GPS 技術(shù)在大地測量中的應(yīng)用研究

李君

（河北省第一測繪院，石家莊050031）

1 引言

以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為支撐，大地測量的范圍從原本的地面擴(kuò)展到了天空，對測量方法和測量技術(shù)提出了嚴(yán)格的要求。GPS 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)技術(shù)空缺的填補(bǔ)，為大地測量工作的順利實施提供技術(shù)支撐。然而，要進(jìn)一步強(qiáng)化大地測量的效果，技術(shù)人員需要進(jìn)行GPS 技術(shù)應(yīng)用方法的深入研究。

2 GPS 技術(shù)與大地測量

GPS 技術(shù)的基本原理是以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為支撐，通過硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)的相互配合對某個空間位置進(jìn)行觀測，并準(zhǔn)確記錄觀測對象的各種信息，為后續(xù)工作提供可靠的數(shù)據(jù)。在對GPS 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，工作人員需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的信息接收設(shè)備，做好設(shè)備配對和調(diào)試，然后在測量區(qū)域布設(shè)測量點，構(gòu)建測量控制網(wǎng)，以提高測量數(shù)據(jù)的精度。以先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展為支撐，GPS 技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用，通過與其他技術(shù)的融合，能夠使測量精度和效率得到較大程度的提升[1]。在空間地理科學(xué)中，大地測量不僅可以精確地獲取物體的空間信息，而且涉及多項測量類的內(nèi)容知識。GPS 技術(shù)的高效特性，可滿足大地測量對精度學(xué)的需求，提高測量精度，因此，論文主要對大地測量中的GPS 技術(shù)進(jìn)行重點研究，探討GPS 技術(shù)在大地測量中的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.1 定位精度較高

GPS 技術(shù)具有較高的定位精度，將其應(yīng)用到大地測量中優(yōu)勢十分明顯，是GPS 技術(shù)能夠替代人工測量的一個重要原因。測量過程中，所有測點可以通過GPS 系統(tǒng)接收衛(wèi)星信號實現(xiàn)精確定位，定位精度可滿足大地測量工作的要求。將GPS 技術(shù)應(yīng)用到大地測量中，能提升圖像的清晰度，工作人員也可以從測量工作的實際需求出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)臏y量方法。目前，GPS 精密定位技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域，尤其對經(jīng)典測量學(xué)的各個方面產(chǎn)生了深刻的影響。它在大地測量學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域，如地球動力學(xué)、海洋大地測量學(xué)、天文學(xué)、地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程測量及工程變形監(jiān)測，運動目標(biāo)的測速以及精密時間傳遞等方面的廣泛應(yīng)用，充分顯示了這一定位技術(shù)的應(yīng)用價值。

2.2 操作簡單方便

對比傳統(tǒng)的大地測量技術(shù)，GPS 技術(shù)的操作更加簡單、方便，能夠降低測繪難度，提高工作效率。在測量過程中，測量人員只需要將儀器設(shè)備安裝好，并對測量過程進(jìn)行監(jiān)控即可，數(shù)據(jù)的采集和測量可以由設(shè)備自動完成[2]。

2.3 布點相對靈活

布點是大地測量的核心環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)操作中，因為客觀因素的存在，布點的難度和工作量較大，而且在對布點位置進(jìn)行確定時，經(jīng)常會受到環(huán)境因素的影響。GPS 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ι鲜鰡栴}進(jìn)行有效解決，只需要確保測量點上空具備相對開闊的視野即可，約束條件較少，能夠為控制網(wǎng)選點提供便利。

2.4 適應(yīng)能力較強(qiáng)

GPS 技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)，在大地測量過程中，對客觀環(huán)境的要求很低，不會因為外部環(huán)境因素的影響而增加測量過程的復(fù)雜程度，而且在一些地形條件復(fù)雜，或惡劣天氣狀況下也可以順利進(jìn)行測量工作，甚至可以在存在干擾因素的情況下保證測量結(jié)果的精確度。

3 GPS 技術(shù)在大地測量中的應(yīng)用

3.1 斷面放樣

將GPS 技術(shù)應(yīng)用到大地測量中，能夠突破地形、環(huán)境等因素的限制，確保測量工作的順利展開，面對不同的測量對象時，可以憑借良好的適應(yīng)性得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。以公路測量為例，需要先對公路橫、縱斷面以及中線位置進(jìn)行放樣，利用GPS技術(shù)對公路中線進(jìn)行放樣的過程中，只需要將公路的樁點坐標(biāo)輸入相應(yīng)的GPS 系統(tǒng)電子手冊中，系統(tǒng)就會自動完成數(shù)據(jù)計算，確定最佳的放樣點位置，不需要工作人員手動計算[3]。同時，在縱斷面放樣過程中，可以將放樣數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)的電子手冊中，系統(tǒng)會自動生成全面、細(xì)致的數(shù)據(jù)文件，并自動進(jìn)行保存，從而為施工現(xiàn)場的測量放樣提供可供參考的依據(jù)。橫斷面放樣時，需要工作人員對橫斷面挖填的方式進(jìn)行明確，完成對應(yīng)數(shù)據(jù)信息的輸入后，GPS 系統(tǒng)會快速生成對應(yīng)的放樣文件，并做好文件的存儲和管理，極大地提高了測量放樣工作的效率。

3.2 地形圖繪制

隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)項目的持續(xù)推進(jìn)，大地測量的范圍在不斷擴(kuò)大，要求測量工作必須達(dá)到更高的測量精度?；贕PS技術(shù)進(jìn)行大地測量時，測量人員能夠確保測量任務(wù)的順利完成，在提高工作效率的同時，可以縮減測量時間，降低測量成本。前期準(zhǔn)備階段，應(yīng)結(jié)合測量區(qū)域的實際情況繪制大比例地形圖，從GPS 技術(shù)的特點出發(fā)，設(shè)置相應(yīng)的測量網(wǎng)，并且將其與現(xiàn)有的測量網(wǎng)點一起進(jìn)行共同測量，對得到的測量結(jié)果進(jìn)行篩選處理，為地形圖的繪制提供可靠支撐。GPS 技術(shù)的應(yīng)用雖然要求進(jìn)一步加大地形圖的比例，但是因為計算機(jī)系統(tǒng)和專業(yè)繪圖軟件的應(yīng)用，地形圖繪制的效率和質(zhì)量得到了顯著提升[4]。

3.3 工程計算

在大地測量工作中，GPS 技術(shù)的合理應(yīng)用還能為工程測量和計算提供便利。例如，進(jìn)行土石方量計算時，通過GPS 系統(tǒng)和地面線數(shù)據(jù)，能夠完成對于土石方開挖總量的自動精確計算，極大地減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)，提高了計算精度，并且可以有效避免資金浪費的問題，促進(jìn)資源利用率的提高。又如，在一些跨度較大的橋梁工程中，測量工作往往需要在水面或山谷中進(jìn)行，可能會遇到霧氣遮擋的情況。為了保證測量效果，放樣前，應(yīng)借助空間三點后方距離交會的基本原理，準(zhǔn)確定位測量對象，提升平面坐標(biāo)測量結(jié)果的精準(zhǔn)度。

4 應(yīng)用要求

GPS 技術(shù)在大地測量中的應(yīng)用，要求優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大GPS 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，結(jié)合實際測量需求，設(shè)置分層控制網(wǎng)或進(jìn)行控制網(wǎng)加密，減少外部因素的干擾，促進(jìn)測量精度的提高。另外，應(yīng)做好現(xiàn)有GPS 控制網(wǎng)的檢測工作，運用平差處理法對GPS 控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，使其滿足大地測量的需求。

5 結(jié)語

將GPS 技術(shù)應(yīng)用到大地測量中，能夠以GPS 測量儀器和系統(tǒng)替代原本的角尺測量以及人工繪圖，測量效率更高，獲得更加精確的數(shù)據(jù)。在今后的發(fā)展中，技術(shù)人員應(yīng)做好GPS 技術(shù)的深入研究，促進(jìn)測量精度提高的同時，進(jìn)一步降低GPS 技術(shù)應(yīng)用的難度，使其為人類社會的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。