李志云

【摘 要】 本文首先對(duì) GPS 技術(shù)進(jìn)行了概念的詳細(xì)闡述，接下來(lái)數(shù)字化地形測(cè)量的組織進(jìn)行了介紹，然后對(duì)其在數(shù)字化地形測(cè)量分析中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能對(duì)改善數(shù)字化地形測(cè)量有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 GPS技術(shù) 數(shù)字化地形測(cè)量 組織 應(yīng)用

1 GPS技術(shù)

伴隨著我國(guó)國(guó)家市政規(guī)劃以及工程建設(shè)的不斷需要，實(shí)施地形測(cè)量的實(shí)際重要性得到了日益的提高，并且受到了人們普遍的關(guān)注和大力重視，近幾年來(lái)有關(guān)方面測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展并且先后地應(yīng)用在了地形測(cè)量過(guò)程中，這也就為地形測(cè)量過(guò)程的準(zhǔn)確性以及科學(xué)性提供了切實(shí)的保障，在這個(gè)基礎(chǔ)之上加大GPS技術(shù)在數(shù)字化的地形測(cè)量應(yīng)用過(guò)程中的研究對(duì)于地形測(cè)量來(lái)說(shuō)顯示出更加重要的意義。

GPS，也就是我們通常所說(shuō)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它是一種具備全球性、全能性以及全天候性特點(diǎn)的導(dǎo)航、定位、定時(shí)與測(cè)速系統(tǒng)。伴隨著該技術(shù)得以進(jìn)一步的日趨成熟，GPS系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了我們的民用領(lǐng)域，并且日益發(fā)揮出了它的卓越的技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，GPS系統(tǒng)主要包括三大部分：系統(tǒng)空間部分———GPS衛(wèi)星星座；系統(tǒng)地面控制部分———地面監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)用戶設(shè)備部分———GPS信號(hào)接收機(jī)?？臻g衛(wèi)星系統(tǒng)是由均勻得分布在我們地球六個(gè)軌道平面之上的二十四顆高軌道運(yùn)行工作的衛(wèi)星所構(gòu)成，衛(wèi)星每隔兩個(gè)小時(shí)就會(huì)沿著近圓形的軌道繞地球環(huán)繞一周運(yùn)行，由星載的具有高精度特性的原子鐘所控制的無(wú)線電發(fā)射機(jī)會(huì)在“低噪聲窗口”的四周發(fā)射出L1和L2這兩種載波，然后向全球的GPS系統(tǒng)用戶的接收系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)地播發(fā)GPS系統(tǒng)的導(dǎo)航信號(hào)。地面的監(jiān)控系統(tǒng)是由均勻的分布在美國(guó)本土以及三大洋的美軍基地之上的五個(gè)監(jiān)測(cè)站、1個(gè)主控站以及三個(gè)注入站所組成的。這個(gè)系統(tǒng)的主要功能是：監(jiān)控站會(huì)用GPS系統(tǒng)來(lái)接收系統(tǒng)測(cè)量到了每顆衛(wèi)星實(shí)際的偽距與距離差，然后采集氣象方面有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且會(huì)把觀測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)主控點(diǎn)。主控站然后就會(huì)接收到來(lái)自各個(gè)監(jiān)測(cè)站的GPS衛(wèi)星觀測(cè)到的所有數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作的狀態(tài)數(shù)據(jù)、各個(gè)監(jiān)測(cè)站以及注入自身的實(shí)際工作狀態(tài)方面的數(shù)據(jù)，及時(shí)得編算出每顆衛(wèi)星在導(dǎo)航過(guò)程中的實(shí)際電文并且將其傳送給系統(tǒng)注入站；控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)站兩者之間的緊密聯(lián)系，注入時(shí)間的安排工作，要檢驗(yàn)好注入衛(wèi)星導(dǎo)航的電文正確與否和衛(wèi)星是否已經(jīng)把導(dǎo)航的電文發(fā)送給了GPS系統(tǒng)用戶；診斷出衛(wèi)星的實(shí)際工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)的改變偏離軌道運(yùn)行衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置和姿態(tài)，調(diào)整好備用衛(wèi)星用以取代失效的衛(wèi)星。系統(tǒng)注入站要接受主控站所送達(dá)的各類衛(wèi)星導(dǎo)航的電文并且把它注入飛越它上空的每顆衛(wèi)星的用戶接收系統(tǒng)當(dāng)中，主要是由憑借無(wú)線電傳感以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)支撐的GPS衛(wèi)星接收機(jī)以及GPS數(shù)據(jù)處理的軟件所構(gòu)成。

2 數(shù)字化地形測(cè)量的組織

進(jìn)行數(shù)字化地形測(cè)量工作是工程實(shí)際施工和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的一個(gè)重要基礎(chǔ)，與此同時(shí)鑒于實(shí)施數(shù)字化地形的測(cè)量工作要求具備比較高的準(zhǔn)確性以及精確性的緣故，所以事先一定要進(jìn)行完善周密的組織。具體而言主要包括以下幾項(xiàng)工作：（1）測(cè)量工序。進(jìn)行地形測(cè)量工作的主要工序可以分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是要控制測(cè)量和計(jì)算機(jī)輔助平差的準(zhǔn)確計(jì)算；二是要將碎部的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和軟件編輯成圖。這兩個(gè)主要環(huán)節(jié)之間憑借數(shù)據(jù)傳輸作為連接的紐帶，不僅可以平行施工而且可以實(shí)施順序施工，和傳統(tǒng)的地形測(cè)量相比較的話，這會(huì)減少了中間大量的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。（2）測(cè)量方案。進(jìn)行數(shù)字化地形的測(cè)量項(xiàng)目的基本作業(yè)方案是按照儀器設(shè)備的實(shí)際條件來(lái)確定的，如果儀器設(shè)備的條件不同的話，相應(yīng)的作業(yè)的方案就會(huì)各異，在一定的條件下，采用大比例尺的數(shù)字化地形的測(cè)量能夠一次性的全面布網(wǎng)直到測(cè)站點(diǎn)，而且能夠直接先行測(cè)圖而且不受到先控制后測(cè)圖逐級(jí)加密等相關(guān)測(cè)量原則的不必要的約束。（3）測(cè)量方法。在生產(chǎn)的工序上，實(shí)施數(shù)字化的地形測(cè)量工作不一定非要遵守先控制、后測(cè)圖的這一原則，控制測(cè)量和碎部測(cè)圖能夠同時(shí)進(jìn)行，而且有時(shí)候能夠是先測(cè)圖后控制，只不過(guò)是后者需要把碎部成圖控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)然后憑借成圖的軟件來(lái)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)站糾正工作。

3 GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量相關(guān)技術(shù)中的應(yīng)用

3.1 GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用

（1）常規(guī)測(cè)量方法的缺陷。由于測(cè)量范圍的不廣泛。一般性質(zhì)的憑借人力或者是一般的機(jī)械來(lái)進(jìn)行測(cè)量工作的方法，鑒于它的技術(shù)含量比較有限，在操作起來(lái)不單耗費(fèi)大量人力和物力，而且它的測(cè)量范圍非常有限的緣故。搜集到的有關(guān)用于進(jìn)行路線測(cè)量控制的起算點(diǎn)之間一般情況下也很難確保是同一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，國(guó)測(cè)、軍測(cè)以及城市控制點(diǎn)經(jīng)常情況下會(huì)混雜在一起，這就導(dǎo)致出現(xiàn)了系統(tǒng)之間的兼容性的問(wèn)題，如果采用不兼容的有關(guān)起算點(diǎn)的話，勢(shì)必就會(huì)影響測(cè)量的質(zhì)量。（2）國(guó)家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重，影響測(cè)量作業(yè)。由于國(guó)家的基礎(chǔ)控制點(diǎn)有很大一部分是二十世紀(jì)五六十年代的時(shí)候完成的，歷經(jīng)三十多年，有些控制點(diǎn)由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的實(shí)際需要而被嚴(yán)重的破壞，有些控制點(diǎn)則是由于很多人缺乏必要的知識(shí)而遭到了人為的破壞。在這些區(qū)域進(jìn)行實(shí)際的路線測(cè)量相關(guān)工作，經(jīng)常在五十千米以上都難以找到導(dǎo)線的聯(lián)測(cè)點(diǎn)。這樣的話實(shí)施路線的控制測(cè)量的實(shí)際質(zhì)量就得不到很好的保證。地面的通視困難常常會(huì)影響到常規(guī)測(cè)量工作的實(shí)施。一般情況下地形的控制點(diǎn)一定要布設(shè)在三百米范圍之內(nèi)。但是由于通視或者其他方面的原因，這一基本條件難以得到有效滿足，甚至在大范圍的密林、密灌以及青紗帳地區(qū)，根本不能夠?qū)嵤┏Ｒ?guī)控制的測(cè)量工作。

3.2 GPS用于數(shù)字化地形測(cè)量的特點(diǎn)

測(cè)量的范圍比較廣。GPS技術(shù)由于由高測(cè)低，它的測(cè)量范圍能夠很大。可以按照有關(guān)實(shí)際需要來(lái)布設(shè)控制網(wǎng)，簡(jiǎn)化加密的級(jí)別，省去聯(lián)測(cè)的過(guò)渡點(diǎn)。測(cè)量的精度比較高。伴隨著GPS技術(shù)的日趨成熟與快速發(fā)展，可以建立起比常規(guī)的測(cè)量工作精度更加高的控制網(wǎng)絡(luò)。各個(gè)聯(lián)測(cè)點(diǎn)相互之間并不要求通視，不需要建造高規(guī)標(biāo)。觀測(cè)的自動(dòng)化程度比較高。外業(yè)人士用電鈕來(lái)操作，內(nèi)業(yè)人士用計(jì)算機(jī)來(lái)處理數(shù)據(jù)，作業(yè)的時(shí)間比較短，效率比較高。GPS技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)晶，它是衛(wèi)星技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及天文觀測(cè)技術(shù)等諸多高科技尖端技術(shù)相結(jié)合的一種綜合產(chǎn)物，GPS技術(shù)的出現(xiàn)和不斷完善將會(huì)進(jìn)一步得有力推進(jìn)我國(guó)地形測(cè)量技術(shù)的改進(jìn)，完善以及豐富地形測(cè)量的方法。

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