GPS技術(shù)的應(yīng)用原理及特點(diǎn)分析

劉曉燕

（天津市武清區(qū)土地整理中心，天津 301700）

一、GPS技術(shù)應(yīng)用原理及現(xiàn)狀

GPS是由美國國防部主持研制的以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)能為全球提供全天候持續(xù)，實(shí)時，高精度的三維位置，三維速度和時間信息，運(yùn)動速度等信息，GPS系統(tǒng)有24顆距地面12000公里的衛(wèi)星，衛(wèi)星以12小時的周期繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，使地球上任意時刻，任一點(diǎn)可以同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星，GPS信號的接收設(shè)備通過測量衛(wèi)星無線電信號的傳輸時間來測量距離，通過搜尋不同的衛(wèi)星信號，通過計(jì)算多顆衛(wèi)星的信號最終確定當(dāng)前設(shè)備所處的經(jīng)緯度，海拔，當(dāng)前時間等信號。地面上接收機(jī)利用衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)據(jù)，建立4個變量的方程，便可計(jì)算出當(dāng)時的經(jīng)緯度坐標(biāo)。目前，GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于車輛導(dǎo)航，土地測繪等領(lǐng)域。GPS對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)是一次重大的技術(shù)改進(jìn)，它使經(jīng)典的測量方法產(chǎn)生了空前的變革，加強(qiáng)了測繪科學(xué)和其他科學(xué)之間的交流，從而促進(jìn)了測繪技術(shù)的發(fā)展。GPS定位測繪技術(shù)有以下特點(diǎn)：

1 測量點(diǎn)之間無需通視

2 定位精度高

3 操作方便

4 不受天氣等環(huán)境的干擾

GPS在地籍測量中的應(yīng)用GPS快速靜態(tài)定位能夠滿足地籍控制測量的精度要求，應(yīng)用GPS進(jìn)行地籍控制測量，點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求相互通視，這就使常規(guī)地籍測量控制時，點(diǎn)位選擇可以很靈活，當(dāng)整體布設(shè)成GPS網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)對GPS網(wǎng)精度的影響也很小，因?yàn)槠洳键c(diǎn)靈活，不受天氣因素的影響，測繪精度高，速度快，所以使GPS技術(shù)在全國各省市的城鎮(zhèn)地籍建設(shè)中應(yīng)用極其廣泛。

在以往的測繪工作中，我們利用電子經(jīng)緯儀，數(shù)字水化儀，激光掃描儀等測繪地籍，這些工具一度非常先進(jìn)，很大的支持了我國的測繪工程，自1994年美國建成GPS后，這項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)給測繪帶來了本質(zhì)的改變，其定位速度快，準(zhǔn)確，節(jié)約人力成本，減少開支，等優(yōu)點(diǎn)，使GPS地定位設(shè)備被廣泛應(yīng)用，在城市里有車載GPS導(dǎo)航儀，現(xiàn)在在智能手機(jī)上基本上都有GPS功能，方便了人們的出行。現(xiàn)在GPS技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛應(yīng)用，在最新型車輛上，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)成為最新的標(biāo)準(zhǔn)配置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)的發(fā)展，許多新技術(shù)涌現(xiàn)，例如，3G無線通訊技術(shù)，可以把現(xiàn)場測繪的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)迅速的傳輸?shù)缴衔徽军c(diǎn)，在地籍測繪領(lǐng)域，隨著GPS差分定位和RTK實(shí)時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展，定位精度越來高，GPS技術(shù)在地籍繪制，地質(zhì)勘探測量，石油礦藏探測定位等領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。

二、GPS技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用

1 GPS技術(shù)在地籍控制測量中的應(yīng)用

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給測繪工作帶來了前所未有的便利，因?yàn)镚PS網(wǎng)絡(luò)對測繪網(wǎng)絡(luò)的需要不需要特別精準(zhǔn)，所以降低了測繪的難度，在測量過程中也不需要點(diǎn)之間的通視，不需要對點(diǎn)位進(jìn)行刻意的選擇，并且不隨天氣變化而受影響，其優(yōu)良的精度，快速的響應(yīng)速度，安全，自動化程度極高等特性，使GPS技術(shù)在目前的地籍測量中被廣泛的應(yīng)用。

2 GPS地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的密度和精度

地籍測繪的最重要的任務(wù)就是對整個區(qū)域進(jìn)行測量控制，控制器網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度，它是測繪地籍和數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)，滿足測量土地權(quán)屬分為內(nèi)的點(diǎn)，叫做界址服務(wù)點(diǎn)，它主要為了滿足地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度。GPS地籍網(wǎng)絡(luò)按照測量范圍和先后次序分為基本網(wǎng)加密網(wǎng)兩類。因?yàn)槌擎?zhèn)的地籍的界址點(diǎn)分布小，但是密度大，所以要盡可能的增加界址點(diǎn)的密度，以便于日后的細(xì)化工作。山地，平原等地況的地籍信息的采集，則性對粗放，要界址點(diǎn)分布廣闊，但是界址點(diǎn)密度小。

3 位置基準(zhǔn)點(diǎn)對GPS網(wǎng)的影響

GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)信息有基準(zhǔn)，位置基準(zhǔn)，和方向基準(zhǔn)三個部分，在常規(guī)測量中，城鎮(zhèn)的地籍信息，要參照國家控制點(diǎn)作為位置基準(zhǔn)點(diǎn)，采用假定坐標(biāo)值作為基礎(chǔ)，以此點(diǎn)為基礎(chǔ)建立

相對的坐標(biāo)系，在采用GPS定位技術(shù)時，因?yàn)槎ㄎ坏玫降臄?shù)據(jù)經(jīng)過運(yùn)算最終得到的是EGS-84坐標(biāo)系的相對差值，所以GPS網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)形狀和其在參考橢球面上的基準(zhǔn)位置密切相關(guān)。

4 GPS技術(shù)在地籍細(xì)部測量的應(yīng)用

為了測定每塊區(qū)域的權(quán)屬界址點(diǎn)，位置，形狀，等信息，需要對區(qū)域進(jìn)行地籍細(xì)部測量。

其是地籍信息報(bào)告中很重要的組成部分之一，在地籍平面測量完成后，在其基礎(chǔ)上對地籍

細(xì)部測量，對城鎮(zhèn)外圍的界址點(diǎn)之間的距離只允許有0.1米的公差。隱蔽界址點(diǎn)和村落的界址點(diǎn)的允差有所增大，為0.15米。在建設(shè)用地勘定界測量中，RTK技術(shù)可以實(shí)時的測定界樁位置，確定土地的使用界限范圍，計(jì)算用地面積，利用GPS RTK技術(shù)，可以完全滿足測繪的精度要求。

三、GPS測量技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)越性

相對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)，GPS測量系統(tǒng)在地籍信息的測繪過程中，相比以往，有以下進(jìn)步，有極高的作業(yè)精度，因?yàn)槠錅y繪，不受測繪距離，測繪地況的限制，非常適用于地行條件復(fù)雜的困難地區(qū)。因?yàn)槠錅y量自動化程度高，數(shù)值讀取和運(yùn)算由計(jì)算機(jī)控制，不受人為因素影響，RTK技術(shù)能實(shí)時地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)值，況且還支持實(shí)時實(shí)地放樣，樁位測量，點(diǎn)位測量等，GPS技術(shù)的應(yīng)用可以極大地降低測量人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率，其體積輕，攜帶方便，非常適合野外作業(yè)。

結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)的研發(fā)與實(shí)踐，極大的促進(jìn)了測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，使工程測量不但精度提高，還方便了測繪工作，提高了工程建設(shè)的質(zhì)量和速度，目前我國已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化測繪時代，測繪信息需要網(wǎng)絡(luò)化，信息化，在測繪工作中要不斷吸收先進(jìn)的技術(shù)，深化改革，盡快的把新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，系統(tǒng)化，GPS的應(yīng)用，只是工程測繪成功應(yīng)用的一個縮影，汽車電子導(dǎo)航設(shè)備，智能手機(jī)的定位地圖功能，車，艦船，飛機(jī)，地形測繪等，到處都可以見到GPS的身影，GPS作為一種新興的測繪方法，目前已經(jīng)在工程測繪，地形，地質(zhì)勘探中有了廣泛的應(yīng)用，為國內(nèi)城市化建設(shè)的快速發(fā)展，奠定了基礎(chǔ)。目前國內(nèi)的GPS在測繪上的應(yīng)用雖然廣泛，但是因?yàn)閲鴥?nèi)GPS發(fā)展較晚，所以還有不少技術(shù)難題需要解決，我們期待新技術(shù)的涌現(xiàn)，為更加精確，便捷的測繪工作服務(wù)。

[1]李清吉，曹傳萌，聶偉.GPS定位系統(tǒng)[J].科技信息（科學(xué)教研）.