试析地形测绘中GPS技术的应用

摘 要：当今社会，是科技创新的时代，是不断发展的时代，随着社会的不断进步和经济的快速发展，推动了城市化建设进程的加快，技术的创新应用是新的发展趋势，现代测绘技术的持续发展也有着极为显著的更新换代趋势。这对于地质测绘工作的开展而言是一把双刃剑，用好了则杀敌无数，用得不好不会伤人反被伤。文章主要以GPS-RTK技术为核心，围绕地质测绘的各个方面做了较为详细的分析，并举例说明GPS-RTK技术的实际应用,更好的了解GPS - RTK技术，使其得到更为广泛的应用。

关键词：GPS；RTK；地质测绘；应用分析

中图分类号：P283 文献标识码： A

在地质测绘工作中，所涉及到的东西很多很多，就比例尺较大的地形测图作业、有效高度差较小、坡度较低以及卫星接收信号较为良好的测定区域而言，能够直接应用GPS相关设备及其技术进行数据的采集与测量作业。GPS技术主要是指在实时动态系统中结合数据传输技术对测量工作进行的一次重大的技术创新，对于我国而言，在进行控制测量作业时一般均是结合测量区域内的作业面积，建立在标准等级控制点基础之上的首级控制。

一、GPS 技术概述

在我国GPS这个名词已经不是很陌生了，大多数人们都知道它就是全球定位系统的英文缩写，它的首先应用是源自军事。但是随着经济的不断发展GPS 技术也逐渐应用到更多的领域，例如工业企业、民用企业等等，适用范围在不断增加。在GPS 技术中主要包括三个环节，第一全球定位卫星网，第二就是卫星信号的地面接收站，最后就是用户接收装置，这些组成了全球地理定位系统。其中定位卫星较为突出的是美国的全球定位卫星网络，这是发展比较完善的一个卫星网络，在我国北斗卫星导航系统也可与之媲美，但是发展还有待提高。地面定位装置是依靠卫星信号对所在区域的进行多角度共同定位的，因而保证了定位的精度，通常卫星定位采用三点定位的方式。

二、GPS 在地形测绘中的应用原理

在地质测绘中应用GPS是因为全球定位系统的高精度，能够准确的判定地理位置。这样就有利于人们按照当前的地形、位置、坐标等进行实际的测绘，可以使测绘的结果更加的精准无误，运用GPS对想要绘制的地区进行网格定位，这样一来就可以完整的呈现图形的全貌了。在接下来我们会对GPS的优势进行分析，其中有一项就是全天候定位，这样就对一些难以通过人工绘制的地形加以描绘，例如高山、河流、湖泊等，最常用到的就是GPS的远距离动态测绘。GPS 在地形测绘中的应用原理主要是通过对测绘位置的经纬度进行三点定位操作利用三个组成部分及时的进行接收，确定测绘地区的位置所属，再由卫星系统测定出地形状态，地形间的高度差，并将其转化成数据的方式发送至地面接收机，地面接收机就对原始数据进行加工，由卫星数据推算出测绘地区的地形、高度差、海拔等情况，这种地形测绘的方法操作简单，应用方便。

三、GPS 应用于地形测绘中的技术优势分析

第一，定位精度高GPS RTK 的定位精度也能够达到厘米和分米级， 可以满足绝大多数工程测量的需求，其测量精度如表 1 所示。第二，观测时间短，通过 GPS 技术建立控制网还能进一步缩短观测时间，从而有效地提高观测作业效果。第三，测站之间无需通视，由于 GPS 不受通视和图形结构条件限制，使选点工作变得更加灵活，基本能够按照实际工作的需要确定合适的点位， 从而省去了传统测量方法中的过渡点等测量工作。第四，GPS 能够提供全球统一的三维地心坐标，由于 GPS 定位都是基于全球统一的 WGS-84 坐标系统这一前提下计算出来的，为此，全球不同点的测量结果均是相互关联的。第五，全球全天候作业GPS 在进行地形测量时主要是借助外太空的卫星来获取相应的数据信息， 这样便可以确保 24h 不间断地进行监测， 一般除了雷雨天气不易采用 GPS进行观测之外，在其余天气里 GPS 都可以进行测量，而常规测量技术却经常会受到室外天气状况的影响。

表 1 GPS实时定位、测时与测速精度

四、GPS 技术在地形测绘中的具体运用

4.1 GPS 在土地测绘中的应用

土地测量工作中，最为重要的任务之一是地形测量。 借助GPS 的动态技术对地形进行控制测量测站之间无需通视 ，有效地克服了常规测量方法选取点位的局限性， 也省去了诸多复杂繁琐的环节，仅仅需要使用的 GPS 系统的动态仪器与地形控制测量要求的精确度相匹配且控制点位的选取符合 GPS动态测量的要求即可，这样布设的 GPS 动态控制网便能够满足地形规程的具体要求。 随着 GPS 技术的不断发展和完善，其动态技术获得了长足进步，无论是测量精度、速度和经济效益方面都要远远由于传统的常规测量方法。

现阶段，GPS 的静态测量、快速静态测量和 RTK 测量都日渐成熟和完善，传统的测量方法也逐渐被 GPS 所取代，其现已成为地形控制测量中不可获取的主要方法之一。 通常情况下， 对于边长在 10-15km 的 GPS 基线向量，若是实测过程中卫星较多且外部观测条件良好，可以优先考虑采用 GPS 的快速静态测量模式；而对于边长小于 5km 的一级和二级地形控制网的极限，则应优先考虑考虑 RTK 测量。

4.2 GPS RTK 在地籍测量中的应用

（1）在地籍测量中应用 RTK 技术能够准测定出每一宗土地的权属界线及地籍图，测量精度能够达到厘米级的要求。 将RTK 获得的数据信息经过相应的软件处理后直接输入到 GPS系统，便可以及时准确地获得地籍图。 若是实际应用过程中，存在影响 GPS 卫星信号接收的遮蔽地带，则应当配以经纬仪、全站仪等测量工具，并采取解析法或是图解法进行细部测量，这样能够确保数据的精确性。

（2）在建设用地定界测量中，RTK 能够实时测定出界桩的准确位置，进而确定出土地使用界限范围，通过软件计算可得出实际用地面积。 通过 RTK 技术进行勘测定界的放样工作实际上就是坐标的直接放样，面积计算主要采用的是 PS 软件中自带的计算功能。 这样一来有效地克服了常规解析法放样的复杂性，使建设用地定界的工作程序获得了进一步简化。

（3）在土地利用的动态检测中 ，也可以应用 RTK 技术来完成。 传统的检测方式主要采用的是简易补测或是平板仪补测法，这些方法不但速度慢而且效率也相对较低。 而 RTK 技术最大的优势就在于能够进行实时动态测量， 这样一来不仅提高了检测的速度和精确度，同时还省时省力，有效地确保了土地利用情况调查的真实性和可靠性。

4.3 在地形测绘中应用 GPS 定位的具体步骤

（1）确定基准站。在 GPS 定位测量中，基准站的选址工作是比较重要的环节之一，实际选址中应注意以下问题：①应尽可能避开有无线电干扰的区域；②信号发射天线应具备足够的高度；③为防止数据信息丢失，基准站附近应当没有 GPS 信号反射物或是大面积水区域。

（2）外业施测。当确定好基准站位置并架设好仪器后，外业人员便可以开始进行测量作业，通常可两人一组，其中一人站在基准站上，另一人则携带仪器到达界址上立杆并记录相应数据，然后绘制出草图，为内业整图提供完整的参考资料。

（3）内业处理。 通过外业测量获得数据格式一般都是 RAT文件，在内业处理时应将该格式转换为用户需要的格式，可以用“测点成果输出”这一功能来完成数据格式转换，经过转换之后，文件的格式便与 CASS5.0 软件格式一致，然后结合外业草图便可以快速绘制出完整的数字化地形图。

五、结束语

综上所述，GPS-RTK可适用于各种测绘行业，是一种行之有效的测量技术，它的出现给测绘工作带来了无限的光明，相信随着数据传输能力的增强、数据的稳健性、抗干扰性水平和软件水平的提高，RTK技术将在地质测量和其他领域得到更广阔的应用。

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