GPS技術在實際地形控制測量中的

賈振濤

摘 要：地形測量是指地形圖的測繪，簡言之，就是對地球表面物體、地形在水平面上投影位置和高程的測定，并按照一定比例進行縮小，并采用圖形、圖標的方式進行標準，進而為施工人員提供可靠的數據參考。隨著地形測量技術的創新和完善，地形測量工作也更加細致化，而且提供的地形控制測量資料也更加寬泛。基于此，本文就以GPS技術在實際地形控制測量中的實踐運用研究為課題，系統地進行闡述和研究。

關鍵詞：GPS技術；地形控制測量；實踐運用

中圖分類號：P25 文獻標識碼：A

地形控制測量涉及兩個重要部分，分別是控制測量和碎部測量。控制測量主要負責平面和高程控制點的測量，為地形測圖提供依據。而碎部測量則是對地勢地貌進行測繪。為了追求地形控制測量的精確度，當下大多數地形控制測量都是采用GPS技術進行測量。

1 GPS技術及其在地形控制測量中的應用優勢

1.1 GPS技術的概念

GPS技術最初起源于20世紀70年代，該項技術是在子午儀衛星導航定位技術的基礎上發展而來。時至今日，GPS技術被廣泛的應用于各個領域比如航天領域、海洋領域等等。如今GPS技術在科學技術的推動下日趨完善，在建筑工程地形測量中的應用日漸廣泛，其特有的定位、導航、定時系統，能夠為地形測量提供更加準確的數據信息，便于施工人員的施工決策。此外，為了便于GPS技術在地形控制測量中的應用，地形測量人員可根據地形地貌特征來選擇動態GPS技術和靜態GPS技術的應用。

1.2 GPS技術在地形控制測量當中的應用優勢

（1）將GPS技術應用于地形控制測量中，能大大減少地形控制測量的人力消耗。因為GPS技術操作便利只需要少量人員即可完成龐大的測量工作。其次，GPS技術測量范圍較廣，大大減少了地形控制測量人員的重復測量。GPS技術進行地形控制測量中只需要按照要求布設控制網，即可省去連續測量的過度點。

（2）GPS技術采用的科學網絡技術都是當下最為先進的測量技術，而且GPS技術采用的都是精度較高的儀器設備，因而在地形控制測量數據的準確性上有很大的參考價值。

（3）GPS技術不受任何時間、空間的限制，可以進行24小時的地形控制測量工作，大幅度地縮減了地形控制測量工作期限，加之GPS技術自動化程度較高，數據核算都是采用計算機處理，因此，GPS技術工作效率高，其測量時間較短。

2 GPS技術在地形控制測量中的實踐應用

GPS技術在地形控制測量中，具體要看測量地區的地勢形態以及地理面貌，不必過度的追求“先控制、后測圖”的地形控制測量原則。再者，地形控制測量中控制測量和碎部測量的方法可以按照實際情況分布進行或者同步進行。但需注意的是，碎步測量繪圖的過程中，必須以測量控制點為基準，并采用成圖軟件對其進行糾正處理。

2.1 測量工序

GPS技術在地形控制測量中的工序主要分為兩個環節，一是控制測量和計算機設備的平差計算；二是碎部數據采集和軟件圖紙編制。以上兩道測量工序是GPS技術在地形控制測量的核心步驟，與此同時，也是保障地形控制測量數據準確性以及測繪圖合理性的關鍵。

2.1.1 GPS技術在地形控制測量實踐中的測量方法

根據控制測量和碎部測量的不同，所采用的GPS技術也存有很大的差異。比如控制測量中，通常選擇靜態GPS技術，作為地形控制測量基本控制導線。為了滿足測繪地區對地形圖測量的各項需求，GPS技術測量人員應以國家等級控制點作為測量起始點。

外業觀測主要是采用GPS接收機，快速進行靜態模式的同步觀測。只是為了保證靜態GPS技術觀測精度，觀測時要精確測量取天線高度，GPS技術的測量讀數必須精確到3mm之內。除了宏觀上的數據測量之外，一些細節因素也要注重比如測量日期的標注以及測量站點的名稱等等，便于測量匯總時的整理和數據對比。一般情況下，GPS技術在進行地形控制測量之后，為方便數據存儲都將其放置在計算機硬盤當中，并采用計算機設備對測量數據進行核算整理。在一切工作準備就緒后，方可進行GPS網的平差計算，具體外業觀測技術指標見表1。

GPS網的平差計算的核算步驟比較復雜，但大多數都是采用計算機處理，因此核算精度較高。具體如下：

（1）所有基線的整周模糊度分解數大于3，方可進行GPS網平差計算。

（2）選擇三維無約束平差進行平差，最弱點點位的誤差Dx=0.0018，Dy=0.00055m，Dz=0.0035，最弱邊的誤差1/423923，允許誤差在1/20000。具體見表2。

另外，GPS技術在地形控制測量的實踐應用中經常牽扯到高程測量，這就需要與GPS技術的外業測量數據結合，然后采用GPS技術擬合高程測量的方式，求出高程測量數據。

2.1.2 GPS技術在地形控制測量實踐中的測量流程

（1）布局GPS網絡，選擇最佳測量控制點

為保障GPS技術在地形控制測量實踐中的測量精度，必須選擇透視條件較少，且無任何障礙物遮擋的測量區域。一般情況下，GPS技術在地形控制測量中以圖形強度接近100點作為地形控制測量的控制點。在進行地形控制測量選點之前，需要對最初的測量控制點進行綜合分析，同時根據地形控制測量區域的實際情況，選擇GPS技術應用的最佳控制點。在進行監控網布設的過程中，為了減少GPS技術在地形控制測量中的數據誤差，應當根據控制點的分布形式對監控網進行綜合化、科學化的設計。為保證GPS技術測量精度選定的測量控制點最好大于四個。地形控制測量時的儀器設備最好選用雙頻GPS接收機這樣的高端設備部，假若測量地形較為復雜，可根據實際地形控制測量情況，增加GPS接收設備。

（2）GPS技術地形控制測量數據處理和方法

GPS技術在地形控制測量實踐應用中，測量數據處理是必不可少的一個測量流程。當下數據處理都是采用平差軟件，通過基線解算算法以及相對應的數學模型，對GPS技術地形控制測量的原始數據進行核算處理，進一步計算出基準向量。按照當下GPS技術測量的規范化要求標準，GPS技術在地形控制測量要求重復環閉合差，并且對觀測邊進行檢測。然后，根據對平差軟件對原始數據的提取，選擇符合地形控制測量實際情況的數據資料，為地形控制測量平差計算的最終環節提供可靠、準確的數據支持。

3 GPS技術在地形控制測量實踐應用中存在的問題與改善

GPS技術在地形控制測量實踐應用范圍越來越廣泛，一來大大提升了地形控制測量數據的精確度；二來GPS技術在地形控制測量中的應用，可最大限度的減少人力資源的浪費。此外，GPS技術在地形控制測量中的自動化程度較高，因此，整個地形控制測量的工作效率較高，進而縮短了GPS技術在地形控制測量中的測量時間。

然而，GPS技術在地形控制測量的實踐應用中也會遇到這樣或那樣的問題，例如GPS技術在地形控制測量中過度依賴衛星系統載波相位的轉變，忽略了電磁波干擾問題以及流動信號的散射率高等問題，致使GPS技術在地形控制測量實踐應用中的測量數據出現誤差。

針對GPS技術在地形控制測量實踐應用中存在的諸多問題，只需要地形控制測量人員細心觀察必然找到解決方法。例如上文中提到的電磁波干擾問題，只需要進行觀測位置的調動即可解決，而流動信號的散射率高則需要采用雙頻接收機觀測，并選擇空曠位置即可改善。

結語

綜上所述，通過GPS技術在地形控制測量實踐應用可以看出，因GPS技術的應用，使得地形控制測量數據精度以及測量范圍大大提升，而且還解放了地形控制測量中人力資源的浪費。由此可見，GPS技術在地形控制測量應用可大幅度推廣。

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