摘 要：本文主要針對GPS技術(shù)在地形測量中的應用展開(kāi)了探究，對GPS作了簡(jiǎn)要的介紹，并對GPS在地形測量中的應用作了系統的探討，并結合具體的實(shí)例加以論述，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：GPS；地形測量；應用
隨著(zhù)信息科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，GPS技術(shù)在某些工程中大有取代傳統測量的趨勢，在我們生產(chǎn)生活中的應用越來(lái)越廣泛。而將GPS技術(shù)應用到地形測量中，可以快速完成地形的信息采集和圖形測繪等工作，極大的提高了地形測量的工作效率?；诖?，本文就GPS技術(shù)在地形測量中的應用進(jìn)行了探究，相信對有關(guān)方面的需要能有一定幫助。
1 GPS簡(jiǎn)介
GPS普遍運用測距的方式提供各種數據，由于衛星和接收機的時(shí)鐘誤差，因此，GPS衛星定位測量應至少對4顆衛星進(jìn)行觀(guān)測來(lái)進(jìn)行定位計算。如圖1所示可確定4個(gè)距離觀(guān)測方程。
式中：i=1、2、3、4；C為GPS信號的傳播速度；（Xi，Yi，Zi）為衛星的軌道坐標；ti為各個(gè)衛星的時(shí)鐘差；ρi為各個(gè)衛星到測站點(diǎn)接收機天線(xiàn)的距離。
2 數字化地形測量概述
隨著(zhù)測繪技術(shù)的飛速發(fā)展，GPS+全站儀+計算機的全數字化地形測量模式逐步成熟并基本普及，這種模式正在替代而且必將完全替代傳統的大平板儀地形測量，成為地形測量的主流模式；另一方面，地形測量模式的更新又將對測繪單位儀器設備、人員素質(zhì)、管理方式、作業(yè)組織等產(chǎn)生一系列的影響。
數字化地形測量的生產(chǎn)工序可概括為兩個(gè)環(huán)節：
（1）控制測量與計算機輔助平差計算；
（2）碎部數據采集與軟件編圖成圖。兩個(gè)環(huán)節間以數據傳輸為紐帶，即可平行施工又可順序施工，與傳統地形測量相比，壓縮了大量的中間生產(chǎn)環(huán)節。
3 GPS數據處理
GPS數據處理要從原始的觀(guān)測值出發(fā)得到最終的測量定位成果，其數據處理過(guò)程大致分為GPS測量數據的基線(xiàn)向量解算、GPS基線(xiàn)向量網(wǎng)平差以及GPS網(wǎng)平差或與地面網(wǎng)聯(lián)合平差等幾個(gè)階段。數據處理的基本流程：數據采集、數據傳輸、預處理、基線(xiàn)解算、GPS網(wǎng)平差。
3.1 GPS網(wǎng)技術(shù)設計
GPS技術(shù)分為外業(yè)施測和內業(yè)數據處理兩部分工作。外業(yè)施測是內業(yè)工作的數據來(lái)源，也是整個(gè)GPS技術(shù)工作的基礎。如何作好GPS野外作業(yè)，對確保GPS外業(yè)觀(guān)測數據質(zhì)量，提高整個(gè)GPS技術(shù)的成果精度，顯得尤為重要。
（1）GPS測量精度標準及分類(lèi)
對于各類(lèi)GPS網(wǎng)的精度設計主要取決于網(wǎng)的用途。用于地殼形變及國家基本大地測量的GPS網(wǎng)可參照《規范》中的A、B級精度分級，見(jiàn)表1；用于城市或工程的GPS網(wǎng)可根據相鄰點(diǎn)的平均距離和精度參照《規程》中的二、三、四等和一、二級精度分級，見(jiàn)表2。在具體布設中，可以分級布設，也可以越級布設。
各等級GPS相鄰點(diǎn)間的弦長(cháng)精度用下式表示
（2）GPS點(diǎn)的密度標準
各種不同的任務(wù)要求和服務(wù)對象，對GPS點(diǎn)的分布要求也不同?，F行規范對GPS網(wǎng)中兩相鄰點(diǎn)間的距離、各等級GPS網(wǎng)相鄰點(diǎn)的平均距離視其需要也做出規定。
3.2 外業(yè)數據采集
利用RTK進(jìn)行數字化測圖的基本步驟是先控制測量，然后利用RTK測量圖根點(diǎn)，再利用全站儀測量碎步點(diǎn)，再進(jìn)行數字化成圖?；蛘呤窍瓤刂茰y量，然后直接利用RTK測量碎部點(diǎn)，再進(jìn)行數字化成圖。作業(yè)過(guò)程主要包括外業(yè)數據采集和內業(yè)數據處理，外業(yè)數據采集包括控制測量和碎部測量?jì)刹糠?，內業(yè)主要包括GPS數據處理和數字化地圖編輯。
4 實(shí)例分析
4.1 測區概況
測區右側是峭壁聳立，左面是萬(wàn)丈深谷，地勢險峻。在峭壁山路口，有一半側小亭，柱梁貼崖而立。
測區為某地的一個(gè)廠(chǎng)房，中心地理坐標已確定，在測區內以一個(gè)四等GPS點(diǎn)為起算點(diǎn)。
4.2 GPS網(wǎng)控制測量
根據工程測量設計及規范要求進(jìn)行較高精度的測量；本次平面控制采用采用Trimble雙頻GPS接收機衛星定位測量方法聯(lián)測國家高等級控制點(diǎn)，沿測區布設一級GPS控制網(wǎng)進(jìn)行首級控制。
利用GPS建立一級控制點(diǎn)，每時(shí)段采集數據前，作業(yè)員量取天線(xiàn)高，記錄此時(shí)段的接收衛星數、故障情況；一個(gè)時(shí)段觀(guān)測過(guò)程中無(wú)關(guān)閉接收機重新啟動(dòng)、進(jìn)行接收機初始化、改變數據采集間隔、改變天線(xiàn)位置；觀(guān)測員在作業(yè)期間未擅自離開(kāi)測站，并應防止儀器受震動(dòng)和被移動(dòng)，防止人和其他物體靠近儀器、以免遮擋衛星信號；觀(guān)測時(shí)無(wú)人在接收機旁使用手機和對講機，避免了干擾衛星信號；在觀(guān)測過(guò)程中應保證接收機正常工作，數據記錄正確，觀(guān)測結束后，在GPS手簿中輸入這些點(diǎn)的WGS-84坐標和地方坐標，手簿內置軟件會(huì )自動(dòng)計算控制點(diǎn)的坐標轉換參數。
控制網(wǎng)如圖2所示。
用GPSRTK布設圖根點(diǎn)，根據《工程測量規范》圖根點(diǎn)的精度相對于鄰近等級控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不應大于圖上0.1mm；高程的中誤差，不應大于測圖基本等高距的1/10；用實(shí)時(shí)GPSRTK來(lái)布設圖根點(diǎn)。
4.3 1：500地形圖碎部測量
使用全站儀及GPSRTK在野外采集數據十分快捷方便。在數據采集以前要作好點(diǎn)矯正、建立文件等準備工作，架設好基準站以后要檢測流動(dòng)站測點(diǎn)是否準確，然后就可以開(kāi)始進(jìn)行碎部點(diǎn)的測量采集了。在碎部點(diǎn)的采集過(guò)程中應盡量保證采點(diǎn)均勻，重復點(diǎn)盡量減少，否則會(huì )影響DTM的建立，不利于成圖。在野外工作時(shí)，要及時(shí)將特殊地物等特征點(diǎn)的位置作記錄，并畫(huà)好草圖，方便以后電子地圖的勾勒。此外，在使用GPS—RTK作業(yè)時(shí)一定要注意衛星數目不小于4顆。
5 結束語(yǔ)
綜上所述，GPS技術(shù)具有其他技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢，在地形測量工作中的重要性日益凸顯出來(lái)。但是在實(shí)際的應用中，仍然存在著(zhù)一定的問(wèn)題影響著(zhù)工作的順利進(jìn)行，因此還是需要我們熟悉GPS的應用技術(shù)，在地形測量的工作中避其利害，把有利于實(shí)際生產(chǎn)的技術(shù)帶到工作中來(lái)。
參考文獻
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