鄧幫健

（貴州省第二測(cè)繪院，貴州 貴陽(yáng) 550004）

目前，GPS 測(cè)繪技術(shù)在我國(guó)測(cè)繪工程中得到了廣泛應(yīng)用，無(wú)論是地形地貌測(cè)量，還是房產(chǎn)測(cè)量，或者是地質(zhì)工程的勘測(cè)，都離不開(kāi) GPS 測(cè)繪技術(shù)的幫助。尤其是在我國(guó)目前正在進(jìn)行的國(guó)土資源普查、城市規(guī)劃以及礦山開(kāi)采等工作中，都離不開(kāi) GPS 測(cè)繪技術(shù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)而言，GPS 測(cè)繪技術(shù)具有測(cè)量精度高、數(shù)據(jù)處理速度快以及測(cè)量范圍廣等特點(diǎn)。比如在對(duì)地面上某一點(diǎn)進(jìn)行定位時(shí)，GPS 測(cè)繪技術(shù)就能夠根據(jù)衛(wèi)星接收到的信號(hào)數(shù)據(jù)信息以及信號(hào)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地面上某一點(diǎn)進(jìn)行精確定位，而且還能夠結(jié)合信號(hào)的傳播速度、信號(hào)強(qiáng)度以及衛(wèi)星分布位置來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和處理，從而能夠保證測(cè)繪工程的順利進(jìn)行。另外，在我國(guó)測(cè)繪工程中應(yīng)用GPS 測(cè)繪技術(shù)時(shí)，可以對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和控制測(cè)量，并且還能夠?qū)ψ鳂I(yè)時(shí)間進(jìn)行有效控制，從而能夠達(dá)到實(shí)時(shí)反饋、實(shí)時(shí)處理以及實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)等效果[1]。

通過(guò)利用GPS 技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)，需要針對(duì)不同地區(qū)所采用的GPS 定位系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的調(diào)整和升級(jí)。因此要想提高GPS 測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用水平和效率，就要對(duì)GPS 系統(tǒng)中各個(gè)模塊、各個(gè)功能等進(jìn)行合理運(yùn)用，從而有效提高GPS 定位技術(shù)的精度和可靠性。為了更好地了解到GPS 測(cè)繪技術(shù)在我國(guó)測(cè)繪工程中的實(shí)際應(yīng)用情況以及發(fā)展趨勢(shì)等問(wèn)題，文章將從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析和介紹，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供一定的參考依據(jù)。

1 GPS 測(cè)繪技術(shù)基本原理

GPS 測(cè)繪技術(shù)的基本原理就是利用衛(wèi)星將測(cè)量地區(qū)的三維坐標(biāo)通過(guò)電磁波轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行傳遞，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量地區(qū)的精確定位，而且還能將測(cè)得到的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最終得到測(cè)量地區(qū)的三維坐標(biāo)。由于衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)具有一定的時(shí)長(zhǎng)，所以在進(jìn)行測(cè)量時(shí)能夠有效保證測(cè)量的及時(shí)性，同時(shí)還能有效提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。并且GPS 測(cè)繪技術(shù)是通過(guò)衛(wèi)星來(lái)完成對(duì)測(cè)量地區(qū)信息獲取的，在一定程度上也提高了測(cè)繪效率。

另外，GPS 測(cè)繪技術(shù)還具有一定抗干擾性，在面對(duì)各種電磁干擾時(shí)仍然能夠保持正常工作。因?yàn)镚PS測(cè)繪技術(shù)主要是通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量地區(qū)位置信息獲取，所以在信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)仍然能夠保證測(cè)量工作順利進(jìn)行。同時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)而言，GPS測(cè)繪技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)，比如在測(cè)量地區(qū)進(jìn)行地形測(cè)繪時(shí)，利用GPS 測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)⒄麄€(gè)區(qū)域內(nèi)的地形地貌測(cè)繪出來(lái)，并且還能通過(guò)衛(wèi)星將地形地貌信息直接顯示在屏幕上。在使用 GPS 測(cè)繪技術(shù)時(shí)，首先要對(duì)測(cè)量地區(qū)進(jìn)行坐標(biāo)設(shè)置和確定，然后將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中并通過(guò)相應(yīng)的處理方式來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理工作，這樣就能夠達(dá)到實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)反饋以及實(shí)時(shí)傳輸?shù)男Ч鸞2]。

2 測(cè)繪工作準(zhǔn)備

在進(jìn)行測(cè)繪工程前，需要準(zhǔn)備相應(yīng)的儀器設(shè)備，保證儀器設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。首先，需要對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，在進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，需要將地形進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查，確定測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)和高程；其次，需要在進(jìn)行測(cè)量前對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)的建筑物和樹木等進(jìn)行觀察，同時(shí)還需要對(duì)地形進(jìn)行詳細(xì)分析，并結(jié)合實(shí)際情況確定測(cè)量點(diǎn)的具體位置。此外，還需要在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇適宜的觀測(cè)時(shí)段，從而為完成測(cè)繪工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

然后，在測(cè)量前需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)采集，需要在數(shù)據(jù)采集之前對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)，確保各項(xiàng)功能都處于良好的工作狀態(tài)。其次在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)需要保證所采用的數(shù)據(jù)格式一致，而且需要利用電子手簿以及軟件系統(tǒng)等來(lái)對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。最后需要在測(cè)量過(guò)程中對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)措施來(lái)解決測(cè)量誤差問(wèn)題。

另外，在數(shù)據(jù)采集時(shí)還應(yīng)該保證數(shù)據(jù)的完整性和有效性。此外，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)還要確保數(shù)據(jù)的完整性，例如數(shù)據(jù)記錄、控制點(diǎn)以及碎部點(diǎn)等。最后，在進(jìn)行GPS 衛(wèi)星定位時(shí)，需要對(duì)所選地區(qū)的高程進(jìn)行處理，并利用衛(wèi)星定位功能確定每個(gè)測(cè)站的三維坐標(biāo)位置。

最后，還需將其轉(zhuǎn)換為二維坐標(biāo)系統(tǒng)：在進(jìn)行二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，一般會(huì)采用加權(quán)平均法對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，具體操作為：一是將被測(cè)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)；二是將大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到距離原點(diǎn)、距離、水平向的中點(diǎn)坐標(biāo)；三是需要利用二維坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)完成坐標(biāo)系統(tǒng)的變換。所以在進(jìn)行測(cè)繪工作之前需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，同時(shí)在測(cè)繪過(guò)程中還需要及時(shí)了解所選地區(qū)的地理信息資料和地形圖等，進(jìn)而為測(cè)繪工作提供有利條件。

3 選擇合適的測(cè)量模式

由于GPS 技術(shù)的測(cè)量模式具有多樣性，所以需要根據(jù)具體情況來(lái)選擇合適的測(cè)量模式，從而保證測(cè)繪工程順利進(jìn)行。具體的測(cè)量模式包括靜態(tài)GPS 測(cè)量模式、動(dòng)態(tài)GPS 測(cè)量模式以及 RTK 測(cè)量模式等。不同的測(cè)量模式所適用的范圍也不同，并且還有可能存在一定的差異，比如在靜態(tài)GPS 測(cè)量模式下，不需要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，并且能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)GPS 接收機(jī)來(lái)獲取坐標(biāo)信息，從而保證了測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。但是動(dòng)態(tài)GPS 測(cè)量模式是無(wú)法保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性的。而 RTK 測(cè)量技術(shù)則是通過(guò)衛(wèi)星來(lái)實(shí)時(shí)得到數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)位的誤差值。但RTK 技術(shù)不能保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。在接收機(jī)和衛(wèi)星之間有一定距離時(shí)，不能對(duì)其測(cè)量精度進(jìn)行判斷。同時(shí)，還需要根據(jù)所處地理位置來(lái)選擇不同的模式，例如在測(cè)設(shè)界址點(diǎn)時(shí)，可以選擇圖根點(diǎn)和控制點(diǎn)配合進(jìn)行測(cè)量。這是因?yàn)樵谠O(shè)置界址點(diǎn)時(shí)，通常會(huì)對(duì)地物進(jìn)行測(cè)量，而控制點(diǎn)則是根據(jù)地物分布來(lái)布設(shè)的。因此，在這種情況下，可以利用界址點(diǎn)和控制點(diǎn)配合來(lái)進(jìn)行測(cè)量，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)繪結(jié)果和控制點(diǎn)之間的無(wú)縫連接。當(dāng)然，在控制測(cè)量中還可以選擇RTK 技術(shù)和全站儀配合進(jìn)行測(cè)量。具體情況則需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

4 GPS 數(shù)據(jù)處理

GPS 數(shù)據(jù)處理，首先要做好坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。因?yàn)樵跍y(cè)繪工程中所涉及的是全國(guó)或者是全球范圍內(nèi)的坐標(biāo)系統(tǒng)，所以需要借助國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，這就需要轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定。首先要做好基準(zhǔn)站的設(shè)置工作，基準(zhǔn)站設(shè)置和普通的測(cè)繪工作沒(méi)有任何差異，只需要保證基準(zhǔn)站距離衛(wèi)星位置在5km 之內(nèi)即可。其次是做好不同衛(wèi)星系統(tǒng)間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行GPS 數(shù)據(jù)處理時(shí)，要對(duì)兩個(gè)以上的衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行同時(shí)觀測(cè)，這樣能夠保證數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性。另外，我國(guó)所使用的衛(wèi)星系統(tǒng)有兩種，分別為美國(guó)的GPS 系統(tǒng)和中國(guó)自主研發(fā)的北斗系統(tǒng)。要保證同一時(shí)間至少有一個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)不同衛(wèi)星系統(tǒng)間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。為了保證各個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)之間能夠相互獨(dú)立，需要根據(jù)其各自信號(hào)特征將其轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的坐標(biāo)系，同時(shí)還要將其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一[3]。

5 衛(wèi)星定位測(cè)量

在GPS 測(cè)繪技術(shù)中，對(duì)衛(wèi)星定位測(cè)量是主要的應(yīng)用之一，使用GPS 技術(shù)可以對(duì)區(qū)域進(jìn)行高精度定位，同時(shí)可以將測(cè)量點(diǎn)精確到厘米級(jí)別，因此可以有效提高測(cè)量精度。因?yàn)槲覈?guó)處于太平洋地區(qū)，所以受到海潮等自然因素影響較大。

因此，在GPS 測(cè)繪技術(shù)中要采用定位方式為靜態(tài)定位模式。通過(guò)設(shè)置靜態(tài)定位模式，有效提高GPS 測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用效率。在進(jìn)行靜態(tài)定位時(shí)，需要利用固定站和移動(dòng)站相結(jié)合的方式來(lái)完成，其中固定站要設(shè)置在測(cè)區(qū)的中心位置，移動(dòng)站要設(shè)置在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)。采用GPS 進(jìn)行靜態(tài)定位時(shí)，一般采用同步觀測(cè)4 顆以上衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)定位，并且還需要使用雙頻接收機(jī)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。為了保證GPS 定位測(cè)量的精度，還需要將流動(dòng)站設(shè)置在高緯度地區(qū)，或者是有足夠遮擋物的地區(qū)，并且要對(duì)衛(wèi)星的軌道參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。另外，在進(jìn)行靜態(tài)定位時(shí)需要使用基線解算器，這樣可以保證基線解算結(jié)果的正確性和可靠性。為了保證靜態(tài)定位結(jié)果精度滿足要求，可以在基線解算器中設(shè)置基準(zhǔn)站。

同時(shí)在進(jìn)行靜態(tài)定位時(shí)，要盡量保證測(cè)量點(diǎn)與基準(zhǔn)站的距離在30m 以內(nèi)，并且在進(jìn)行控制網(wǎng)建立時(shí)要采用全站儀和水準(zhǔn)儀等設(shè)備進(jìn)行控制。為了保證測(cè)量精度達(dá)到要求，需要在進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位時(shí)采用偽距法來(lái)控制。通過(guò)在接收機(jī)上安裝接收機(jī)天線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的實(shí)時(shí)跟蹤，可以有效保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

6 實(shí)地觀測(cè)

實(shí)地觀測(cè)是GPS 測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的重要環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容包括對(duì)GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算、數(shù)據(jù)處理和地形圖繪制。因?yàn)槲覈?guó)地形復(fù)雜，所以在進(jìn)行實(shí)際的測(cè)繪工作時(shí)，需要根據(jù)地形來(lái)選擇合適的測(cè)站位置，然后利用RTK 對(duì)測(cè)站進(jìn)行定位，同時(shí)可以對(duì)測(cè)站和控制點(diǎn)之間的距離進(jìn)行計(jì)算，以此來(lái)計(jì)算出衛(wèi)星與測(cè)站之間的距離。因?yàn)镚PS 系統(tǒng)的三維定位精度達(dá)到了厘米級(jí)，所以在實(shí)際的測(cè)繪工作中無(wú)需對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。但是在實(shí)際觀測(cè)時(shí)，要對(duì)觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)方式和測(cè)量環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的選擇，確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

而在測(cè)量數(shù)據(jù)處理時(shí)，則要運(yùn)用VRS 技術(shù)和RTK技術(shù)相結(jié)合，從而有效提高工作效率。VRS 技術(shù)是將GPS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成VRS 數(shù)據(jù)，然后利用GPS 靜態(tài)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS 觀測(cè)站的實(shí)時(shí)控制。VRS 技術(shù)不僅能夠有效提高測(cè)繪工作效率，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)坐標(biāo)系、基準(zhǔn)站坐標(biāo)以及高程進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而能夠?qū)θS坐標(biāo)進(jìn)行精確的計(jì)算和處理。另外，為了有效提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，則要對(duì)RTK 技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用。最后，在進(jìn)行實(shí)際的測(cè)繪工作時(shí)，要合理運(yùn)用RTK 技術(shù)，從而能夠有效提高工作效率和精度。尤其是在進(jìn)行地形圖繪制時(shí)，更要充分運(yùn)用VRS 技術(shù)，從而有效提高地形圖的精度和質(zhì)量，保證地形圖的繪制質(zhì)量[4]。

7 精度分析

GPS 技術(shù)是一種相對(duì)較為先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)，所以其應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量區(qū)域的精準(zhǔn)定位，并且精度較高，測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確。但由于GPS 測(cè)繪技術(shù)也存在一定的不足之處，所以需要在實(shí)踐過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法進(jìn)行處理。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要根據(jù)不同地區(qū)的地理特點(diǎn)進(jìn)行分析和處理，才能得到最符合實(shí)際情況的結(jié)果。但由于我國(guó)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)具有一定局限性，所以無(wú)法滿足GPS 測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要具有的較高精度要求和標(biāo)準(zhǔn)。比如：在對(duì)我國(guó)南方某地區(qū)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，采用傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)該地區(qū)進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)由于該地區(qū)所處位置地勢(shì)較為復(fù)雜，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)區(qū)域的精確定位。而GPS 測(cè)繪技術(shù)卻能夠通過(guò)對(duì)不同地區(qū)GPS測(cè)量坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)測(cè)量區(qū)域的精準(zhǔn)定位。另外，在我國(guó)不同地區(qū)，由于所處地理位置不同，所以對(duì)于GPS 測(cè)繪技術(shù)的精度要求也不同，但在對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行分析時(shí)，由于地理位置比較復(fù)雜，所以就需要通過(guò)將整個(gè)區(qū)域劃分為若干個(gè)小區(qū)域，然后利用傳統(tǒng)技術(shù)和GPS 測(cè)繪技術(shù)分別對(duì)這些小區(qū)域進(jìn)行精確定位[5]。

8 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS 測(cè)繪技術(shù)也得到了快速發(fā)展，隨著GPS 技術(shù)在測(cè)繪工程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不僅提高了測(cè)繪工作效率，而且提高了工作質(zhì)量，同時(shí)也為我國(guó)測(cè)繪工程提供了更加全面的技術(shù)支持。在進(jìn)行測(cè)繪工程中所涉及的數(shù)據(jù)信息比較復(fù)雜，而且還會(huì)受到很多因素的影響，如果沒(méi)有進(jìn)行合理的處理，很可能會(huì)造成一定的偏差，所以需要采用合理的方法和措施來(lái)保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性[6]。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)的不斷發(fā)展以及應(yīng)用，GPS 測(cè)繪技術(shù)在我國(guó)測(cè)繪工程中得到了廣泛應(yīng)用，不僅提高了測(cè)繪工作質(zhì)量和效率，而且有效提升了工作質(zhì)量和精度[7-8]。但是GPS 測(cè)量系統(tǒng)在實(shí)際工作中也會(huì)受到很多因素的影響，因此需要加強(qiáng)對(duì)GPS 測(cè)繪技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中所遇到問(wèn)題的研究和分析。目前我國(guó)在進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)主要依靠人工來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，由于這種方式會(huì)受到很多因素的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差比較大，所以需要對(duì)GPS 測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行研究和分析，從而有效解決由于存在誤差所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題。