摘要：GPS技术最早出现在美国，翻译成中文的全称是全球定位系统。这一系统包括软件和硬件两种结构。利用计算机进行程序编写，设计得到相应的各个软件；构成卫星的各类设备以及地面的接收设备共同构成了系统的硬件部分。随着GPS技术不断进步和完善，其应用领域日益广泛。GPS是目前最领先、最实用的测量方式，具有无间断、精度好、自动化程度高等多种优势，经过很多学者的研究和完善，在经济、交通、国防建设等多个方面都获得了良好的应用效果。现阶段，GPS技术在城市建设测绘工作中的应用日益深入和扩大。
关键词：GPS；城市测绘；应用
1GPS测绘技术的原理
本节主要分析GPS方法的基本工作原理。首先应按照不同设备所特有的操作方法将卫星和地表待测点之间的距离进行测定，然后采取后方交会的方式完成定位。其中，卫星距离地面高度的测量通常是通过载波或是相位中的C/A码进行。卫星向外部空间发送信息码，GPS装置通过天线来接受这一信号，同时得到信号从卫星到地面的时间差，将这个差值与光速进行乘法运算，最终所获得的数值就是卫星的离地高度，从而实现通过GPS完成测绘的目标。此外，还能够采用GPS接收机完成测绘，其基本原理是借助载波相位得到卫星离地高度，准确度较高，基本计算方法为：将卫星发送到地表天线的整波数量进行记录，再将相位小数累加在一起，从而完成利用GPS接收机实现测绘的目标。在上述过程中，天线和卫星间载波的整数值即为整周模糊度。对于精确到厘米的测绘过程，对设备进行初始化可以获得整周数。在通过GPS装置进行测绘时，通常最少需要采用两个或更多的接收装置，其中一个装置为流动站，另一个为基站，二者配合工作能够最少能够同时处理四个卫星发射的信号。通常把基站安装在一个位置确定的点上，流动站则需要结合待测点或是样本点的方位进行调整，两个接收装置内部都含有相应的分析软件，可以对接收到的信号进行分析和处理，从而获得两个装置之间的二维向量。GPS观测技术的种类很多，对应地两个接收装置之间的位置检测方式也比较多样，因此工程实践中存在如何选择最佳的检测技术的问题。从定义的角度来看，观测技术包括实时观测和后处理两类，其中前者一般需要无线电电台的配合，在测量过程中，将基站接收到的信号采用无线电的方式直接发送给流动站，此时测量完毕后，可以直接获得相应的结果；后者则存在数据的保存过程，测量完毕后，还需要采用装置内部的分析软件对所得数据进行处理，然后才能获得我们所需要的结果。
2GPS技术优势分析
与传统测绘技术相比，利用GPS技术进行测具有明显的优势，主要体现为以下几个方面。（1）观测效率较高。传统测绘技术应用过程中需要良好的通视条件及控制网图形结构作为支持。而GPS测绘只要保证观测站15°以上的空间视野开阔，能够与卫星保持通视即可。由于测绘选点十分灵活，可省去传统测绘当中过渡点、传算点的测量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于上述特点不仅提升了测绘工作效率，也能够降低测绘成本。利用GPS对20km区域内的静态目标进精准定位仅需15min左右便可完成；对于静态相对定位测定仅需2min便可完成。（2）操作较为简便。将GPS技术与其他技术相结合，能够进一步简化测绘流程，降低操作难度，使其应用空间得到拓展。通常情况下，对测绘人员进行简单培训后，即可利用GPS系统完成测绘。由于系统具备了较高的自动化水平，不仅操作方便，而且能够避免人工操作产生的差错，有利于提升测绘整体精度。（3）精度高。GPS测绘具有极高的精度。在5km范围内，以GPS进行定位，精度可达到6～10m；在100至150km范围内，以GPS进行定位，精度可达到7～10m；在1．5km范围内，测量周期超过1h，数据精度可保持在1mm以内。
3GPS在城市测绘当中的具体应用
3.1具体应用流程
在应用GPS技术进行城市测绘前，先要对测绘现场进行选点、勘察，完整收集测区及布网任务相关资料，包括影像图、基础地形图、交通信息等，选点位置要开阔，避免仪器信号受到影响。同时，点位应该远离湖泊、高压线等，尽可能避免多路径效应。另外，各观测点位距离不宜太大。若之前存在旧控制点，应该充分利用。GPS接受机使用期间，要先对GPS接受机进行预热及静置，并严格按照标准安置天线。确保各项联测无误后，即可开启GPS接受机。在观测过程中要对各项数据进行动态跟踪并完整记录。
3.2地形测绘及控制测量
地形测绘主要是为城市各类工程提供不同比例尺的地形图，以满足实际城镇各类规划需求，在应用GPS技术进行城市地形测绘的过程中，需要注意立交桥墩、街道外弱廓线的影响，以偏心测量或全站仪的方式来采集相关坐标数据。在建筑物高程点测绘时要随时进行记录，流动杆高度值需在测量手薄上准确记录。在控制测量过程中，控制网设计是关键环节之一。GPS网点并不以点间通视为必要条件，点位选择方面具有较大的灵活性，可先按需定点，再对控制网形进行组织，更方便于观测。若确认分两级布网，需要先进行首级控制网网形设计。首级网点需布满整个测区，然后再做同期施测的次级网点网形设计，将各GPS点依次相连，便可获得GPS网形。
4测绘中的注意事项
在进行测绘的过程当中，有几点是需要引起特别注意的，否则的话将会对测绘结果产生非常不好的影响。1）在进行测绘的过程当中，必须要掌控好时间，一定要按时完成全部的工作。2）详细检查接收机的配套设备，一定要确保连接不出现误差，在保证设备连接没有误差以后就能够进行下一步的测绘工作了。3）在打开GPS接收机之后，紧接着就要观察接收机的每一项数据是不是能够正常进行显示，当确定每一项数据能够正常进行显示之后再进行下一步的工作，不然的话就得调整到正常的状态以后才可以接着进行下一步的工作。4）在测绘的时候，一定要根据相关的具体要求，对于测量过程当中所得出的数据一定要实时的记录。5）在完成了数据的记录工作之后，观测员就需要对这些数据做出细致的检查，要是在检查的过程当中没有发现异常情况的话，一定要立即向有关人员进行汇报。6）在测绘的时候，千万不能将已经设置好的卫星以及天线作出角度或者是位置方面的变动，一旦这两者出现了变动的话，那么就会严重影响到测绘的结果。7）在测绘的时候，所有的工作人员不得在天线的附近使用电子设备，不然的话就会对信号的接收产生影响，从而导致测绘结果出现偏差。8）完成测绘工作以后，要保证记录的数据准确无误，不能偏离实际观测到的结果。
5结论
利用GPS技术进行城市测绘，操作较为便捷，且布网受通视条件限制少，可进行全天候观测，精度较传统测量方式具有不可比拟的优势。未来随着GPS技术及相关技术的不断发展，其应用空间还将进一步增大。
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论文作者:穆振党
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/15
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