各种地形测量技术更为完善，测量质量有所提高，更好的促进了地形测量的发展。

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作者简介：刘淑芬（1979–）女，土家族，本科，贵州江口，工程师，主要从事：测绘工作。