GPS技术在大地测量中的应用分析

张学斌

摘要：随着GPS技术的发展进步，被广泛的应用到土地测量和管理的工作中，这为有效的解决土地问题，缓解协调人地相互之间的关系发挥了重要的作用，為实现土地管理的科学化和现代化奠定了坚定的基础。因此，本文针对GPS技术在大地测量中的应用展开论述。

关键词：GPS技术;大地测量;应用

引言：大地测量工作是人类了解自然环境，发展人类社会的重要工作。由此可见，大地测量工作是多么的重要。然而，大地测量工作是一项十分复杂的工作。如果没有有效的技术支持是无法有效完成的。全球定位系统（GPS系统）对于大地测量工作有着非常好的帮助，能够为大地测量工作提供有效的支持，使测量工作更为有效，也正因为如此，全球定位系统也成为了大地测量工作的重要手段。

一、GPS技术分析

GPS技术就是利用卫星对时间和距离进行测量，从而构成全球定位系统，通过接收机到GPS之间的距离进行基本测量来实现精确的定位。当地面的GPS接受机在接受到四颗卫星的信号后，利用载波的相位侧，从而及时测量出卫星信号传送到接受机所需要的时间，在结合传输卫星的星历，再将卫星和用户的几个距离进行相交后，就可以确定目标的三维坐标位置。

在GPS系统运用过程中，具有以下特点：一是高精度。在实际的应用中，全球定位系统的相对定位精度非常高;同时进行观测的时间较短。在进行GPS技术测量过程中不需要测站之间进行通视觉，这在很大程度上就会节约造标费用;可以为用户提供精确的三维坐标;另外，操作起来比较简单，自动化程度比较高，能够有效减轻工作人员的劳动强度和紧张程度。

而大地测量工作中最基本的任务就是地面点定位，需要测量人员能够精确地测量出地面点在空间中的位置。单靠传统的测量方法根本无法满足测量工作的需求。随着我国科学技术的不断发展完善，大地测量工作也已经从单纯的地面测量完善到了空中测量。随着大地测量技术的不断完善，人们认识到了GPS技术的巨大作用，并开始将该技术越来越广泛地应用到大地测量技术之中。GPS技术能够对地面目标进行精确定位，改变了过去落后的测量方法，不但大大提高了测量的精确度，也使测量工作更加高效，过去那种测量地区需要数天甚至数年的工作现在只需短短几天的时间便可完成，这大大提高了工作效率，为其他相关工作提供更为有效的数据支持。

二、GPS应用特点

2.1GPS卫星定位技术直接获取高精度的三维坐标，各点不存在逐点推算和误差积累，无需过度点，因而具有设计、布点和定位操作灵活、高精度、多用途等以及在降低劳动强度、高效自动化等方面有着常规测量无法比拟的优势。

2.2GPS空间大地测量对地理条件和作业条件要求较低，GPS点间的建立无需点间通视，使用双频机距离几乎不受限制，又与几何图形条件基本无关，对点、网、形要求相对较弱，可保证坐标传递精确度。

2.3传统测量平面坐标和高程是2个彼此独立的系统。GPS测量同时给出平面和高程坐标，将平面控制和高程统一控制在三维空间坐标系中，还可进行可视化处理，因而工作效率高。

2.4GPS测量，由于电离层效应和对流层效应具有相似的属性，短边长的网观测精确度反而高些，使得高级网对低级网的控制作用减弱了;数据处理上，不再对一、二、三、四等网分别处理，GPS空间大地测量观测量是等权的，不受边长制约。

2.5采用高精度分析软件、精密星历、与国际跟踪站联测的办法进行解算、平差，可获得更高精度的成果。可以满足大地测量网改造和工程应用之急需，具有更优越条件和更广泛的应用前景。

三、GPS技术在大地测量过程中的应用

3.1绘制大比例尺地形图。

公路选线多是在大比例尺（1∶1000或1∶2000）带状地形图上进行。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大，速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性息，而且采集速度快，因此大大降低了测图难度。

3.2公路的横、纵断面放样和土石方数量计算。

①纵断面放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中（如：各变坡点桩号、直线正负坡度值、竖曲线半径），生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，随时可以到现场放样测设。②横断面放样时，先确定出横断面形式（填、挖、半填半挖），然后把横断面设计数据输入到电子手簿中（如边坡坡度、路肩宽度、路幅宽度、超高、加宽、设计高），生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用"断面法"进行土石方数量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图。因为所用数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。必要时可用动态GPS到现场检测复合，这与传统方法相比，既经济又实用，前景又广阔。

四、GPS技术在大地测量过程中出现的优点和缺点

GPS技术在进行大地测量中优势主要体现以下几个方面：首先作业效率很高。在一般的地质地形条件下，大大减少了在传统测量过程中控制点和测量设备的移动，在很大程度上降低作业人员的劳动强度，同时还节约外业的费用。其次，定位精度非常高，数据相对来说，很可靠，很少出现误差的积累，在满足RTK测量前提下，平面和高程的精度就有可能达到厘米的级别;最后，GPS-RTK技术不需要通视，受到外界条件影响较小，更加易于操作，能够实现作业的自动化和集成化，能够实现多种测绘功能，同时还降低了工作的误差，提高测量的精度和正确性。另外，也存在一定的局限性。比如很容易受到信号的干扰等，因此，在使用GPS技术过程中，要有效解决信号干扰的问题，从而提高测量效率。

结语

GPS卫星定位技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对大地测量工作，特别是大地控制测量工作带来了巨大的影响。应用GPS进行大地控制测量，点与点之间不要求互相通视，这样避免了常规大地测量控制时，控制点点位选取的局限条件，并且布设成GPS网状结构对GPS网精度的影响也甚小。由于GPS技术具有布点灵活、全天候观测、观测及计算速度快、精度高等优点，使GPS技术在国内各省市的城镇地籍控制测量中得以广泛应用。利用GPS技术进行大地测量的控制，没有常规三角网（锁）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琐要求，只要使用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配，控制点位的选取符合GPS点位选取要求，那么所布设的GPS网精度就完全能够满足大地测量规程要求。GPS定位技术正广泛应用于社会的各个领域，服务经济建设。人类科技发展水平又到了一个新的高度。GPS在大地控制测量中应用广泛，以上是我对GPS在大地控制测量中应用的理解，诸多不足，还请批评指正。

参考文献：

[1]张勤，等.区域地面沉降高精度GPS监测数据处理方法研究[A].第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集[C]，2011.

[2]段维波，等.利用GPS资料求解中国大陆应变场的新方法[J].大地测量与地球动力学，2011（1）.