浅析GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用

[摘要]全球定位系统即GPS，其主要用途是连续提供全天候高精度的三维实时定位，且其具有免除测站之间的通视、操作简便等优点，通过用户设备、空间星座和地面监控等的相互配合，使其在气象、交通导航和军事等方面得以广泛的应用和推广[1]。为了使得GPS控制测绘技术在地理信息系统中得以更好的应用，本文主要介绍了GPS控制测绘技术和GPS控制测绘技术在地理信息系统的具体应用以及GPS控制测绘技术在地理信息系统中的问题和技术革新。

[关键字]　GPS　控制测绘技术　地理信息系统

[中图分类号]　P25

[文献码]　B

[文章编号]　1000-405X（2012）-10-1-1

由于测绘技术的不断发展和成熟，在地理信息系统中GPS控制测绘技术得到了广泛应用，GPS的技术基础是卫星无线电导航所建设的定位系统，接收装置和环球通讯卫星是构成这一系统的主要组成部分，主要提供时间信息、三维坐标和导航等信息资料给顾客。近年来，随着GPS技术的发展和普及，使GPS得以在较广域的范围内得到广泛的运用和发展。而地形测量是一份高精度要求、繁重复杂的工作，其主要目的是为各种工程、矿区或城市提供比例尺各异的地形图以达到精确和安全生活生产的效果[2]。在在GPS还未涉足控制测量领域时，其测量主要是依靠经纬仪、测距仪等仪器，在小范围内进行局部测量，不仅其精确度有限且对物力人力资源造成了不必要的耗损。

1　GPS控制测绘技术

如何运用GPS控制测绘技术对传统的控制测量方法进行改造以期建立一个现代化的控制测量模式即使一项现实而重要的课题，同时也是一个亟待解决的问题。

传统的控制测量确定平面高程和坐标的途径主要是运用高程和平面分离的方法。其具体方法是用测距仪进行距离测量、经纬仪进行角度测量，以分期、分级布网的形式设置导线网、三边网、三角网和边角混合网对点位的平面坐标进行定位，以水准仪进行高差测量，同样水准网的布设形式也是通过分期和分级形式进行，以对点位高程进行定位[3]。

而GPS控制测绘技术则是以现代的空间定位技术为手段，对空间点位对应的三维坐标进行高精度和高效快速的确定。无论是从形式上、精度上还是方法上上述测量方法将彻底颠覆原有的控制测最方式，这些不同首先表现在效率上，GPS控制测量将以准实时、事后和实时等各种方式满足用户对信息的不同需要；其次表现在测量方式上，不同于传统测量模式依靠测距仪测距、经纬仪测角恶化水准仪测高差的单纯测量方式，GPS控制测量模式采用的是将GPS空间定位为测量的核心技术，并辅以传统测绘方式，以两种形式的融合来进行空间位置的最终定位。再次表现在成果形式上，不同于传统测量模式中对高程和平面分离的方法，在对平面坐标进行定位的同时也将其点位的高程进行定位。最后表现在精度上，GPS控制测量精度远高于传统控制测量。

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GPS控制测绘技术在地理信息系统应用

2.1　GPS系统与GIS系统相结合

由于经济和社会的发展步伐越来越快速，人类活动随之日渐频繁，使得环境恶化、资源耗费和人口剧增等问题逐渐浮现出来。相关部门应当站在全局的立场，注重对环境系统的管理和保护。GIS地理信息系统可以有效的将空间地理和各种信息融合在一起，将计算机科学、RS、、地理学和GPS等技术有机的整合在一起，对收集到的数据进行综合处理和分析，促使数字手段一体化的实现，从而实现对相关信息的管理，运用三维和分辨率对空间环境进行描述。特别是在对城市地理信息进行管理时，由于其受到交通建设、政府宏观政策以及城市规划等影响，因而对其空间信息数据资料有了更高的标准，其必须满足高精度、实时性和全方位的要求，只有这样才能及时的获取基础和准确的理信息数据。ARCHN-FO、ARCVIEW和PC软件是实现地理信息获得的主要平台[4]。

2.2　GPS在城市GIS系统中的应用

电子地图能够将模拟信号和数字信号采取可视化的技术处理，使其在计算机显示屏上得以显现，且具备强大地理信息系统的功能，其中所能显示的数字信号主要含有遥感数字图像、数字地图和采集到的数字化数据。

制作电子地图的方法主要有GPS系统获取、字化获取、直接获取和遥感获取四种。若要针对GIS系统中电子地图进行制图，则需借助于GPS控制测绘技术对其空间地理所属进行准确定位，这也是制图得以实现的保障。GPS基准站通过不断的运行其跟踪所得的高精度数据，以实现各地GIS用户得以准实时、快速实时的确定其所处地理位置。

2.3　RTK定位技术

载波相位观测是RTK定位技术得以实现的基础，通过对实时动态的连续定位可在坐标系中实现对实时测站点的三维定位，而且其定位的空间地理可精确至厘米。在RTK控制测绘技术的基础之上，基准站将测站坐标信息和观测值一起传至流动站，流动站的功效主要一是采集GPS所得的观测数据，二是利用数据链接对基准站产生的数据进行接收和管理。

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GPS控制测绘技术在地理信息系统中的问题

近年来随着GPS技术的不断进步和成熟，其在地形控制测量得以广泛的运用，这样不仅可以有效的解决了由于机械设备和传统人工所引起的制图不精确的问题，而且还能够与各种信息相结合，极大的方便了用户的使用。但是GPS控制测绘技术在地理信息系统中仍旧存在问题，主要是在GPS测量依旧采用了碎步测量。GPS在进行地形控制测量时，主要是借助于载波相位在卫星系统间的变换，因此为了使得测量效果的更加的精确，GPS测量点应当定位在远离卫星通信和电磁干扰的地点[5]。由于GPS的测量具有随意性，相关测量人员在挑选控制点时，应当将障碍物作为影响因素考虑进去，应首选地势较高和较空旷的地方作为观测点，以保证最低限度的降低流动信号中出现的散射率。

4　GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用革新

要想革新GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用，避免GPS控制测绘技术在地理信息系统中问题的产生需要建立三维测量分布更加均匀的控制网，且要加强其精度度。针对于GPS基准站的运行模式需一一定的周期将GPS观测数据传至数据中心进行处理，以此对控制点的三维坐标进行定位，可避免测量控制点的大量布设。同时还可以通过广播方式向用户纠正GPS相位差分的错误信息，在通讯传播良好的条件下，其传播范围达30千米，在高楼区为了影响效果要对其设置中继站进行信号传递。而且还可以通过广播方式向用户纠正GPS伪距差分的错误信息，利用这项技术，用户可实时对待测点的三维坐标进行确定，其测定可达到5米的精度，可满足车载GPS控制和导航的要求。

参考文献

[1]满树徐.张军.GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用[J]-信息工程.2011（9）.

[2]王继卫.张世永.GPS精密单点定位（PPP）在农用土地所有权登记发证外业测量中的应用[J]-江西测绘.2011（2）.

[3]彭泽平.GPS_RTK技术在控制测量中的应用[J]-城市建设理论研究（电子版）.2011（23）.

[4]王卓.李军.GPS在地理信息数据采集方面的应用[J]-黑龙江科技信息.2010（10）.

[5]韦成亮.　GPS技术在地形控制测量中的应用[J]-技术与市场.2011.18（8）.