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摘要：地形测量在工程建设和市政规划的不断发展下，日益凸显了它的重要性，而且越来越受到人们的关心、正视，随着测绘技术水平这几年的不断提高，并且通过在实际测绘工作中的运用，很大程度的提高了地形测量的科学性和精准性。为了可以使地形测量的数据更加的精确，对GPS 技术在数字化地形测量的应用进行探索就显得十分重要。
关键词：GPS技术 数字化 地形测量 应用
1 GPS技术体系的组成部分
1.1空中的GPS卫星
平均散落在地球6个轨道平面上的 24 颗高轨道工作卫星组成了空间卫星系统，卫星每绕地球旋转一圈需要花费2个小时，通过在“低噪声窗口”由卫星自带的高精度原子钟控制无线电向周围发射L1、L2 两种载波，使得地球上的用户可以不停地接收到传出的GPS导航信息。
1.2地面监控体系
三大洋的美军基地和美国本土的1 个主控站、3 个注入站、5 个监测站组成了地面监控体系。收集气象数据、传输观察数据到主控站、使用GPS接收系统测算每颗卫星的距离差和伪距，是地面监控体系的主要功用。
1.3 各个GPS信号接收站的作用
主控站主要有下面几方面的作用：一是对各监测站的注入时间进行掌控和协调，检查导航电文有没有发送到GPS用户系统及注入的卫星导航电文的准确性；二是查看卫星的工作情况，进行失效卫星和备用卫星之间的更换，对偏离轨道的卫星进行调节更正；三是把接收到所有监测站的信息对各个卫星的导航电文进行迅速编算，同时把导航电文传输到注入站。以电脑技术和无线点传感为基础的GPS数据处理软件和GPS卫星接收机组成了用户接收系统。对接收到的主控站的不同卫星导航电文正确的注入到从其上空飞过的各个卫星上是注入站的主要作用。
2 GPS技术优点
随着科技的不断发展，GPS技术由于其独特的技术优点被广泛应用于工程测量领域之中，GPS技术优点具体体现在以下几方面：
2.1定位精度高
通过大量的工程实践应用和试验证明，GPS技术所采用的载波相位观测量来进行静态相对定位，其定位精度非常高。运用GPS技术进行测量时，在基准线小于50km时，精准度能够达到1×10-6～2×10-6；在基准线小于100～500km时，精准度能够达到10-6～10-7。随着近年来GPS技术的不断发展，在基准线在1000km以上时，GPS测量的精准度能够达到或超过10-8。此外，GPS RTK能够达到厘米级和分米级的定位精度，能够有效满足现目前大多数工程测量需求。
2.2观测时间短
采用GPS技术进行测量时，其观测时间相对较短。对200km以内基线的观测时间，采用GPS的静态定位观测单频接收机需要1h左右，双频接收机仅需要15～20min。若测量时采用GPS RTK实时动态定位，流动站点的观测时间仅需1～5min，便能完成准确观测，每站观测只需要几秒钟便能完成，大幅度提高观测作业效率。
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2.3观测站间无需通视
现目前，一些测绘方法对通视要求条件相对较高，需要良好的通视，否则无法开展测绘工作，且测控网还需要有良好的图形结构。然而采用GPS技术进行测绘时，由于测绘站与观测站间的信号收发均为垂直收发，因此，观测站间无需通视，也不需要建造观测觇标，只需保证测绘点上方15°角的空间区域开阔便能开展测绘工作。采用GPS技术进行测绘时，不会受到图形结构的限制，使得测绘点的选择更加灵活，能够根据实际测量需求来进行观测点的选择，减少测绘工作量，如无需进行传统测量的过渡点等工作。值得一提的是，在实际的测绘过程中，GPS往往会和其他的测量方法联合使用，这时需要保证至少一个方向具有良好通视条件。
3地形测绘中GPS技术应用
地形测绘是土地测绘的一项重要任务。在地形测绘时，采用GPS动态测绘技术，不受通视条件和图形结构的限制，可以根据实际的测绘需要灵活选择测绘点，没有常规三角网布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁锁要求，只需保证测绘使用的GPS动态仪器的精度与地形控制测量的精度相匹配，测量点便符合GPS测绘动态选点要求。随着科技的不断发展，GPS技术的测绘精度和测绘速度不断提高，广泛应用于现目前的地形测绘中。GPS测绘技术主要有快速动态测量技术、快速静态测量技术以及常规静态测量技术，并都得到了广泛应用，已成为主要的地形测绘方式。对于边长在5km以内的一、二级地形控网基线进行地形测绘时可以采用动态测量模式，对于边长在10～15km的基线进行地形测绘时可以采用快速静态测量模式。GPS技术在地形测绘中应用如下：
3.1GPS地形控制网点的精度和密度
全测区的控制测量是地形测绘的首要任务，同时也是参数采集以及地形图件采集的基础。GPS地形控制网点的密度和精度，其主要目的是为测量土地的界址点服务。GPS地形控制网点的密度可以按照测绘区域的范围以及先后顺序分成加密网点和基本网点。城镇地区的界址点密度相对较大，为了确保GPS地形控制网点的点位精确，地形控制点密度应当增大，达到测定界址点的目的。相对其他常规网边长，GPS各边边长变化幅度更大，长短边的结合方式也更加灵活，因此应当分期布设各级网可视或一次性混合布设到密度需求量。
3.2位置基准点偏差对GPS测绘的影响
在采用GPS技术建立地形控制网时，GPS定位得到的三维坐标差是WGS-84坐标系的，GPS测绘数据与GPS在参考椭圆面上的位置基准有关。经度方向上的位置基准偏差能够导致GPS网产生整体旋转，对于精度要求较低的GPS网来说，位置偏差的影响可以忽略不计，对于高差要求较高的GPS网要求有精确的起算数据，因此，在测定高程时，为了避免误差，可以采用常规的测量方法。
3.3GPS地形控制网的优化
在传统的地形测绘中，兼顾成本、进度以及可靠性的地形测绘优化已取得一定成就。GPS测绘技术相比于传统的地形测绘技术，有着随机的模型以及复杂的函数，使得GPS地形测绘技术有着高精度、快速以及灵活的布网方式的特点，然而GPS测绘技术在地形控制网的设计方面仍然处在一些问题，需要不断进行优化，才能不断提高GPS测绘技术的精度和效益，保证地形测绘的效率和科学性。
4结束语
在对数字化地形用GPS技术进行测量时，可以不对各级控制点进行布设，只需要按照一定数目的基准控制点就能够对地物点、地形点以及界址点的坐标进行高精度而且快速的测定，在野外同时还要利用测图软件进行一次绘图，接着再利用绘图仪和计算机把各类比例尺的图件输出来。对GPS广泛的进行应用，可以对工作人员的工作效率进行提高，从而对成图的精度有所保证，也可以对图周期进行缩短，进而可以对经济效益进行提高。
参考文献
[1]华幸才.数字化测绘在地形测量中的应用探讨[J].城市建设理论研究，2016（19）：18-20
[2]祝远华.RTK在地形测量中的实际应用探讨[J].科技与生活，2015（19）：35-36
论文作者:陶旭,朱艳军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/19
标签：地形论文; 测量论文; 技术论文; 精度论文; 电文论文; 界址论文; 边长论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;