基于GPS的公路電子地圖設(shè)計和制作

謝 帥

(衡水市公路勘測設(shè)計所)

0 引 言

GPS 屬于與衛(wèi)星進行連接的高精度定位設(shè)備，其運作原理就是GPS 在搜到衛(wèi)星信號之后，發(fā)射相應(yīng)的訊號，從而確定自身的位置，在有多顆衛(wèi)星的情況下，GPS 的精度能夠大幅度提高，通常情況下，GPS 能夠搜索到至少2 顆定位衛(wèi)星，這能夠幫助衛(wèi)星進行1 ～5 mm +1 ppm.d 級別甚至高精度的定位。通過GPS 的高精度定位效果，電子地圖的設(shè)計和制作將變得更加的快捷、精確。下面主要以某地區(qū)公路的電子地圖繪案例來對于GPS 的公路電子地圖設(shè)計和制作技術(shù)進行了全面詳細的探討。

1 GPS 應(yīng)用現(xiàn)狀

在當前公路管理部門針對道路進行管理、養(yǎng)護的過程中，通過對電子地圖的利用，能夠通過計算機，來達到更快速的公路管理，還能夠促使公路本身各個方面完全通過數(shù)據(jù)化的形式呈現(xiàn)出來。本文地圖繪制過程中所使用的GPS 是美國軍方聯(lián)合海陸空三方進行研制的二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)的使用，能夠為用戶呈現(xiàn)出更加精密的坐標信息、速度信息、時間信息等等。就該GPS 系統(tǒng)來說，最為廣泛的一個功能應(yīng)用便是定位，該設(shè)備的實現(xiàn)原理就是通過多臺不同的接收機在多個不同的位置上同時接收到來自于GPS 所發(fā)射出的訊號，在這期間，計算機可以利用精確計算的形式得到GPS 當前的具體位置。在雙頻接收機運作原理下，其GPS的精度能夠達到5 mm +1 ppm.d 的超高精度，在如此高的精度狀態(tài)之下，完全能夠最大限度的滿足電子地圖設(shè)計、制作的多方面需求。

2 GPS 地圖設(shè)計制作應(yīng)用案例

在進行案例公路的電子地圖制作過程中，所使用的地圖底圖是我國1997年所繪制的精度為1∶210 000 的交通地圖以及為1∶50 000 的地質(zhì)地形圖。在對公路進行電子地質(zhì)的設(shè)計制作工作開始之前，所首先需要加以解決的一個問題就是要對于參照系進行良好的統(tǒng)一，通過這一固定的參照系，能夠建立起單幅地圖圖幅坐標自身和國家的坐標之間的換算公式，通過這一換算的關(guān)聯(lián)，能夠保證電子地圖不會出現(xiàn)偏移。依據(jù)系統(tǒng)的總體規(guī)劃以及電子地圖制作的路線設(shè)計來說，這部分大地坐標的點位實際上都能夠直接通過GPS接收機的形式來就進行精確的測量，不會出現(xiàn)較大的誤差。在經(jīng)過了大量的研究對比之后，案例道路最終使用了AshtcchZ－X 雙頻模式的GPS 接收機設(shè)備，來針對相應(yīng)的大地坐標進行測量。

2.1 GPS 控制點測里

GPS 所具備的測量方式是多種多樣的，可以直接將測量形式分為動態(tài)測量、準動態(tài)測量、靜態(tài)測量三種。在本文的案例公路進行電子地圖設(shè)計制作的過程中，所的數(shù)據(jù)采集形式，是靜態(tài)測量。在實際進行操作期間，需要通過三臺接收機來進行數(shù)據(jù)收集，一臺接收機要直接放在大地坐標完全掌握的基準站點之中，而另外兩臺接收機則需要作用流動的訊號接收站點進行施工。在某些時段下多臺接收機同時進行觀測，至少要對4 顆及以上的公共衛(wèi)星載波、偽距進行觀測，之后再利用精確計算完成的結(jié)果，來對于采集點的具體三維坐標進行采集。

2.2 測量規(guī)劃

基準點在進行選擇的過程中，最好直接選擇國家I－IV等三角點或者水準點來作為基準點。其基準點本身的點位應(yīng)當要暢通無阻、視野開闊，并且其基準點的周圍不能夠存在任何信號發(fā)射物、信號反射物、超高澆筑結(jié)構(gòu)等，這方面的情況存在，會對于GPS 數(shù)據(jù)采集精準度造成影響。此外，基準點的位置分布應(yīng)當要保證合理性，最好呈現(xiàn)出面狀的形式來進行分布。

為了能夠促使測量的效率以及便于后期其他工作執(zhí)行，應(yīng)當要依據(jù)基準點的具體分布情況，來直接將控制點放置在當?shù)厮裉柕母鱾€道班之中，并且采取打樁的形式進行標記，如此以來，就達到了對案例公路的拓撲圖進行建立的目的，并且也對于下一部分的數(shù)據(jù)采集工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

案例公路進行數(shù)據(jù)采集過程中，所使用的主要儀器就是三臺完全相同的AshtcchZ－X 雙頻GPS 接收機設(shè)備，并且在進行采集的過程中，嚴格的按照國家所頒布的《全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范》，同時在旗艦認真的對于GPS 測量點日記以及GPS 測量手簿進行了全面詳細的記錄，以便于后期更正或者數(shù)據(jù)的查詢需要，同時還能夠?qū)τ诘缆仿肪€修改起到的輔助作用。

2.3 外業(yè)測量

在進行實際測量操作的過程中，主要是在控制點的道班之中來進行相應(yīng)操作，直接在事業(yè)開闊的區(qū)域，插上長度為1 m的鋼釬，確保鋼釬和地面保持相應(yīng)的對中整平，下一步便架上三腳架。三腳架必須要和兩個不同的基準點位置進行至少2 h 的聯(lián)測，最大限度的確保精確度，只有通過這種方式所得到的精確打底三維坐標，才可以應(yīng)用到電子地圖的設(shè)計制作過程中。

3 結(jié) 語

綜上所述，GPS 技術(shù)有著極高的精確定位性，將其應(yīng)用到電子地圖的設(shè)計制作過程中，能夠起到良好的輔助作用，有效的提升了地圖數(shù)據(jù)采集的效率，并且其精度也有所保障。但是必須要加以重視的是，在實際進行操作的過程中，務(wù)必要對于數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)加以重視，避免出現(xiàn)影響精確度情況的出現(xiàn)，這對于電子地圖的設(shè)計制作發(fā)展來說，起到了良好的推動作用。

［1］劉育圣.交通電子地圖設(shè)計和制作分析［J］.黑龍江科技信息，2011，(17).

［2］朱文軍.網(wǎng)絡(luò)電子地圖的形式設(shè)計［J］.測繪與空間地理信息，2006，(5).

［2］劉芳，王光霞，侯璇，等.尋路地圖設(shè)計中相關(guān)問題研究［J］.測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報，2009，(4).