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【關(guān)鍵詞】gps技術(shù);基本原理;應(yīng)用 ;數(shù)字化成圖
前言
GPS技術(shù)起源于美國(guó),是Global Positioning System的首字母簡(jiǎn)稱,中文直譯名稱是全球定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)由軟件部分和硬件部分組成,軟件指的是利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)開發(fā)出來的各種測(cè)量軟件;硬件包括環(huán)繞地球運(yùn)行的通信衛(wèi)星以及地面信號(hào)接收裝置。GPS的關(guān)鍵系統(tǒng)是衛(wèi)星無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng),通過衛(wèi)星對(duì)用戶區(qū)域進(jìn)行掃描測(cè)繪,向用戶提供三維坐標(biāo)、導(dǎo)航等服務(wù)。隨著技術(shù)的日漸成熟,GPS技術(shù)應(yīng)經(jīng)滲入到了我們生活中的方方面面,遠(yuǎn)不局限于工程測(cè)繪。在工程測(cè)繪領(lǐng)域,GPS技術(shù)的重要性是不言而喻的。
1、GPS技術(shù)的基本原理
GPS技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜,根據(jù)空間上的位置關(guān)系,我們可以將GPS技術(shù)分為三種組成部分:地球外空間軌道衛(wèi)星、地面接收控制站點(diǎn)、用戶信號(hào)接收與發(fā)射裝置。下面根據(jù)這三個(gè)組成部分,來講述GPS的基本工作原理。
一般而言,一定量的地球外空間軌道衛(wèi)星組成一個(gè)系統(tǒng),將信號(hào)覆蓋到所用的用戶區(qū)域,當(dāng)用戶有需求是,空間衛(wèi)星發(fā)射導(dǎo)航定位信號(hào)。地面接收控制站點(diǎn)利用計(jì)算機(jī)對(duì)衛(wèi)星收集到的信號(hào)進(jìn)行處理,在將結(jié)果反饋到空間衛(wèi)星。GPS用戶只需打開相應(yīng)的接收終端設(shè)備,就可以收到處理好的信息,用于定位導(dǎo)航和測(cè)量等。
GPS技術(shù)的關(guān)鍵在于定位。按照定位方式的來分類,GPS技術(shù)可以分為絕對(duì)定位、相對(duì)定位兩種定位方式。不同定位方式在實(shí)際中的應(yīng)用不同,各有其特點(diǎn)。相對(duì)定位依據(jù)的是空間幾何理論,已知測(cè)量點(diǎn)與三顆衛(wèi)星間的距離,利用數(shù)學(xué)理論,通過三顆衛(wèi)星的具置就可以推算出測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際位置。而絕對(duì)定位,是依據(jù)具體的海拔數(shù)據(jù)、經(jīng)度、緯度等信息,來確定測(cè)量點(diǎn)的空間坐標(biāo)。這兩者定位方式,測(cè)量的精度都比較高,可以根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。
2、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用
現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,市政道路工程中也運(yùn)用到工程測(cè)繪工作。工程測(cè)繪中運(yùn)用GPS測(cè)繪技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì),這也是它越來越多地運(yùn)用到工程測(cè)繪中的原因。城市化公路建設(shè)當(dāng)中,縱橫斷面設(shè)計(jì)需要對(duì)其從橫斷面進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)也要進(jìn)行中樁放樣。在公路建設(shè)當(dāng)中首先根據(jù)設(shè)計(jì)的坐標(biāo)線路進(jìn)行中樁放樣,之后利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平工作,以及測(cè)量線路左端面。以往中樁放樣主要用到的是全站儀,但GPS技術(shù)高精度日益發(fā)展,逐步取代了全站儀的放樣。為了解決這個(gè)實(shí)時(shí)性的問題,就運(yùn)用到了GPS技術(shù),通過精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)測(cè)量,進(jìn)而避免了數(shù)據(jù)滯后無(wú)法準(zhǔn)確定位的結(jié)果,從而推動(dòng)整個(gè)測(cè)量過程的進(jìn)程。
GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中運(yùn)用有初、中、高級(jí),初級(jí)主要是快速靜態(tài)或GPS靜態(tài)的方法建設(shè)成立沿線整體控制。中級(jí)主要運(yùn)用在堤壩、閘門、渠道等場(chǎng)所,并且這些場(chǎng)所建設(shè)成立施工控制。高級(jí)主要是在工程測(cè)繪中運(yùn)用RTK技術(shù),也就是人們常說的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。從而可以看出,GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的發(fā)展機(jī)遇很可觀。其實(shí)有機(jī)遇就有挑戰(zhàn),GPS測(cè)繪技術(shù)要抓住機(jī)遇,面對(duì)挑戰(zhàn),做出相應(yīng)的對(duì)策。
現(xiàn)在很多行業(yè)中都可以看到GPS技術(shù)的身影,其中運(yùn)用最多的是工程測(cè)繪。我國(guó)著名的小浪底工程、三峽工程在工程測(cè)繪中都運(yùn)用了此項(xiàng)技術(shù)。對(duì)于流動(dòng)站的接收機(jī)來說,這樣可以更好地采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),還可以接收到基準(zhǔn)站抓獲的信息,同時(shí)能夠及時(shí)處理系統(tǒng)內(nèi)組成的差分觀測(cè)值,之后就可以計(jì)算出來自基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的基線向量。GPS技術(shù)在水利工程運(yùn)用也是很廣泛的,其中主要包括如下幾個(gè)方面:GPS的外業(yè)測(cè)繪,GPS的布網(wǎng)工作及其實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪方法的應(yīng)用等等。
3、GPS 數(shù)字化繪圖
3.1數(shù)字化成圖
目前,數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法,主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等,其特點(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。具有以下的特點(diǎn):
3.1. 1 測(cè)多用
如在一些綜合性較強(qiáng)的工程中需要對(duì)同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖,過去的平板測(cè)圖方法則需要重復(fù)工作,而數(shù)字化測(cè)圖則可以同時(shí)根據(jù)完成的地形圖繪制不同比例尺的多個(gè)地形圖,因?yàn)橥”壤甙舜蟊壤叩匦螆D測(cè)圖范圍。僅需先測(cè)大比例尺圖范圍,再補(bǔ)充小比例尺測(cè)圖范圍即可滿足各不同專業(yè)人員對(duì)不同比例尺的地形圖的需要。
3.1.2 精度高
數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí),利用全站儀現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo),并自動(dòng)存儲(chǔ),在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí),完全保持了外業(yè)測(cè)量的精度,消除了人為的錯(cuò)誤及誤差來源,而且外業(yè)工作省略了讀數(shù)、計(jì)算、展點(diǎn)繪圖等外業(yè)工序,減少了作業(yè)人員,外業(yè)工效大大提高,時(shí)間縮短,直接生產(chǎn)成本大幅度下降。
3.2.采集數(shù)據(jù)
采集數(shù)據(jù)時(shí),采集人員要準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼,以免在內(nèi)業(yè)成圖時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤;在觀測(cè)開始時(shí),相關(guān)工作人員需嚴(yán)格按照要求應(yīng)對(duì)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行檢查,跑尺人員應(yīng)嚴(yán)格按照自動(dòng)成圖的要求作業(yè),確保能完整地描述地形地貌的特征點(diǎn),必須通過繪制草圖來表明各個(gè)地物碎部點(diǎn)的屬性及相互關(guān)系,測(cè)量坎子時(shí),要量取坎子比高,坎下也要進(jìn)行地形點(diǎn)采集。當(dāng)一個(gè)測(cè)區(qū)完成后,如果有必要可把數(shù)據(jù)備份。
3.3.、攝影測(cè)量
攝影測(cè)量本身而言,從測(cè)繪的角度上來看數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量還是利用影像來進(jìn)行測(cè)繪的科學(xué)與技術(shù);而從信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺科學(xué)的角度來看,它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù),也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型,然后在模型上進(jìn)行測(cè)繪,從本質(zhì)上來說,它與原來的攝影測(cè)量沒有區(qū)別。因而,在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中,整個(gè)的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式,和傳統(tǒng)的攝影測(cè)量差別似乎不大,但是它給傳統(tǒng)的攝影測(cè)量帶來了重大的變革。
目前通過在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像,內(nèi)業(yè)使用專門的航測(cè)軟件處理,進(jìn)行的航空攝影測(cè)量是大面積、大比例尺地形測(cè)圖、地籍測(cè)量的重要手段與方法,在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行像對(duì)匹配,建立地面的數(shù)字模型,再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖。該方法的特點(diǎn)是可將大量的外業(yè)測(cè)量工作移到室內(nèi)完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點(diǎn)。特別適合于城市密集地區(qū)的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大,如果一個(gè)測(cè)區(qū)較小,它的成本就顯得較高。但可以說是今后數(shù)字測(cè)圖的一個(gè)重要發(fā)展方向,未來社會(huì)要求的是可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。并且隨著全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn),加上GPS 技術(shù)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用,使得攝影測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。
4、結(jié)束語(yǔ)
隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展,GIS技術(shù)的提高、GPS技術(shù)在各種行業(yè)廣泛應(yīng)用,現(xiàn)代工程測(cè)量必將朝著測(cè)量數(shù)字工程化的方向發(fā)展。大力開展數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用與研究將是測(cè)繪單位提升自身競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的首要任
5、參考文獻(xiàn):
[1]鐘飛.GPS在工程測(cè)繪中的應(yīng)用[J].科技資訊,2011(12).
[2]葉畢升.淺談GPS測(cè)繪在水利水電工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(15).
【關(guān)鍵詞】GPS 控制網(wǎng) 技術(shù)設(shè)計(jì)原則 圖形設(shè)計(jì)
1 引言
GPS它的含義是:利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距,以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。GPS具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能,而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此,GPS技術(shù)在大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、海洋測(cè)量、城市測(cè)量等測(cè)繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
2 技術(shù)設(shè)計(jì)的一般原則
建立城市或其它局部性GPS控制網(wǎng)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作,而技術(shù)設(shè)計(jì)則是建立GPS網(wǎng)的第一步,是保證GPS網(wǎng)能夠滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要,并保證GPS成果質(zhì)量可靠的關(guān)鍵性工作。因此,必須科學(xué)地、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈骱眠@一工作。GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的一般原則包括以下幾個(gè)方面。2.1 充分考慮建立GPS控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍
對(duì)于工程建設(shè)的GPS網(wǎng),應(yīng)該既考慮勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的需要,又要考慮施工放樣等階段的需要。對(duì)于城市GPS控制,既要考慮近期建設(shè)和規(guī)劃的需要;又要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的需要;還可以根據(jù)具體情況擴(kuò)展GPS控制網(wǎng)的功能,充分發(fā)揮GPS網(wǎng)和測(cè)繪工作在城市建設(shè)中的作用。2.2 采用分級(jí)布網(wǎng)的方案
適當(dāng)?shù)胤旨?jí)布設(shè)GPS網(wǎng),有利于根據(jù)測(cè)區(qū)的近期需要和遠(yuǎn)期發(fā)展分階段布設(shè),而且可以使全網(wǎng)的結(jié)構(gòu)呈長(zhǎng)短邊相結(jié)合的形式。與全網(wǎng)均由短邊構(gòu)成的全面網(wǎng)相比,可以減少網(wǎng)的邊緣處誤差的積累,也便于GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理和成果檢核分階段進(jìn)行。分級(jí)布網(wǎng)是建立常規(guī)測(cè)量控制網(wǎng)的基本方法,因?yàn)镚PS測(cè)量有許多優(yōu)越性,所以并不要求GPS網(wǎng)按常規(guī)控制網(wǎng)分很多等級(jí)布設(shè)。例如,大城市的GPS控制網(wǎng)可以為三級(jí):首級(jí)網(wǎng)中相鄰點(diǎn)的平均距離大于5km;次級(jí)網(wǎng)中相鄰點(diǎn)平均距離為1~5km;三級(jí)網(wǎng)相鄰點(diǎn)平均距離可小于1km,且可采用GPS與全站儀相結(jié)合的方法布設(shè)。對(duì)于小城市,分兩級(jí)布設(shè)GPS網(wǎng)即可。
2.3 GPS測(cè)量的精度標(biāo)準(zhǔn)
GPS測(cè)量的精度標(biāo)準(zhǔn)通常用網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差表示,其形式為:
式中:σ――距離中誤差(mm);
a――固定誤差(mm);
b――比例誤差系數(shù)(ppm);d――相鄰點(diǎn)的距離(km)。
2001年實(shí)施的“全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范”將GPS的測(cè)量精度分為AA~E六級(jí)(見表1)。其中AA、A、B三級(jí)是國(guó)家GPS控制網(wǎng),C級(jí)主要用于大、中城市及工程測(cè)量的基本控制網(wǎng),D、E級(jí)主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測(cè)圖、勘測(cè)、建筑施工等控制測(cè)量。
在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)大小,GPS網(wǎng)的用途,來設(shè)計(jì)網(wǎng)的等級(jí)和精度標(biāo)準(zhǔn)。2.4 坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)
GPS測(cè)量得到的是GPS基線向量,是屬于WGS84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差,而我們需要得到的是屬于國(guó)家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo)。為此,在GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)中,必須說明GPS網(wǎng)的成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù),也就是說明GPS網(wǎng)所采用的基準(zhǔn)。
GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)與常規(guī)控制網(wǎng)的基準(zhǔn)類似,包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。
當(dāng)測(cè)區(qū)有舊的地面控制點(diǎn)成果時(shí),應(yīng)既考慮充分利用舊資料,又要使新建的高精度GPS控制網(wǎng)不受舊資料精度較低的影響。為此,應(yīng)將新的GPS網(wǎng)與舊控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè),聯(lián)測(cè)點(diǎn)一般不應(yīng)少于2個(gè)。
GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)盡量與測(cè)區(qū)過去采用的坐標(biāo)系統(tǒng)一致,如果采用的是地方獨(dú)立坐標(biāo)系,一般應(yīng)該了解以下幾個(gè)參數(shù):
a.所采用的參考橢球體,一般是以國(guó)家坐標(biāo)系的參考橢球?yàn)榛A(chǔ);
b.坐標(biāo)系的中央子午線的精度值;
c.縱、橫坐標(biāo)的加常數(shù);
d.坐標(biāo)系的投影面高程及測(cè)區(qū)平均高程異常值;
e.起算點(diǎn)的坐標(biāo)。
GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn),通常都是由給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定。方位基準(zhǔn)可以通過給定起算方位角值確定,也可以由GPS基線向量的方位作為方位基準(zhǔn),尺度基準(zhǔn)可以由地面的電磁波測(cè)距邊確定,或由兩個(gè)以上的起算點(diǎn)之間的距離確定,也可以由GPS基線向量的距離確定。2.5 GPS點(diǎn)的高程
為了得到GPS點(diǎn)的正常高,應(yīng)使一定數(shù)量的GPS點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)重合,或者對(duì)部分GPS點(diǎn)聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)。為了便于進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè),且便于進(jìn)行GPS觀測(cè),提高GPS作業(yè)效率,GPS點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)在交通方便的地方。
3 GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)
網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)主要是根據(jù)網(wǎng)的用途和用戶要求,側(cè)重考慮如何保證和檢核GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量;同時(shí)還要考慮接收機(jī)類型、數(shù)量和經(jīng)費(fèi)、時(shí)間、人力及后勤保障條件等因素,以期在滿足要求的前提條件下,取得最佳的效益。3.1 設(shè)計(jì)的一般原則
(1)GPS網(wǎng)一般應(yīng)采用由獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成的閉合圖形。例如三角形、多邊形或附和線路,以構(gòu)成檢核條件,提高網(wǎng)的可靠性。
(2)GPS網(wǎng)點(diǎn)盡量與原有的地面控制網(wǎng)點(diǎn)相重合。重合點(diǎn)數(shù)應(yīng)多于3個(gè),以便可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。
(3)GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點(diǎn)相重合,而非重合點(diǎn)一般應(yīng)根據(jù)要求以水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行聯(lián)測(cè)。
(4)為便于觀測(cè)和水準(zhǔn)聯(lián)測(cè),GPS網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通方便的地方。
(5)為了便于用常規(guī)方法聯(lián)測(cè)或擴(kuò)展,C、D、E級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)有1~2個(gè)方向通視。3.2 GPS網(wǎng)的基本形式
根據(jù)GPS測(cè)量的不同用途,GPS網(wǎng)的幾何圖形結(jié)構(gòu),有以下三種形式。
(1)三角形網(wǎng)
三角網(wǎng)三角形邊是由非同步觀測(cè)的獨(dú)立邊所組成。這種網(wǎng)的幾何圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng),具有良好的自檢能力,能有效地發(fā)現(xiàn)觀測(cè)成果的粗差,確保網(wǎng)的可靠性。經(jīng)平差后網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間基線向量的精度分布均勻。
這種網(wǎng)的主要缺點(diǎn)是觀測(cè)工作量較大,尤其當(dāng)接收機(jī)的數(shù)量較少時(shí),將使觀測(cè)工作的時(shí)間大為延長(zhǎng)。因此,通常只有當(dāng)網(wǎng)的可靠性和精度要求較高時(shí),才單獨(dú)采用這種圖形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)。
(2)環(huán)形網(wǎng)
由若干個(gè)含有多條獨(dú)立觀測(cè)邊的閉合環(huán)所組成的網(wǎng),稱為環(huán)形網(wǎng)。這種網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較三角網(wǎng)差,其優(yōu)點(diǎn)是觀測(cè)工作量較小,具有較好的自檢性和可靠性。其缺點(diǎn)主要是非直接觀測(cè)的基線邊(或稱間接邊)精度較直接觀測(cè)邊低,相鄰點(diǎn)間的基線精度分布不均勻。由于環(huán)形網(wǎng)的自檢能力和可靠性與閉合環(huán)中所含基線邊的數(shù)量有關(guān),所以,一般根據(jù)網(wǎng)的精度要求,規(guī)定閉合環(huán)中包含的基線邊的數(shù)量。表2是相應(yīng)于表1所列精度要求所提出的規(guī)定。
類級(jí) A B C
閉合環(huán)中的邊數(shù) ≤8 ≤10 ≤12
表2 閉合環(huán)基線邊數(shù)的限值
三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)是大地測(cè)量和精密工程測(cè)量普遍采用的兩種基本圖形。通常,根據(jù)實(shí)際情況往往采用上述兩種圖形的混合網(wǎng)形。
(3)附和線路和星形網(wǎng)
在GPS高級(jí)網(wǎng)中需進(jìn)一步加密控制點(diǎn)時(shí),可采用附和線路。為保證可靠性和精度,附和線路所包含的邊數(shù)也不能超過一定限制。
星形網(wǎng)的幾何圖形,圖形簡(jiǎn)單,直接觀測(cè)邊之間不構(gòu)成任何閉合圖形,所以檢驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。這種圖形的主要優(yōu)點(diǎn)是觀測(cè)中只需要兩臺(tái)GPS接收機(jī),作業(yè)簡(jiǎn)單。它廣泛地應(yīng)用于工程測(cè)量、邊界測(cè)量、地籍測(cè)量和碎部測(cè)量等方面,定位中采用快速定位的作業(yè)模式。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的測(cè)量方法正被日益發(fā)展的GPS技術(shù)所取代,控制網(wǎng)的布設(shè)方法越來越靈活、簡(jiǎn)單。控制網(wǎng)布設(shè)方法應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的不同用途選擇采用,同時(shí)還要考慮接收機(jī)類型、數(shù)量和經(jīng)費(fèi)、時(shí)間等,這樣才能揚(yáng)長(zhǎng)避短,取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。
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關(guān)鍵詞:GPS RTK村鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)測(cè)繪
Abstract: this paper introduces the types of operation, the GPS RTK operational methods and homework radius (work range), and in the villages and small towns construction surveying and mapping in the role. Expounded in engineering construction GRS RTK topographic map surveying and mapping of the planning before the function and compared with traditional methods of the advantages and disadvantages. In planning after the completion of the project adopt specific before the start of construction drawing the function of the red line lofting, until the final completion figure in surveying and mapping in the role.
Keywords: GPS RTK surveying and mapping town planning and construction
中圖分類號(hào):P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1、GPS RTK
RTK (Real Time Kinematic)定位技術(shù)是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK 作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。目前和未來的發(fā)展有可能逐漸被網(wǎng)絡(luò)RTK替代以有的UHF電臺(tái)模式。
2、GPRS 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)
GSM(Global System for Mobile)是一種使用撥號(hào)方式連接的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式,具有語(yǔ)音通話和數(shù)據(jù)交換的功能,我們平常用的手機(jī)通話就是GSM的語(yǔ)音通話功能,而手機(jī)短信就是GSM的數(shù)據(jù)交換功能。
GPRS 是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱,是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)(是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上疊加的一個(gè)專為高速數(shù)據(jù)通信而設(shè)計(jì)的新的網(wǎng)絡(luò))。GPRS充分利用了現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)的設(shè)備,通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件設(shè)備和軟件升級(jí),形成一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體,手機(jī)通話繼續(xù)使用GSM,而數(shù)據(jù)的傳送便可使用GPRS,由于采用分組的方式傳輸數(shù)據(jù),理論上最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)171.2kbit/s,客戶可以在移動(dòng)狀態(tài)下,在用手機(jī)通話的同時(shí)使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):包括高速電子郵件傳遞(帶有圖形等大型文件附件)、網(wǎng)上沖浪、訪問企業(yè)廣域網(wǎng)等業(yè)務(wù)。
WAP是"Wireless Application Protocol"(無(wú)線應(yīng)用協(xié)議)的英文縮寫,WAP是無(wú)線Internet的標(biāo)準(zhǔn),由多家大廠商合作開發(fā),它定義了一個(gè)分層的、可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu),為無(wú)線Internet提供了全面的解決方案。簡(jiǎn)而言之,WAP是一個(gè)移動(dòng)上網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,就如用PC機(jī)上網(wǎng)的Internet的WEB協(xié)議一樣。
2.1 VRS是虛擬基準(zhǔn)站(Virtual Reference Sta-tions)的英文縮寫,是目前RTK進(jìn)行差分作業(yè)的一種虛擬參考站的技術(shù),即用戶通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送VRS信息, 單機(jī)即可進(jìn)行RTK作業(yè)。VRS正在改善著 RTK 定位的質(zhì)量和距離,增強(qiáng)RTK的可靠性,并減少OTF初始化的時(shí)間。VRS技 術(shù),可以在50Km左右時(shí)使RTK定位平面位置精度為1―2cm,并無(wú)需設(shè)立自己的基準(zhǔn)站。其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u涵蓋陸地測(cè)量、地籍測(cè)量、航空攝影測(cè)量、GIS、設(shè)備控制、電子和煤氣管道、變形監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、水上測(cè)量、環(huán)境應(yīng)用等諸多領(lǐng)域。
目前我國(guó)已建或建成VRS系統(tǒng)的城市:上海、武漢、東莞、天津、北京、成都、重慶、昆明、深圳。
2.2 GSM、GPRS、WAP的區(qū)別
GPRS與GSM系統(tǒng)最根本的區(qū)別是,GSM是一種電路交換系統(tǒng),而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。我們可以將GPRS理解為GSM的一個(gè)更高層次,目前我們所說的中國(guó)移動(dòng)的GSM網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)加載了GSM與GPRS的兩大業(yè)務(wù),只是GPRS更高級(jí)罷了,是中國(guó)移動(dòng)所說的3G產(chǎn)品一個(gè)過渡,相當(dāng)于2。5G。簡(jiǎn)單舉例來說,就是GSM是用來進(jìn)行語(yǔ)音通話的,而GPRS即可以語(yǔ)音通話,還可以視頻通話,更可以用來高速傳輸數(shù)據(jù)。
WAP的中文是無(wú)線應(yīng)用協(xié)議,它與GSM、GPRS屬于不同的范疇,它的目的是將互聯(lián)網(wǎng)的豐富信息及先進(jìn)的業(yè)務(wù)引入到移動(dòng)電話等無(wú)線終端之中。打個(gè)比喻,GPRS和GSM都是馬路,而WAP是在馬路上的汽車。中國(guó)移動(dòng)開通GPRS之后,WAP就行駛在GSM和GPRS兩條馬路上,而行駛在GPRS的馬路上可以提高數(shù)據(jù)傳輸速度。因此,現(xiàn)有WAP上的內(nèi)容一樣可以通過GPRS進(jìn)行瀏覽和應(yīng)用。
綜上所述,現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)RTK的數(shù)據(jù)傳輸方式主要就是GSM與GPRS兩種(CDMA是與GSM相類似的一種數(shù)據(jù)傳輸方式,平常有廠家所說的WAP、VRS等都不是數(shù)據(jù)傳輸方式。
目前,GPRS作為GSM的一種更高形式,相對(duì)原來GSM的撥號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式,GPRS是分組交換技術(shù),具有“實(shí)時(shí)在線”、“按量計(jì)費(fèi)”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點(diǎn)。
3、 GPRS 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在村鎮(zhèn)建設(shè)的應(yīng)用
通過多處實(shí)驗(yàn)證明GPRS RTK 技術(shù)即網(wǎng)絡(luò) RTK 技術(shù)可行可用的。我們單位于2010年7月新增賓得SMART8800雙星GPS 該型號(hào)機(jī)器支持雙星,即 GPS 和GNSS兩套衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)大大提高其定位精度和空間PDOP值大小,提高差分初始化速度。為提高其作業(yè)半徑我采用GPRS網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)方法。
采用GPRS 網(wǎng)絡(luò) RTK的作業(yè)方法使用3張USM卡。每月每張卡提供300M流量以滿足作業(yè)需求。GPRS網(wǎng)絡(luò)RTK的作業(yè)半徑一般平原地區(qū)在50KM-70KM。我單位轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)多數(shù)在這半徑范圍內(nèi)完全可以滿足我們測(cè)繪的需求。
以往的傳統(tǒng)GPS RTK做法是到一個(gè)測(cè)區(qū)架設(shè)一次基準(zhǔn)站。老方法中基準(zhǔn)站的附件比較多,例如:天線、電瓶、電臺(tái)、腳架等,架設(shè)位置如果不是很好還會(huì)影響信號(hào)接收的效果。并且傳統(tǒng)UHF電臺(tái)天線方法分為高低2個(gè)頻段。高頻段工作范圍在平原情況下僅為20KM。
因?yàn)槲覀冏鼍唧w規(guī)劃的地形圖測(cè)繪只要滿足規(guī)劃要求即可。工作性質(zhì)上要求我們不可能一天僅對(duì)一個(gè)小的測(cè)區(qū)進(jìn)行地形測(cè)繪,而是有時(shí)候可能對(duì)3到4個(gè)小的測(cè)區(qū)進(jìn)行地形圖測(cè)繪。如果是在不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)、不同位置對(duì)這三四個(gè)測(cè)區(qū)用傳統(tǒng)的UHF電臺(tái)天線進(jìn)行測(cè)繪的話可能花費(fèi)很多時(shí)間用來架設(shè)基準(zhǔn)站。
采用CORS(連續(xù)參考站技術(shù))做法,將基準(zhǔn)站架設(shè)在單位樓上,設(shè)置成GPRS作業(yè)模式后可以對(duì)以我單位樓頂為圓心50KM為半徑的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)繪。由于東港地區(qū)地形比較平坦沒有什么高山所以信號(hào)的傳播方面沒有太多的影響,在該GPSR基站建立后,在東港地區(qū)周邊范圍50KM的地區(qū)進(jìn)行1:1000的地形圖測(cè)繪、放線、竣工驗(yàn)收,可以更加方便快捷,GPRS 網(wǎng)絡(luò)RTK發(fā)揮了很好的效果。
示例如下:
3-1-1.面積大于1平方公里的地形圖測(cè)繪
項(xiàng)目名稱:山城水庫(kù)地形圖測(cè)繪
山城水庫(kù)坐落于東港市前陽(yáng)鎮(zhèn)長(zhǎng)川村境內(nèi)。該地區(qū)所測(cè)繪地形圖約4平方公里。該地區(qū)距離基準(zhǔn)站15KM。大多數(shù)人會(huì)考慮其由于距離遠(yuǎn)而造成的誤差問題,所以我們對(duì)該地區(qū)首先進(jìn)行控制,該地區(qū)采用國(guó)家80坐標(biāo)系3度帶投影該測(cè)區(qū)控制點(diǎn)是由3個(gè)2級(jí)點(diǎn)以快速靜態(tài)模式發(fā)展下來的。在測(cè)區(qū)范圍我們共計(jì)做了4個(gè)已知控制點(diǎn)每日測(cè)圖都對(duì)這幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢查后進(jìn)行測(cè)圖。用多點(diǎn)校驗(yàn)的方法確保其滿足1:1000地形圖測(cè)繪的需求。工作日12天。對(duì)該地區(qū)的地形包括水庫(kù)水岸線范圍進(jìn)行測(cè)繪平均日工作8小時(shí)平均日工作量為0.3平方公里若按圖幅計(jì)算平均一日1幅圖。其中由于GPS信號(hào)原因林區(qū)的測(cè)繪速度會(huì)很低不過在樹葉稀少的地方依然可以進(jìn)行測(cè)繪。
方便簡(jiǎn)潔的作業(yè)模式,簡(jiǎn)單易學(xué)的操作方法。提高了我們的工作的效率,如用傳統(tǒng)方法或者是全站儀測(cè)圖來做則需要更長(zhǎng)的時(shí)間來做。
3-1-2.面積大于1平方公里的帶狀地形圖
項(xiàng)目名稱:G201 及G201 至濱海公路帶狀地形圖
G201東港市長(zhǎng)山鎮(zhèn)至東港市北井子鎮(zhèn)之間G201拓寬規(guī)劃用圖測(cè)繪。該地形圖采用獨(dú)立坐標(biāo)系,1.5度帶投影,比例尺1:1000。其線狀帶寬200米即中線左右各100米以滿足規(guī)劃的需求。路線長(zhǎng)約40公里約8平方公里的地形圖。其中G201兩側(cè)帶狀地形圖周圍房區(qū)較多,對(duì)于GPS來說房區(qū)是GPS的弱點(diǎn)。因此我們采用的是雙星GPS加上網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)模式在保證精度要求的條件下我們將GPS桿升高到3.5M的位置以提高信號(hào)初始化的速度。超過房屋檐頭避免信號(hào)的遮擋并且能準(zhǔn)確的測(cè)量出房屋角的位置及關(guān)系。有時(shí)采用GPS鋼尺配合作業(yè)對(duì)于4點(diǎn)房屋進(jìn)行量寬。
同時(shí)采用編碼法對(duì)相應(yīng)地物進(jìn)行編輯節(jié)省了繪制草圖和記憶點(diǎn)號(hào)的時(shí)間。因?yàn)椴捎玫木幋a均為漢字,通俗易懂地反映了現(xiàn)場(chǎng)的地形要素。傳統(tǒng)方法與GPS結(jié)合體現(xiàn)出測(cè)繪的嚴(yán)謹(jǐn)。
3-1-3.線路工程施工放線
項(xiàng)目名稱:北井子鎮(zhèn) 椅圈鎮(zhèn)6萬(wàn)6KV 輸電線路
北井子鎮(zhèn)距基站距離21公里(直線距離)車行距離30公里。信號(hào)良好。線路長(zhǎng)3公里。該線路穿越地區(qū)大多是稻田,不過距離21公里的信號(hào)較長(zhǎng),我們使用1+2的GPS,對(duì)兩個(gè)移動(dòng)站進(jìn)行不同的配置:一個(gè)是GPRS模式的移動(dòng)站,一個(gè)是傳統(tǒng)的UHF移動(dòng)站。如采用傳統(tǒng)方法,在到21公里處UHF移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)完全丟失了單點(diǎn)解狀態(tài)。而采用GPRS模式的移動(dòng)站則是固定解數(shù)據(jù)連2.0 PDOP 2.3可見衛(wèi)星14顆 公用衛(wèi)星12顆。說到衛(wèi)星有人會(huì)問為什么我說到我收到了12顆共同衛(wèi)星(正常的GPS衛(wèi)星最多可看到的為11顆)。這就是雙星GPS的特別指出其能同時(shí)接受美國(guó)GPS衛(wèi)星的信號(hào)也能接受GNSS俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星信號(hào)。原來使用傳統(tǒng)GPS效果很差,是因?yàn)橛袝r(shí)間段的問題雖然雙星也有不過比較看強(qiáng)了很多也正是因?yàn)檫@個(gè)原因。
椅圈鎮(zhèn)距離基準(zhǔn)站40公里信號(hào)正常,不過反映遲緩了。由于距離的延續(xù)其距離是上述地區(qū)的2倍但依然可以收到固定解。如何保證精度依然是在測(cè)區(qū)校正點(diǎn)。所以我的基站用遠(yuǎn)是屬于架設(shè)在未知點(diǎn)上。如果考慮聯(lián)測(cè)的話有大網(wǎng)可以對(duì)下面鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行控制的話可以提高我們的工作效率。方便檢查校對(duì),對(duì)工程負(fù)責(zé)。方便自身工作。
3-1-4.跨海工程放線測(cè)圖中GPS RTK的應(yīng)用
項(xiàng)目名稱:北井子鎮(zhèn)獐島村小學(xué)項(xiàng)目
該測(cè)區(qū)位于北井子鎮(zhèn)獐島村獐島,就是對(duì)外宣稱萬(wàn)里海疆的第一島,該島位于黃海據(jù)基準(zhǔn)站距離15公里。因?yàn)樵谌モ瘝u之前對(duì)北井子鎮(zhèn)進(jìn)行多次測(cè)繪放線所以該地區(qū)成為放心完成的實(shí)驗(yàn)地區(qū),所以在北井子鎮(zhèn)內(nèi)點(diǎn)校正后對(duì)獐島內(nèi)部小學(xué)進(jìn)行放線工作。之前對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行檢查后再進(jìn)行的放線,在去獐島之前的時(shí)候還沒底的不曉得是否可以,后來事實(shí)證明可以。
項(xiàng)目名稱:鹿島地形圖測(cè)繪
對(duì)鹿島地形圖進(jìn)行補(bǔ)測(cè),由于鹿島面積比獐島的面積大所以需要做控制 。在島內(nèi)進(jìn)行測(cè)圖工作如果基準(zhǔn)站放在單位樓上的情況充電等問題很難解決,因此我將基準(zhǔn)站設(shè)置在鹿島山上,然后回到大孤山進(jìn)行點(diǎn)校驗(yàn)工作,然后在島內(nèi)分布了6個(gè)也就是3對(duì)控制點(diǎn),分別對(duì)島北側(cè)、南側(cè)和中間進(jìn)行控制。將點(diǎn)引入后方便檢查后進(jìn)行測(cè)量。
GPS擺脫傳統(tǒng)方法,無(wú)需通視,更方便了跨江跨河跨海工程控制網(wǎng)的組建工作。
3-1-5.住宅小區(qū)及廠房放線中GPS RTK的應(yīng)用
項(xiàng)目名稱:前陽(yáng)鎮(zhèn)泰陽(yáng)佳城小區(qū) 前陽(yáng)鎮(zhèn)陽(yáng)光新城前陽(yáng)鎮(zhèn)合馨園小區(qū)
泰陽(yáng)佳城小區(qū)1期14棟建筑,合計(jì)建筑面積6萬(wàn)多平方米。大約所需放樣點(diǎn)位30余個(gè)。傳統(tǒng)方法全站儀,首先是控制然后將各個(gè)點(diǎn)輸入全站儀后對(duì)其進(jìn)行坐標(biāo)放樣。而我使用GPS RTK時(shí)是將DWG格式圖上的點(diǎn)通過CASS提取出來經(jīng)過以點(diǎn)號(hào),X,Y,H 為順序的CSV格式文件直接導(dǎo)入PDA中,避免了輸入過程中按錯(cuò)讀錯(cuò)而導(dǎo)致的線位偏移。
項(xiàng)目名稱:前陽(yáng)鎮(zhèn) 前陽(yáng)村海珠煤業(yè)科技發(fā)展有限公司新建廠房
項(xiàng)目名稱:前陽(yáng)鎮(zhèn) 榆樹村萬(wàn)順汽車裝配有限公司廠房、辦公樓
上述2個(gè)廠區(qū)均為新建大型廠區(qū) ,廠區(qū)面積都比較大。雖然海珠煤業(yè)是用全站儀進(jìn)行放線的不過我在這里提到了因?yàn)轵?yàn)線和竣工時(shí)候我們使用的GPS。萬(wàn)順汽車裝配有限公司廠房辦公樓是完全依照?qǐng)D上坐標(biāo)進(jìn)行放線落成的。
項(xiàng)目名稱 :孤山鎮(zhèn)宮屯村居民點(diǎn)地界放線
孤山鎮(zhèn)宮屯村位于基站直線距離55公里處信號(hào)正常,不過初始化速度緩慢大約2分鐘左右。同樣我在孤山鎮(zhèn)內(nèi)校正點(diǎn)后對(duì)該地區(qū)進(jìn)行放樣此時(shí)基準(zhǔn)站設(shè)置在55公里外的單位樓上。
項(xiàng)目名稱:十字街鎮(zhèn)垃圾填埋場(chǎng)項(xiàng)目
該測(cè)區(qū)位于東港市十字街鎮(zhèn)赤榆村,地形山地同樣基站位于樓上依然對(duì)該地區(qū)進(jìn)行放線工作。放線的原則是放完后再采集回去落到圖上。該測(cè)區(qū)離基準(zhǔn)站距離15公里。
第四部分.總結(jié)
在村鎮(zhèn)建設(shè)中GPSRTK 起到了關(guān)鍵的作用,雖然它僅僅是一工具不過其真正的提高了效率。方便了我們的具體測(cè)繪工作,讓測(cè)繪也變成了及時(shí)性的工作。一個(gè)項(xiàng)目從最開始的地形圖測(cè)繪,到后來的放線、開槽驗(yàn)線、竣工??梢载灤┝苏麄€(gè)在我們村鎮(zhèn)建設(shè)測(cè)繪方面(具體對(duì)于規(guī)劃)的大部分工作。使用GPRS技術(shù),解決了測(cè)區(qū)散 、測(cè)區(qū)大、測(cè)區(qū)不通視的難題。 有了GPRS 我們不怕沒有密林的山脈。只要有通信網(wǎng)絡(luò)有GPS信號(hào)兩者同時(shí)存在我們的狀態(tài)“固定的”。測(cè)繪房區(qū)我們的信號(hào)不再是“浮動(dòng)的”。也不用害怕超過20公里信號(hào)是“單點(diǎn)的”。
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關(guān)鍵詞GPS技術(shù);地籍測(cè)繪;測(cè)繪工程;應(yīng)用
Abstract: In the cadastral surveying and mapping, GPS technology and dynamic RTK technology, scientific and accuracy can improve cadastral surveying and mapping operation to a large extent, and now the technology has been gradually mature, widely used. This paper will discuss in this part, a detailed analysis of the application of GPS technology in the surveying and mapping the, from its characteristic, carries on the elaboration to the specific application process, progress and promote the development of this technology is better, a positive contribution to the cadastral surveying and mapping work.
Key words: GPS technology; cadastral surveying and mapping surveying and mapping engineering; application;
中圖分類號(hào):P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)
引言
GPS技術(shù)即全球衛(wèi)星定位技術(shù),其基本的原理,是以衛(wèi)星為主要的控制點(diǎn),在掌握了瞬時(shí)坐標(biāo)的前提條件之下,觀察GPS衛(wèi)星和接收機(jī)天線之間的距離,并且以此來進(jìn)行相關(guān)的空間距離后方交會(huì),進(jìn)而準(zhǔn)確的定位出使用者的接收機(jī)所處的絕對(duì)位置以及相對(duì)位置。GPS技術(shù)主要的特點(diǎn),就是在測(cè)站之間不需要進(jìn)行通視,觀測(cè)的時(shí)間極端并且準(zhǔn)確度極高,靜態(tài)的定位時(shí)間只需要上十分鐘,動(dòng)態(tài)的定位則僅僅需要一分鐘左右。GPS定位技術(shù)和傳統(tǒng)的儀器相比較而言,自動(dòng)化的程度更高,同時(shí),其還可以全天候的進(jìn)行作業(yè)。在地籍測(cè)繪當(dāng)中,很好的運(yùn)用GPS技術(shù),將可以大大的提升工作的質(zhì)量和工作效率,并且,GPS技術(shù)在地籍控制測(cè)繪、土地測(cè)量以及土地勘定界當(dāng)中,都有著廣泛的運(yùn)用,文章將針對(duì)這一方面進(jìn)行詳細(xì)的分析,力求幫助此項(xiàng)技術(shù)得到更加廣泛的發(fā)展。
1.GPS技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)
GPS技術(shù)在地籍測(cè)繪應(yīng)用當(dāng)中的主要優(yōu)點(diǎn),有三個(gè)方面,即運(yùn)行的效率較高、應(yīng)用的范圍比較廣以及誤差小等。
(1)運(yùn)行效率高。在沒有復(fù)雜地形的情形之下,完成測(cè)繪當(dāng)中的半徑為5Km區(qū)域相關(guān)測(cè)定,只需要進(jìn)行一次設(shè)站,就可以完成操作,和傳統(tǒng)的測(cè)繪方法相比較,其大大降低了勞動(dòng)的強(qiáng)度,同時(shí)工作速度和工作效率更高,也節(jié)省了外業(yè)的相關(guān)費(fèi)用。
(2)應(yīng)用范圍廣。在地籍測(cè)繪當(dāng)中,進(jìn)行GPS測(cè)量之時(shí),可以很好的降低對(duì)于控制點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)選取的需求,因?yàn)樵谄鋬烧咧g,可以不需要進(jìn)行通視,同時(shí),PPS網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),也和GPS網(wǎng)精度的要求關(guān)系不大,所以,其速度較快并且布點(diǎn)靈活的特點(diǎn),可以進(jìn)行全天候的作業(yè),不受到外部環(huán)境的影響。
(3)誤差小。地籍的調(diào)查,當(dāng)中也包含有地籍的細(xì)部測(cè)量,這樣的操作,可以有效的減少被調(diào)查區(qū)域之內(nèi)的數(shù)據(jù)誤差,同時(shí),在香港的規(guī)程之中,對(duì)于外界的址點(diǎn)誤差有著比較明確的規(guī)定,而GPS技術(shù),則可以很好的滿足地籍測(cè)繪當(dāng)中此方面的需求。
2.GPS技術(shù)在地籍測(cè)繪當(dāng)中的應(yīng)用
根據(jù)上文的詳細(xì)闡述和分析,可以對(duì)GPS技術(shù)在地籍測(cè)繪當(dāng)中的具體應(yīng)用有著詳細(xì)的了解和掌握,接下來,將針對(duì)其在地籍測(cè)繪當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用,進(jìn)行深入細(xì)致的分析和探究,力求使技術(shù)的應(yīng)用可以更上一步臺(tái)階。
2.1 GPS技術(shù)在地籍控制測(cè)繪之中的應(yīng)用
應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的地籍控制測(cè)繪,不需要進(jìn)行兩點(diǎn)之間的通視,所以,在實(shí)際的操作當(dāng)中,只需要選取和GPS點(diǎn)相互符合的控制點(diǎn),沒有要求在估算的精度比較低的時(shí)候,必須要進(jìn)行常規(guī)三角網(wǎng)以及增設(shè)起始邊等測(cè)量,操作起來也較為便捷,準(zhǔn)確度較高。
2.1.1地籍控制網(wǎng)
在進(jìn)行相關(guān)的地籍測(cè)繪操作之前,需要針對(duì)全測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)量,以此來為數(shù)據(jù)的采集以及地籍圖件做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作。地籍的控制精度測(cè)量,需要以實(shí)際額度地籍圖以及視界址點(diǎn)的精度為主要的依據(jù),同時(shí),不能夠超過相關(guān)規(guī)定當(dāng)中的測(cè)量精度誤差需求。而在地籍測(cè)繪控制的相關(guān)測(cè)量工作當(dāng)中,主要的內(nèi)容則包含有地籍的控制測(cè)量以及基本的控制測(cè)量。每種測(cè)量,都可以針對(duì)側(cè)邊網(wǎng)、GPS網(wǎng)以及三角網(wǎng)等進(jìn)行相關(guān)的設(shè)定,以滿足等級(jí)設(shè)置的要求。
2.1.2建立相關(guān)的地籍控制網(wǎng)
在地籍測(cè)繪控制測(cè)量之中,根據(jù)設(shè)定的基地地籍圖件,來對(duì)基本的控制點(diǎn)以及圖根控制點(diǎn)等進(jìn)行測(cè)量,是操作當(dāng)中的重點(diǎn)內(nèi)容。而在GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,需要主要三個(gè)方面的要素,即方向、位置以及尺度,很好的對(duì)其進(jìn)行把控,將對(duì)實(shí)際的測(cè)繪工作起到關(guān)鍵性的作用和意義。同時(shí),GPS網(wǎng)的選點(diǎn),需要進(jìn)行對(duì)空的通視,目的,是為了更好的讓電磁波傳遞不受到相應(yīng)的影響,以求更加準(zhǔn)確的定位和相關(guān)的測(cè)繪操作。但是,并不需要任意兩點(diǎn)之間都可以進(jìn)行通視,在實(shí)踐當(dāng)中,僅僅需要一個(gè)點(diǎn)至少有兩個(gè)方向,可以進(jìn)行通視即可,而某些較為特殊的點(diǎn),則只需要其有一個(gè)同時(shí)的方向就足夠了。此外,在相關(guān)的測(cè)繪操作之中,還需要注意設(shè)點(diǎn),其務(wù)必要遠(yuǎn)離有相關(guān)信號(hào)干擾的地點(diǎn),例如雷達(dá)以及電視塔等地區(qū),以免造成數(shù)據(jù)測(cè)量誤差。
2.1.3數(shù)據(jù)的處理
對(duì)于觀測(cè)得出的數(shù)據(jù),需要進(jìn)行相關(guān)的后期處理,在計(jì)算觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均差之時(shí),可以將得出的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù),作為其計(jì)算的基礎(chǔ)和依據(jù),來進(jìn)行操作。
2.2 GPS技術(shù)在土地測(cè)量之中的應(yīng)用
GPS技術(shù)在土地的測(cè)量當(dāng)中,也有著非常廣泛的運(yùn)用,由于使用GPS技術(shù),不需要進(jìn)行通視,所以,在控制點(diǎn)的選取范圍這一方面可以更加的廣泛,網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),也對(duì)測(cè)量的精度影響比較小。根據(jù)我國(guó)頒布的相關(guān)規(guī)定,利用地籍的平面控制,可以使用GPS布設(shè)多個(gè)等級(jí)的等邊三角網(wǎng),同時(shí),也可以布置邊角網(wǎng)以及三邊網(wǎng),其一級(jí)和二級(jí)的導(dǎo)線網(wǎng)、和等級(jí)相互對(duì)應(yīng)的GPS網(wǎng),還可以在實(shí)際的操作之中,根據(jù)測(cè)量地區(qū)的實(shí)際規(guī)模,來進(jìn)行具體的選擇,針對(duì)各個(gè)等級(jí)的平面控制點(diǎn),來作為首級(jí)的控制。
2.3 GPS技術(shù)在土地勘測(cè)定界之中的應(yīng)用
經(jīng)過嚴(yán)格的審查,并且確認(rèn)合格的勘測(cè)定界點(diǎn),作為進(jìn)行相關(guān)土地登記辦理以及地籍調(diào)查的依據(jù),可以有著非常重要的應(yīng)用。而在勘測(cè)定界之時(shí),按照規(guī)程當(dāng)中針對(duì)土地整理以及征用精度等相關(guān)方面的詳細(xì)規(guī)定,可以進(jìn)行實(shí)際的操作。在進(jìn)行勘測(cè)定界的初期,由于其用地的常規(guī)測(cè)量?jī)x器精度和測(cè)量的范圍都比較小,又容易受到外部環(huán)境的干擾,所以自動(dòng)化的程度不高,勞動(dòng)的強(qiáng)度也較大。運(yùn)用GPS相關(guān)技術(shù),可以很好的改進(jìn)這一方面的難題,提升勘測(cè)界定的效率以及精準(zhǔn)度,保證其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.4 GPS技術(shù)在地籍細(xì)部測(cè)量之中的應(yīng)用
地籍的細(xì)部測(cè)量,是地籍調(diào)查之中的重點(diǎn)內(nèi)容。運(yùn)用地籍平面的控制測(cè)量數(shù)據(jù),為其主要的依據(jù)和基礎(chǔ),同時(shí),在界址點(diǎn)之間的誤差,保證在5cm以內(nèi),而針對(duì)一些較為隱蔽的界址點(diǎn)誤差,要控制在10cm之內(nèi),運(yùn)用GPS相關(guān)技術(shù)來進(jìn)行地籍細(xì)部的測(cè)量,可以更加充分的保證測(cè)量的精準(zhǔn)度,同時(shí),不需要進(jìn)行頻繁的通視和換站。所以,起與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比較而言,不僅有著更加精準(zhǔn)的測(cè)量效果,同時(shí),還有著實(shí)時(shí)的特點(diǎn),測(cè)量的效率也可以大大提升。
3.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,根據(jù)對(duì)GPS技術(shù)在地籍測(cè)繪當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的探究和分析,并且針對(duì)GPS技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,力求幫助此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的操作和應(yīng)用當(dāng)中得到更加廣泛的運(yùn)用和發(fā)展,同時(shí),也為有效的提升地籍測(cè)繪工作的精準(zhǔn)度、測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)量和工作的效率等,作出積極的貢獻(xiàn),以求相關(guān)的工作可以更上一步臺(tái)階。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵字]GPS InSAR 3S 系統(tǒng)集成 變形監(jiān)測(cè)
[中圖分類號(hào)] P228.4 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-3-298-2
1 GPS與InSAR技術(shù)
1.1 GPS與InSAR技術(shù)簡(jiǎn)介
GPS利用多顆衛(wèi)星組成的空間衛(wèi)星星座對(duì)地面點(diǎn)進(jìn)行距離測(cè)量,然后通過空間后方交會(huì)理論來確定地面點(diǎn)的位置,具有全天候、高精度、自動(dòng)化觀測(cè)以及高效益等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)或變形監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域。而InSAR是合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量的簡(jiǎn)稱,使用衛(wèi)星或飛機(jī)等飛行平臺(tái)搭載的合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng),通過單軌模式或重復(fù)軌道模式,獲取地面同一景觀的復(fù)圖像對(duì),通過影像數(shù)據(jù)處理和幾何轉(zhuǎn)換等來提取目標(biāo)區(qū)域的三維信息,它具有覆蓋面積大、空間分辨率高、快速實(shí)時(shí)的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于獲取地面DEM、地面變形監(jiān)測(cè)等方面。
但GPS與InSAR技術(shù)各具優(yōu)點(diǎn)也各有一定的局限性:GPS受到接收機(jī)數(shù)量限制,在空間域的分辨率較低。而InSAR由于雷達(dá)衛(wèi)星有固定的運(yùn)行周期,難以滿足在時(shí)間域的分辨率,且數(shù)據(jù)質(zhì)量還受到大氣層延遲、衛(wèi)星軌道誤差和時(shí)間去相關(guān)性等因素影響,易導(dǎo)致InSAR圖像解釋錯(cuò)誤。
1.2 GPS與InSAR各自特點(diǎn)的對(duì)比
從上表可以看出,兩種對(duì)地觀測(cè)技術(shù)具有很好的互補(bǔ)性,GPS與InSAR兩種方法的結(jié)合,能夠在空間域和時(shí)間域同時(shí)提升地表形變監(jiān)測(cè)的能力:
(1)在空間范圍上,GPS的監(jiān)測(cè)范圍僅僅局限于一定區(qū)域,而利用InSAR可以監(jiān)測(cè)大范圍的變形,能得到地表整體連續(xù)的變化趨勢(shì);
(2)GPS采集數(shù)據(jù)為點(diǎn)位式數(shù)據(jù),屬于空間上的離散數(shù)據(jù),不足以滿足高空間分辨率形變監(jiān)測(cè)的需求,InSAR提供的是圖像信息,其空間分辨率可以達(dá)到較高的精度,提供的是整個(gè)區(qū)域面上的連續(xù)信息。
(3)在時(shí)間分辨率上,InSAR數(shù)據(jù)主要來源于星載SAR,雷達(dá)衛(wèi)星運(yùn)行的重復(fù)周期需要很多天,很難提供足夠的時(shí)間分辨率;GPS可以在很短的時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)采集數(shù)據(jù),能提供時(shí)間分辨率很高的觀測(cè)數(shù)據(jù)。
(4)GPS獲得的是高精度的絕對(duì)坐標(biāo),而InSAR僅提供相對(duì)坐標(biāo);
(5)InSAR對(duì)于大氣參數(shù)的變化、衛(wèi)星軌道參數(shù)誤差和地表覆蓋的變化非常敏感,干涉像對(duì)空間基線和時(shí)間基線受一定限制;而GPS技術(shù)可以提供對(duì)流層延遲和電離層延遲信息,這是校正InSAR數(shù)據(jù)誤差的重要依據(jù)。
從以上對(duì)比可以看出,GPS與InSAR集成既可以改正InSAR數(shù)據(jù)本身難以消除的誤差,又可以實(shí)現(xiàn)GPS技術(shù)高時(shí)間分辨率、高平面位置精度與InSAR技術(shù)高空間分辨率、高垂直變形精度的有效統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)GPS與InSAR的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
2 GPS與InSAR的集成
目前,GPS與InSAR的集成已成為一個(gè)新的發(fā)展方向。將二者集成,以突破單一技術(shù)應(yīng)用的局限,發(fā)揮其各自優(yōu)勢(shì),大幅度提高空間域和時(shí)間域的分辨能力。
GPS與InSAR合成一般通過雙內(nèi)插雙估計(jì)(DIDP)方法實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)步驟如下:
(1)由GPS導(dǎo)出大氣傳輸誤差改正,估算出大氣中水蒸氣沉淀量和電離層延遲改正;
(2)利用GPS定位結(jié)果作為約束條件對(duì)雷達(dá)衛(wèi)星軌道誤差進(jìn)行修正。在地面GPS接收機(jī)位置同步放置一種叫“角反射器”的裝置,當(dāng)遙感雷達(dá)覆蓋這些GPS控制點(diǎn)并成像時(shí),會(huì)在相應(yīng)雷達(dá)圖像上產(chǎn)生標(biāo)志這些GPS控制點(diǎn)位置的亮點(diǎn),利用這些GPS控制點(diǎn)計(jì)算出相應(yīng)參數(shù)可以對(duì)雷達(dá)衛(wèi)星軌道進(jìn)行三維精確糾正。
(3)基于GPS糾正的InSAR圖像。首先利用已經(jīng)校正的InSAR數(shù)據(jù)通過空間域內(nèi)插對(duì)GPS進(jìn)行格網(wǎng)加密,再通過高時(shí)間頻率GPS數(shù)據(jù)在時(shí)間域上對(duì)上述已加密過的格網(wǎng)再行內(nèi)插和加密,最后在雙內(nèi)插的基礎(chǔ)上,利用卡爾曼濾波對(duì)格網(wǎng)中的所有點(diǎn)進(jìn)行估計(jì),最終得到所有點(diǎn)的形變量及趨勢(shì)。
3 GPS與InSAR集成與“3S”集成
InSAR屬于遙感范疇,GPS與InSAR集成即GPS與RS的集成,屬于“3S”集成中的一個(gè)方向?!?S”集成主要包括GPS與GIS的集成、RS與GIS的集成、GPS與RS的集成以及GPS、GIS、RS三者的集成。在“3S”集成技術(shù)中,3個(gè)“S”之間形成“一個(gè)大腦,兩只眼睛”的框架:GIS主要作用是存儲(chǔ)、處理、分析、管理與應(yīng)用地理信息數(shù)據(jù),扮演“大腦”的角色。GPS和RS則分別具有高精度地獲取點(diǎn)位數(shù)據(jù)的作用和快速獲取大面積影像信息的作用,共同扮演兩個(gè)“眼睛”的角色。
在這個(gè)由3個(gè)“S”構(gòu)成的三角形中,在完善“3S”間兩兩集成的同時(shí)也為GIS、GPS和RS三個(gè)的集成奠定基礎(chǔ)。
4 GIS+GPS+InSAR集成平臺(tái)在滑坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
GIS作為集成平臺(tái),在滑坡的監(jiān)測(cè)過程中,一方面可以有機(jī)地管理各類數(shù)據(jù),包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù)據(jù),災(zāi)害損失數(shù)據(jù),滑坡監(jiān)測(cè)的GPS數(shù)據(jù)、InSAR數(shù)據(jù)等監(jiān)測(cè)資料;另一方面可以作為基本的滑坡數(shù)據(jù)綜合分析平臺(tái),在GIS技術(shù)支撐下,完成滑坡監(jiān)測(cè)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)劃分,以及滑坡災(zāi)害的分析評(píng)價(jià)等,輔助用戶理解分析滑坡的形成機(jī)制和誘因以及輔助滑坡防治措施的制定。另外在沉降監(jiān)測(cè)方面,通過GIS比較分析不同時(shí)期InSAR地面沉降圖演變情況,同時(shí)結(jié)合研究區(qū)域的自然地理情況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況、區(qū)域地質(zhì)情況甚至密切跟蹤某個(gè)區(qū)域地下開況,可以對(duì)研究區(qū)域沉降變化產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行分析和探 究。
5 結(jié)論及研究方向
利用GPS和InSAR各自特點(diǎn)的互補(bǔ)性,充分發(fā)揮二者各自的優(yōu)勢(shì),既能提高地表形變監(jiān)測(cè)的時(shí)效性,又能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)大范圍的地表形變情況,即大大提高時(shí)間分辨率和空間分辨率,對(duì)豐富和完善InSAR數(shù)據(jù)處理理論,提高監(jiān)測(cè)精度與可靠性具有十分重要的科學(xué)理論意義。同時(shí),GPS與InSAR集成技術(shù)也將會(huì)在城市地面沉降、資源開采過程中引起的地表沉降以及山體滑坡等引起的細(xì)微持續(xù)的地表位移的監(jiān)測(cè)中發(fā)揮作用。但是,要實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)數(shù)據(jù)的完全融合,還應(yīng)該進(jìn)一步在以下幾個(gè)方面進(jìn)行具體的探索和研究:①利用GPS數(shù)據(jù)改善InSAR相位解纏算法:研究將GPS測(cè)得的角反射器的精確三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成絕對(duì)相位值的算法;利用GPS測(cè)得的絕對(duì)相位值來選取最優(yōu)積分路徑和改善最小二乘算法;②利用GPS與InSAR數(shù)據(jù)融合建立水蒸氣模型和大氣層延遲誤差改正模型:采用GPS獲得高精度和高時(shí)間分辨率的離散大氣參數(shù),建立水蒸氣模型和對(duì)流層延遲誤差改正模型,同時(shí)利用InSAR高空間分辨率數(shù)據(jù)通過空間插值算法獲得高精度大氣參數(shù)空間分布,從而最終對(duì)InSAR成果逐像元地進(jìn)行校正;③探討GPS與InSAR數(shù)據(jù)在時(shí)間域與空間域的融合模型和算法:根據(jù)GPS觀測(cè)形變的連續(xù)數(shù)據(jù)建立以時(shí)間為軸的動(dòng)態(tài)模型,與GPS和InSAR數(shù)據(jù)聯(lián)合處理得到的形變場(chǎng),采用適當(dāng)?shù)牟逯倒烙?jì)算法得到InSAR圖像逐像元的時(shí)變數(shù)據(jù);同時(shí),推導(dǎo)GPS與InSAR數(shù)據(jù)融合模型的精度評(píng)定公式,研究數(shù)據(jù)融合的實(shí)際效果等。隨著GPS與InSAR數(shù)據(jù)融合理論、方法的不斷完善,利用GPS與InSAR集成技術(shù)監(jiān)測(cè)地表形變必將具有更加廣闊的應(yīng)用前景。
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有數(shù)據(jù)顯示,歐盟國(guó)家和日本的車載GPS普及率分別達(dá)到73%和76%,而我國(guó)的車載GPS普及率不到10%,國(guó)內(nèi)GPS市場(chǎng)存在巨大潛力。目前,國(guó)內(nèi)GPS品牌已經(jīng)達(dá)到一百多個(gè),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。受金融危機(jī)引起的汽車銷量下滑影響,未來國(guó)內(nèi)導(dǎo)航市場(chǎng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)將趨于緩慢,但是相比國(guó)際市場(chǎng)而言,還會(huì)保持相對(duì)增長(zhǎng)。
技術(shù)焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向融合
“目前,GPS產(chǎn)品在導(dǎo)航技術(shù)方面的差距已經(jīng)日趨縮小,未來GPS產(chǎn)業(yè)的亮點(diǎn)將集中在新技術(shù)的融合與應(yīng)用方面?!比涨?,北京紐曼理想數(shù)碼科技有限公司副總裁劉朝貴在接受記者專訪時(shí)表示,隨著3C融合的加快,GPS和其他產(chǎn)品技術(shù)的融合也逐漸加快,未來的GPS技術(shù)將呈現(xiàn)兩大趨勢(shì)。“首先是移動(dòng)測(cè)速系統(tǒng)與GPS產(chǎn)品的整合,以前的移動(dòng)測(cè)速裝置必須要獨(dú)立安裝在車頭部位,現(xiàn)在通過技術(shù)的改進(jìn),可以做得更小巧,將其整合進(jìn)車載GPS,這一新技術(shù)的發(fā)展將為GPS帶來更多實(shí)用價(jià)值?!?劉朝貴指出。
GPS產(chǎn)品的另一技術(shù)亮點(diǎn)是與CMMB(中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播)的進(jìn)一步整合?!白?008年CMMB投入測(cè)試以來,取得了良好的反響,目前不少搭載CMMB功能的GPS產(chǎn)品已經(jīng)投入市場(chǎng)。預(yù)計(jì)2009年五一前后,CMMB網(wǎng)絡(luò)將覆蓋全國(guó)140個(gè)城市,CMMB與GPS技術(shù)的結(jié)合將為GPS帶來更多發(fā)展機(jī)會(huì)。未來,除了能夠通過GPS內(nèi)置的數(shù)字電視接收系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀看電視節(jié)目外, CMMB技術(shù)還將有可能與智能交通整合,通過實(shí)時(shí)的電視畫面轉(zhuǎn)播交通擁堵情況?!眲⒊F說。除此之外,GPS在對(duì)播放格式的支持方面也將得到很大提升,未來GPS將能夠支持更多播放格式,在車載娛樂方面取得新的突破。
融合凸顯本地優(yōu)勢(shì)
目前,在國(guó)內(nèi)GPS市場(chǎng),國(guó)外品牌在品牌認(rèn)知度和工藝等方面具有一定的優(yōu)勢(shì),但劉朝貴認(rèn)為,相對(duì)來說,本土品牌在個(gè)性化功能融合及對(duì)產(chǎn)品價(jià)格的控制方面相比國(guó)外品牌反應(yīng)速度更快,有著顯著的優(yōu)勢(shì)?!袄缭趯?duì)CMMB的支持方面,本土GPS企業(yè)的反應(yīng)速度顯然更勝一籌。目前新科支持CMMB的GPS已經(jīng)上市,紐曼4.3英寸、5英寸、7英寸GPS產(chǎn)品也已經(jīng)陸續(xù)支持CMMB,而大多數(shù)國(guó)外品牌對(duì)此技術(shù)的支持至少要滯后半年到一年。”劉朝貴指出。
除此之外,為了更好地支持個(gè)性化服務(wù)和技術(shù)融合,解決使用不同地圖廠商數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接口等問題,目前國(guó)內(nèi)GPS品牌也開始培養(yǎng)自己的本地化地圖引擎隊(duì)伍。目前紐曼和新科都有自己的地圖引擎隊(duì)伍,無(wú)論和哪家地圖廠商合作,都能夠?qū)PS產(chǎn)品地圖進(jìn)行良好的升級(jí)支持。同時(shí),還可以通過車友反饋的數(shù)據(jù)對(duì)地圖進(jìn)行校準(zhǔn),并進(jìn)行一些小批量簡(jiǎn)單的個(gè)定制?!袄?,神龍富康曾經(jīng)定制過一批內(nèi)置神龍富康全國(guó)4S店地址的GPS產(chǎn)品,如果通過地圖廠商進(jìn)行數(shù)據(jù)修改成本會(huì)很高,由廠商自己的地圖引擎隊(duì)伍進(jìn)行修改則大幅度節(jié)約了成本?!?劉朝貴說。
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【關(guān)鍵詞】地籍測(cè)量;GPS技術(shù)
中圖分類號(hào):P271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
Abstract: Cadastral in social work plays a positive role, but it is also the basis of land management, and establishing a set of scientific and reasonable management system takes on the terrain, cadastral data collection and sorting. At the same time, keep up with the rapid development of GPS positioning technology, most of the cadastral surveying and mapping work using GPS Gaoke technology.
Key words: Cadastral survey;GPS Technology
前言
近年來,隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,地籍測(cè)量技術(shù)也得到了大幅度提高。本文以GPS地籍測(cè)繪為研究對(duì)象,介紹了地籍測(cè)繪的精度要求,而后詳細(xì)探討了GPS地籍測(cè)量的相關(guān)問題。
一、GPS技術(shù)定位的內(nèi)在原理
GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為己知的起算數(shù)據(jù),采用空間距離后方交會(huì)的方法,確定待測(cè)點(diǎn)的位置。如圖1所示,假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收機(jī),可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間t,再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其他數(shù)據(jù)可以確定以下4個(gè)方程式:
圖1
由以上4個(gè)方程即可解算出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)x,y ,z 和接收機(jī)的鐘差。
二、GPS在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用
GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的迅速發(fā)展,給測(cè)繪工作帶來了革命性的變化,也給地籍測(cè)量工作,特別是地籍控制測(cè)量工作帶來了巨大的影響。應(yīng)用GPS進(jìn)行地籍控制測(cè)量,點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求互相通視,這樣避免了常規(guī)地藉測(cè)量控制時(shí),控制點(diǎn)位選取的局限條件,并且布設(shè)成GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)GPS網(wǎng)精度的影響也甚小。由于GPS技術(shù)具有布點(diǎn)靈活、全天候觀測(cè)、觀測(cè)及計(jì)算速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn),使GPS技術(shù)在國(guó)內(nèi)各省市的城鎮(zhèn)地籍控制測(cè)量中得以廣泛應(yīng)用。利用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍測(cè)量的控制,沒有常規(guī)三角網(wǎng)(鎖)布設(shè)時(shí)要求近似等邊及精度估算偏低時(shí)應(yīng)加測(cè)對(duì)角線或增設(shè)起始邊等繁瑣要求,只要使用的GPS儀器精度與等級(jí)控制精度匹配,控制點(diǎn)位的選取符合GPS點(diǎn)位選取要求,那么所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足地籍測(cè)量規(guī)程要求。
GPS地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度
地籍測(cè)量的首要任務(wù),是進(jìn)行全測(cè)區(qū)的控制測(cè)量,它是測(cè)繪地籍圖件和數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ),而地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度,主要是為滿足測(cè)量土地權(quán)屬范圍的
特征點(diǎn),即界址點(diǎn)服務(wù)。GPS地籍控制網(wǎng)的網(wǎng)點(diǎn)密度可按測(cè)區(qū)范圍和先后次序分為基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類。由于城鎮(zhèn)地區(qū)界址點(diǎn)密度較大,故在保證網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位精度條件下,控制點(diǎn)密度力求增大到便于測(cè)定界址點(diǎn),必要時(shí)在GPS網(wǎng)下再加密一級(jí)圖根導(dǎo)線,便于能直接從圖根點(diǎn)測(cè)定界址點(diǎn)。GPS各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長(zhǎng)變化幅度大并且長(zhǎng)短邊結(jié)合靈活方便,因此,各級(jí)網(wǎng)可視需要分期布設(shè),也可一次性混合布設(shè)到需要的密度。
位置基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差對(duì)GPS網(wǎng)的影響
當(dāng)應(yīng)用GPS定位技術(shù)代替常規(guī)測(cè)量建立地籍控制網(wǎng)時(shí),由于GPS定位得到的是WGS一84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差,故GPS在參考橢球面上的網(wǎng)形與其在參考橢球面上的位置基準(zhǔn)有關(guān)。在經(jīng)度方向上位置基準(zhǔn)的偏差能使GPS網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn),但對(duì)于一定范圍、高差較小的GPS網(wǎng)而言,其位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度方向上的偏差(一般100 m以內(nèi))對(duì)投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計(jì),對(duì)于高差大的GPS網(wǎng)則要求有較精確的起算數(shù)據(jù)。由于位置基準(zhǔn)在高程方向的偏差使投影在橢球面上的GPS網(wǎng)的尺度發(fā)生變化,所以,可用常規(guī)方法測(cè)定高程。
GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
地籍測(cè)繪控制測(cè)量是為開展土地登記、建立基礎(chǔ)地籍資料和地籍日常管理而布設(shè)的測(cè)量控制,即是測(cè)設(shè)地籍基本控制點(diǎn)和地籍圖根控制點(diǎn)。根據(jù)相關(guān)的政策規(guī)定,除了上述將地籍平面控制網(wǎng)布設(shè)為二、三、四等三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)及邊角網(wǎng)和二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)、GPS網(wǎng)等等,還規(guī)定了根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)??蓪涞燃?jí)地籍平面控制網(wǎng)點(diǎn)作為首級(jí)控制。但是,在利用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍控制時(shí),可用近似等邊代替常規(guī)三角網(wǎng)(鎖)。
GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)由網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)三部分構(gòu)成,而網(wǎng)的基準(zhǔn)確定是通過網(wǎng)的整體平差計(jì)算而得出的。在GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)中,主要指的足網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問題。而在確定GPS網(wǎng)的位置摹準(zhǔn)時(shí),可用選擇網(wǎng)中任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值加以同定,或者雖該點(diǎn)不向定,但可通過穩(wěn)擬平差或自由網(wǎng)違逆平差的方式確定列的位置基準(zhǔn)。GPS網(wǎng)的平差運(yùn)用此手段獲得的數(shù)據(jù),其基本與列的方向和尺度、網(wǎng)的精度一致。除了得到不同的網(wǎng)的點(diǎn)位精度,并無(wú)大的影響網(wǎng)的定向和尺度。若在GPS網(wǎng)中選擇若干點(diǎn)的坐標(biāo)值予以固定,這樣在確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)時(shí),會(huì)對(duì)網(wǎng)的方向和尺度產(chǎn)生較大影響,這種影響的程度與所取觀測(cè)值的精度有很大關(guān)系,也與所取值的約束條件的多少有關(guān)。
GPS衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行地籍控制測(cè)量時(shí),不要求點(diǎn)與點(diǎn)之間互相通視,并且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活,因此,相比經(jīng)典控制測(cè)量的選點(diǎn)工作,GPS選點(diǎn)更為簡(jiǎn)便??紤]到定位的選擇對(duì)于測(cè)量結(jié)果的重要意義,因而在選點(diǎn)之前應(yīng)充分收集和了解所測(cè)地區(qū)的地理位置和環(huán)境以及原測(cè)點(diǎn)的分布情況,以便于確定適宜的觀測(cè)站位置。在用GPS進(jìn)行地籍測(cè)量建證測(cè)量控制點(diǎn)時(shí),點(diǎn)與點(diǎn)之間不必都通視。只要每個(gè)點(diǎn)有兩個(gè)方向通視,或是少數(shù)點(diǎn)一個(gè)方向即可。
在經(jīng)典三角測(cè)量的控制網(wǎng)中,兼顧精度、可靠性及成本費(fèi)用等準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計(jì)已有許多研究和應(yīng)用成果。與經(jīng)典觀測(cè)相比,GPS觀測(cè)具有更為復(fù)雜的函數(shù)和隨機(jī)模型。盡管GPS具有靈活多變的布網(wǎng)方式,速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn),但GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)也存在優(yōu)化問題。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的GPS測(cè)量,更能顯示出GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益,并在地籍調(diào)查中發(fā)揮重大作用。
三、應(yīng)用于地籍碎部測(cè)繪中的GPS技術(shù)
地籍細(xì)部測(cè)景和土地勘測(cè)定界是地籍調(diào)查不可分割的重要組成部分,其主要目的是為了測(cè)定每宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)、位置、形狀和數(shù)量等重要數(shù)據(jù)。根據(jù)地籍調(diào)查規(guī)程的相關(guān)要求來看,基于地籍平面控制測(cè)量而進(jìn)行的地籍細(xì)部測(cè)量,對(duì)于城鎮(zhèn)街坊界址點(diǎn)及街坊內(nèi)明硅的界址點(diǎn)允許誤差為5cm。而對(duì)于城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點(diǎn)與村莊內(nèi)部界址點(diǎn)的間距允許誤差為10cm。利用GPS技術(shù)在進(jìn)行地籍細(xì)部測(cè)量時(shí),該技術(shù)完成能夠滿足地籍測(cè)量的精度要求。因而在適宜使用GPS技術(shù)的測(cè)量區(qū)可以使用該技術(shù),而對(duì)于小適宜使用,且可能會(huì)影響到GPS衛(wèi)生信號(hào)接收的地帶使用全站儀、測(cè)距儀等工具。在進(jìn)行土地勘測(cè)定界工作中,包含土地征用、土地整理等,地籍調(diào)查規(guī)程規(guī)定了放樣界址點(diǎn)坐標(biāo)的精度:界址線與鄰近地物或鄰近界線的跑離誤差不能大于10cm。因而,基于以上幾點(diǎn),利用GPS定位技術(shù)完全可滿足上地勘測(cè)定界中的精度要求,GPS中的RTK技術(shù)因高效率、高精度、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn),為地籍碎部測(cè)繪提供了一種更先進(jìn)的測(cè)量方法。在地籍碎部測(cè)繪中,采用RTK方式進(jìn)行碎部測(cè)繪,相比早期的傘站儀、測(cè)量?jī)x,作業(yè)效率更高、速度更快。在相同的時(shí)間內(nèi),由于RTI測(cè)量不需要頻繁換站,也不要求通視,因而其工作效率可達(dá)全站儀的1.5倍。
四、實(shí)例應(yīng)用演示
選取某城市保存完整的一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)15個(gè)和四等靜態(tài)GPS測(cè)量點(diǎn)6個(gè),并對(duì)其進(jìn)行RTK測(cè)量。將測(cè)量結(jié)果、已知成果與RTK測(cè)量結(jié)果相比較。依據(jù)相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,RTK測(cè)量結(jié)果與其它測(cè)量技術(shù)獲得的結(jié)果之間的差均在厘米級(jí),平均值為0.96cm,最大的差值為2.1cm。最小的為0.4cm。因此,可以這么說:RTK技術(shù)測(cè)量結(jié)果的精確值已經(jīng)達(dá)到了厘米級(jí),完成可以滿足地籍測(cè)量對(duì)控制點(diǎn)的精度要求。
結(jié)語(yǔ)
GPS在地籍測(cè)量中應(yīng)用可大幅度提高測(cè)量準(zhǔn)度。GPS控制網(wǎng)選點(diǎn)靈活,布網(wǎng)方便,基本不受通視、網(wǎng)形的限制,特別是在地形復(fù)雜、通視困難的測(cè)區(qū),更能顯示其優(yōu)越性。本文的探討可為今后的運(yùn)用提供參考。
參考文獻(xiàn)
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全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱使GPS,這是起源于軍事方面的一種應(yīng)用,能夠準(zhǔn)確的為用戶提供出三維坐標(biāo)與導(dǎo)航等多種功能。在社會(huì)不斷的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,逐漸的將GPS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍進(jìn)行不斷的擴(kuò)展,后來發(fā)展到工程測(cè)量之中。自從GPS被運(yùn)用到工程測(cè)繪領(lǐng)域,為工程測(cè)繪領(lǐng)域的發(fā)展帶來了極大的變革。因?yàn)镚PS測(cè)量技術(shù)具備極高的精密度,操作方式及其的方便快捷,能夠良好的提升工程測(cè)繪的工作效率,有效節(jié)省工程測(cè)繪工作中的費(fèi)用,因此GPS技術(shù)如今已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用到工程測(cè)繪工作之中。
工程GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)
與傳統(tǒng)的工程測(cè)繪方式相比較,GPS測(cè)量技術(shù)具有極強(qiáng)突出的優(yōu)越性,主要表現(xiàn)在一下個(gè)層面:
應(yīng)用范圍廣。GPS全球定位系統(tǒng)能夠?yàn)楣こ虦y(cè)繪整個(gè)過程提供準(zhǔn)確的位置坐標(biāo),并且能夠提供出時(shí)間、速度等多個(gè)方面的相關(guān)信息。因此,GPS技術(shù)不但能夠運(yùn)用到導(dǎo)航與測(cè)量技術(shù)之中,而且能夠?qū)r(shí)間與速度進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量。伴隨著信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,如今GPS的技術(shù)已經(jīng)在不斷的走向成熟與發(fā)展,因此,GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍十分的廣泛。其中GPS在進(jìn)行工程測(cè)繪行業(yè)應(yīng)用之中,航空攝影測(cè)量、大地測(cè)量、工程測(cè)量、海洋測(cè)繪等多個(gè)方面進(jìn)行GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用正在逐步的走向成熟。其中GPS控制網(wǎng)測(cè)量在全球或全國(guó)高精度的應(yīng)用之時(shí),GPS技術(shù)能夠控制網(wǎng)中相鄰兩點(diǎn)之間的距離,能夠達(dá)到數(shù)千甚至上萬(wàn)公里之上,有效的擴(kuò)大了測(cè)量范圍與空間。
定位準(zhǔn)度高。通常在進(jìn)行工程測(cè)繪施工建設(shè)過程匯總,所測(cè)量的精密度一般在300米-1500米之間的范圍之內(nèi),通常一小時(shí)之上的誤差要小于1毫米。以此可見,GPS定位技術(shù)具有極其準(zhǔn)確的特性。
測(cè)量速度快。GPS目前的測(cè)量技術(shù)能夠?qū)?0千米范圍之內(nèi)相對(duì)靜態(tài)的物體進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,所測(cè)量定位的時(shí)間僅僅需要15分鐘20分鐘;在針對(duì)快速靜態(tài)物體進(jìn)行定位測(cè)量之時(shí),每一個(gè)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的距離在15千米內(nèi),流動(dòng)站能夠用不到2分鐘的時(shí)間對(duì)其的時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的觀察。GPS在工程測(cè)繪上的運(yùn)用極大程度深提升了測(cè)量效率。
操作簡(jiǎn)便。在GPS發(fā)展之中,如今的GPS測(cè)量技術(shù)完全是自動(dòng)化運(yùn)用過程,在進(jìn)行世界測(cè)量過程只需要儀器操作員將儀器進(jìn)行安裝、連線、收集、量取等一系列簡(jiǎn)單的工作,GPS儀器就能夠自動(dòng)完成對(duì)信息的捕捉、跟蹤與記錄等相關(guān)流程,極大程度上減輕了操作員勞動(dòng)強(qiáng)度。
全天候工作。從地球發(fā)射衛(wèi)星進(jìn)入外太空的案例不計(jì)其數(shù),并且能夠進(jìn)行比較均勻的分布,將關(guān)注點(diǎn)遍布到地球的各個(gè)角落之中,并且能夠有效的對(duì)不同時(shí)間都能夠進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)與計(jì)算。
GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用
在GPS測(cè)量方法中RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法是最為常用的一種方式。能夠通過動(dòng)態(tài)、快速靜態(tài)、靜態(tài)的相關(guān)測(cè)量進(jìn)行具有一定正確性的精密測(cè)量。RTK是一種能夠進(jìn)行在野外實(shí)測(cè)量的方式與方法,有效的利用的載波相位動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行實(shí)時(shí)性的差分方法,極大程度上提升外業(yè)作業(yè)效率。
控制城市建設(shè)中測(cè)繪精度。在如今社會(huì)發(fā)展中為了滿足城市建設(shè)能夠具有成區(qū)與規(guī)劃區(qū)測(cè)繪需求,有效的提升城市對(duì)網(wǎng)的控制精度高、面積大、使用頻繁等多個(gè)方面的特點(diǎn),通過RTK技術(shù)的運(yùn)用能夠提升作業(yè)精度,提高城市建設(shè)中測(cè)繪精度,提升城市建設(shè)的過程中的工作效率與質(zhì)量。
應(yīng)用于大地控制。GPS定位技術(shù)具有以速度快、精度高、操作簡(jiǎn)便、費(fèi)用省等多方面的優(yōu)點(diǎn),因此GPS定位技術(shù)能夠有效的取代測(cè)距手段、測(cè)角等多個(gè)方面,有效建立大地控制網(wǎng)絡(luò)。能夠通過GPS技術(shù)建立出相應(yīng)的控制網(wǎng)點(diǎn)。能夠被劃分成為兩個(gè)方面:其一,全球或全國(guó)性高精度GPS網(wǎng)。這中GPS網(wǎng)能夠針對(duì)距離數(shù)千公里甚至上萬(wàn)公里之間的距離進(jìn)行相應(yīng)的偵查與定位,GPS網(wǎng)的基本任務(wù)是構(gòu)建全球高精度的坐標(biāo)框架或著是全國(guó)高精度的坐標(biāo)框架。其二,區(qū)域性的GPS網(wǎng),其中包含城市或著是礦區(qū)的GPS網(wǎng),以及GPS工程網(wǎng)等多個(gè)方面的網(wǎng)點(diǎn)建設(shè),這一系列的網(wǎng)點(diǎn)中能夠進(jìn)行相鄰的點(diǎn)進(jìn)行距離為幾公里到幾十公里的訪問。因此區(qū)域性的GPS網(wǎng)的主要任務(wù)就是直接為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)而服務(wù)。
關(guān)鍵詞: GPS靜態(tài)測(cè)量公路工程測(cè)量控制精度
中圖分類號(hào):P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Gps測(cè)量概況:
GPS測(cè)量工作是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜,要求嚴(yán)格的工作,實(shí)施這項(xiàng)工作的原則是,在滿足工程建設(shè)精度的要求下,選擇合理的作業(yè)方法,節(jié)省人力消耗與時(shí)間,因此,對(duì)各階段工作,都要精心組織。
GPS測(cè)量特點(diǎn):相對(duì)于常規(guī)測(cè)量來說,GPS測(cè)量主要有一下幾個(gè)特點(diǎn):1、測(cè)量精度高GPS觀測(cè)的精度明顯于一般常規(guī)測(cè)量。2、測(cè)站間無(wú)須通視,觀測(cè)時(shí)不需要測(cè)站之間相互通視,根據(jù)實(shí)際確定定位。3、觀測(cè)時(shí)間短。4、儀器操作方便。5、全天候作業(yè)。6、能提供三維坐標(biāo),GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)出測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
項(xiàng)目實(shí)施實(shí)例應(yīng)用:
在山區(qū)布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn),針對(duì)樓房溝建立新尾礦庫(kù),需做一套導(dǎo)線控制網(wǎng),樓房溝地形陡峭,叢林茂密,條件非常復(fù)雜,布設(shè)一套控制網(wǎng),普通儀器很難完成工作,現(xiàn)場(chǎng)勘查后,結(jié)合現(xiàn)有地形,決定采用GPS靜態(tài)模式作控制網(wǎng)??刂凭W(wǎng)的建立要根據(jù)測(cè)區(qū)面積大小,以滿足工程需要,先建立控制區(qū)局的首級(jí)網(wǎng),考慮到本次控區(qū)范圍,依據(jù)測(cè)量規(guī)范及GPS點(diǎn)位要求,本次網(wǎng)以e級(jí)GPS控制網(wǎng)作為測(cè)區(qū)首級(jí)控制,GPS控制測(cè)量之前首先進(jìn)行選點(diǎn)埋設(shè)工作,在進(jìn)行GPS控制點(diǎn)選點(diǎn)的時(shí)候,要符合以下三點(diǎn)要求:①首級(jí)GPS控制網(wǎng)不要求任意兩點(diǎn)間都通視,但考慮到常規(guī)方法加密時(shí)要使用,必須保證1.2兩點(diǎn)之間及5.6兩點(diǎn)之間要通視良好;②點(diǎn)位的基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定,易于長(zhǎng)期保存,并應(yīng)有利于使用;③點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源(如電視臺(tái)、微波站等),其距離不得小于200米,應(yīng)遠(yuǎn)離高壓輸電線,其距離不得小于50米,以避免周圍磁場(chǎng)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的干擾。
如圖所示:
首級(jí)控制測(cè)量使用四臺(tái)南方測(cè)繪GPS接收機(jī)按照GPS控制測(cè)量規(guī)范和要求以靜態(tài)方式進(jìn)行同步觀測(cè)。分別安置在一1、2、5、6點(diǎn)上,同步觀測(cè)4顆以上的衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)使用對(duì)講機(jī)進(jìn)行聯(lián)絡(luò),同時(shí),為了保證數(shù)據(jù)的精度,同步環(huán)中每條基線測(cè)定時(shí)段長(zhǎng)度調(diào)整為2h(一時(shí)段),PDOP值小于6根據(jù)基線長(zhǎng)短,調(diào)整觀測(cè)時(shí)間。
首級(jí)控制布設(shè)成E級(jí)GPS控制網(wǎng),測(cè)量作業(yè)基本技術(shù)要求應(yīng)符合下表規(guī)定:
級(jí)別 衛(wèi)星截止高度角
(°) 有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)
星數(shù) 時(shí)段長(zhǎng)度
站數(shù) 數(shù)據(jù)采樣間隔
(min) PDOP
值
E級(jí) ≥15 ≥4 ≥40 15 <10
經(jīng)GPS相對(duì)于觀測(cè)值得平差計(jì)算,解得各點(diǎn)間的基線向量成果,由于GPS成果屬于WGS—84坐標(biāo)系,因此,必須采用GPS控制網(wǎng)的約束平差或GPS網(wǎng)與地面聯(lián)合平差的方法,轉(zhuǎn)換至使用的地方坐標(biāo)系。
結(jié)果數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值比較均符合要求,如下表:
等級(jí) 測(cè)角中誤差 方位角閉合差 相對(duì)閉合差
三級(jí)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)值 12〃 83〃 ≤1/5000
樓房溝符合導(dǎo)線 12.04〃 58〃 1/43928
GPS測(cè)量公路技術(shù)應(yīng)用:
GPS系統(tǒng)在公路工程中主要采用了:靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能,通過接受衛(wèi)星系統(tǒng)確定地面某點(diǎn)坐標(biāo)和已知三維坐標(biāo)點(diǎn)位,實(shí)地放樣地面上。
公路控制網(wǎng)的建立,按GPS勘測(cè)規(guī)程要求,每0.5---1km間設(shè)一控制點(diǎn),其等級(jí)以公路等級(jí)而定,現(xiàn)以高速公路和500---1000m特大橋及1000---2000m中長(zhǎng)道為說明GPS網(wǎng)建立方法。
根據(jù)規(guī)范,高速公路要求的控制等級(jí)為一級(jí)小三角或一級(jí)導(dǎo)線,因此做等級(jí)控制時(shí)必須使首級(jí)控制點(diǎn)交于這一等級(jí),而首級(jí)控制必須做到四等以上,為此,在搜集資料時(shí)必須把測(cè)區(qū)內(nèi)的國(guó)家三四等控制點(diǎn)資料搜集齊全,同時(shí),在布設(shè)首級(jí)控制網(wǎng)時(shí)應(yīng)在5---10km以內(nèi)布設(shè)一首級(jí)控制點(diǎn)以便發(fā)展加密控制。
在確立布網(wǎng)登記的方案后,可按以下步驟建立公路控制網(wǎng),一:選點(diǎn) 以選線及控制人員為主,選擇便于工作及后應(yīng)用的點(diǎn)位。二:埋石 按勘測(cè)規(guī)范要求,埋選標(biāo)石,并現(xiàn)場(chǎng)做好點(diǎn)記。三:實(shí)測(cè) 根據(jù)所使用的儀器標(biāo)稱精度和規(guī)范的相關(guān)要求進(jìn)行實(shí)測(cè)。四:進(jìn)行平差及精度評(píng)定,根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行平差計(jì)算,并進(jìn)行精度評(píng)級(jí),精度滿足所需等級(jí)要求即先完成。
道路施工中使用GPS程序:
1、在線路帶狀地形圖測(cè)繪時(shí),采用RTK進(jìn)行碎步的數(shù)據(jù)采集時(shí),省去建立圖根、控制這兩個(gè)中間環(huán)節(jié),在碎步點(diǎn)上很容易找到該點(diǎn)坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)等。
2、道路縱橫斷面放樣和土石方計(jì)算,縱橫斷面放樣時(shí),先把需要的放樣數(shù)據(jù)輸入電子手薄中,生成一個(gè)放樣點(diǎn)文件,可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量所用,并利用斷面法進(jìn)行填挖土方量計(jì)算,用繪圖軟件繪出每條線的縱橫斷面圖。
3、道路中樁放樣,中線測(cè)量是通過直線和曲線測(cè)設(shè)將道路中心線平面位置放到實(shí)際現(xiàn)場(chǎng),使用RTK技術(shù)進(jìn)行中線測(cè)量及放樣,不但克服了傳統(tǒng)放樣和坐標(biāo)放樣法的缺點(diǎn),而且具有觀測(cè)時(shí)間短、精度高,及時(shí)得出每點(diǎn)的精確坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。
4、在道路工程中,GPS主要用于建立各種道路控制網(wǎng)及測(cè)定航測(cè)外控制點(diǎn)等,高等公路的迅速發(fā)展對(duì)勘測(cè)技術(shù)提出了更高的要求,由于線路長(zhǎng),已知點(diǎn)少,因此用常規(guī)的測(cè)量手段不僅布網(wǎng)困難,而且難以滿足精度的要求,工作效率速度慢,差分動(dòng)態(tài)GPS在道路勘測(cè)方面主要應(yīng)用于數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)采集,控制點(diǎn)的加密,中線放樣,縱橫斷面測(cè)量等。
5、采用GPS測(cè)量時(shí),只需將道路的中樁坐標(biāo)數(shù)據(jù)存入手薄中,反復(fù)可以利用放樣,由于GPSPTK技術(shù)測(cè)量的點(diǎn)位精度可達(dá)到厘米級(jí),道路的個(gè)放樣點(diǎn)之間不存在誤差累計(jì),精度較高,與全站儀測(cè)量的結(jié)果符合,滿足公路設(shè)計(jì)和施工中的定線測(cè)量的精度要求,對(duì)于圓曲線、緩和曲線、復(fù)曲線等配合作圖軟件等都可以算出、放樣出沒點(diǎn)的樁號(hào)及坐標(biāo)高程等。
公路GPS控制網(wǎng)建立后,體現(xiàn)以下幾點(diǎn):
1、公路航測(cè)成圖時(shí)要有相應(yīng)的控制依據(jù),可用GPS控制網(wǎng)控制網(wǎng)控制航向和區(qū)域?qū)挾取?/p>
2、在使用其他方法測(cè)圖時(shí),GPS控制網(wǎng)可選用首級(jí)控制和圖根控制來應(yīng)用。
3、在公路勘測(cè)階段,可以GPS控制網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行放線及構(gòu)造物的施放,可大大提高勘測(cè)設(shè)精度及原始數(shù)據(jù)的提取精度。
4、在施工階段,根據(jù)設(shè)計(jì)要求可以GPS控制網(wǎng)進(jìn)行實(shí)地放線及構(gòu)造物的放養(yǎng)。
5、在改選公路時(shí),利用GPS控制網(wǎng)可以為公路進(jìn)行有效的改造。
通過GPS測(cè)量在工程中的應(yīng)用,體會(huì)如下:
以上工程的實(shí)施,充分體現(xiàn)了GPS測(cè)量的優(yōu)越性,但也暴露出一些問題來:
Gpa測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn):
1、GPS控制網(wǎng)選點(diǎn)靈活,布網(wǎng)方便不受間隔等影響。
2、GPS接收機(jī)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化,觀測(cè)時(shí)間短,大大提高工作效率。
3、GPS測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸預(yù)處理用軟件來完成,操作簡(jiǎn)單準(zhǔn)確。
4、整個(gè)作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制,自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。
5、GPS方法布設(shè)大地控制網(wǎng),因其圖形強(qiáng)度系數(shù)高,能夠有效地提高點(diǎn)位趨近速度。網(wǎng)形優(yōu)化比較方便。
6、GPS方格網(wǎng)點(diǎn)位精度高、誤差分布均勻,不但能夠滿足規(guī)范要求,而且具有較大的精度儲(chǔ)備。
所暴露出的一些問題:
1、GPS必須在事業(yè)開口,向上45視角范圍內(nèi)沒有障礙物。
2、原理大功率無(wú)線電發(fā)射源,間距不小400米,遠(yuǎn)離高壓輸電線路,間距不小于200米,遠(yuǎn)離具有強(qiáng)烈的干擾衛(wèi)星接受的物體。
3、對(duì)于GPS沒有信號(hào)的情況下,往往誤差會(huì)很大,顯示不了它的優(yōu)越性,最和切合實(shí)際情況,配用全站儀、水準(zhǔn)儀等來進(jìn)行測(cè)量。
4、在測(cè)區(qū)條件不好的情況下,布設(shè)控制網(wǎng)時(shí),邊長(zhǎng)基線不能太短,極限結(jié)果精度低,針對(duì)這種情況,應(yīng)避免短邊,謹(jǐn)慎觀測(cè)。
5、GPS測(cè)量成果與常規(guī)測(cè)量成果之間,不同型號(hào)GPS測(cè)量成果之間存在差異,有時(shí)相差比較大。
6、GPS及其相關(guān)技術(shù)是一門新興起的技術(shù),其運(yùn)用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善,需有關(guān)部門進(jìn)一步研究制定。
結(jié)束語(yǔ):
在工程測(cè)量領(lǐng)域中,由于GPS定位技術(shù)自身獨(dú)特而強(qiáng)大的功能,充分顯示了它在該領(lǐng)域?qū)嶋H測(cè)量工作中比常規(guī)控制測(cè)量具有更大的優(yōu)越性和適應(yīng)性,同時(shí)也存在一些不足,還有待于進(jìn)一步研究改善來適應(yīng)實(shí)際測(cè)量工作。隨著該技術(shù)的飛速發(fā)展和普及,以及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用,gps測(cè)量正在走向相互滲透,相互綜合的道路,社會(huì)發(fā)展之快,信息化時(shí)代的當(dāng)今,gps測(cè)量前景會(huì)越來越寬闊。
參考文獻(xiàn):
1、劉太杰 全球定位系統(tǒng)(GPS)的原理與數(shù)據(jù)處理 上海同濟(jì)大學(xué)出版社1996