探析数字化地形测量中GPS技术

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1、探析数字化地形测量中GPS技术【摘要】本文首先阐述了GPS的概念，分析了数字化地形测量的组织与数字化地形测绘过程中的常见问题，利用GPS技术的优势探讨了其在数字化地形测量相关技术中的应用，以供同行参考与借鉴。【关键词】数字化；GPS技术；地形测量；测量相关技术1、引言随着市政规划和工程建设的需要，地形测量的重要性日益提高，并受到了广泛的关注和重视，近两年来相关测绘技术的发展并先后应用于地形测量也为地形测量的准确性和科学性提供了保障，在此基础上开展GPS技术数字化地形测量应用研究对地形测量有着重要

2、的意义。2、GPS技术GPS系统包括3大部分：空间部分-GPS卫星星座；地面控制部分-地面监控系统；用户设备部分-GPS信号接收机。空间卫星系统由均匀分布在地球6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成，卫星每2小时沿近圆形轨道绕地球一周,由星载高精度原子钟控制无线电发射机在“低噪声窗口”四周发射LkL2两种载波，向全球的用户接收系统连续地播发GPS导航信号。地面监控系统由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的5个监测站、1个主控站和3个注入站构成。该系统的功能是：监控站用GPS接收系统测量每颗

3、卫星的伪距和距离差，采集气象数据，并将观测数据传送给主控点。主控站接收各监测站的GPS卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入自身的工作状态数据，及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站；控制和协调监测站间，注入时间的工作，检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文发给了GPS用户系统；诊断卫星工作状态，改变偏离轨道的卫星位置及姿态，调整备用卫星取代失效卫星。注入站接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星用户接收系统主要由以无线电传感和计算机技术支撑的GPS卫

4、星接收机和GPS数据处理软件构成。3、数字化地形测量的组织数字化地形测量是工程施工与规划的基础，同时由于数字化地形测量需要较高的准确性和精确性，因而需要良好的组织。具体来说主要包括：3.1测量工序地形测量的工序主要分为两个环节：一是控制测量与计算机辅助平差计算；二是碎部数据采集与软件编图成图。两个环节间以数据传输为纽带，即可平行施工又可顺序施工，与传统地形测量相比，减少了大量的中间生产环节。3.2测量方案数字化地形测量项目的作业方案根据仪器设备条件确定，仪器设备条件不同，作业方案变化各异，一般可

5、选用静态GPS网作基本控制，导线动态作加密控制，支导线补充测站点，全站仪动态碎部数据采集，进而计算机软件机助成图的作业方案。一定条件下，大比例尺数字化地形测量可以一次性全面布网至测站点，并且可以直接先测图而不受先控制后测图逐级加密等测量原则的约束。3.3测量方法在生产工序上，数字化地形测量不一定要遵守先控制、后测图的原则，控制测量、碎部测图可以同时进行，甚至可以是先测图后控制，只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站纠正。在控制点点之记的制作上，数字化地形测量不一定要将其作为一个专

6、门工作来进行，可依据最终成图编绘点之记碎部测图在数字化地形测量中只是一个数据采集的过程成图大量的工作已从外业转移到了内业，目前，碎部成图作业方法较多，因人而异。4、数字化地形测绘过程中的常见问题4.1等高线处理不当由于数字化地形测绘软件中的等高线一般都是根据野外采集的地貌点的高程，采用等值内插法，按基本等高距插绘等值点连成曲线，再按不同的圆滑方法进行圆滑而生成的。在地形测量中，并不是野外釆集的所有地貌点之间都能进行等高线内插的，也就是说靠全自动建立的数字地面模型(DTM)有可能失真，因而需要进行

7、必要的人工干预，删除自动组网中那些不能内插等高线的三角边，而要做好这一点，就要靠绘图人员的技术和经验。比如：沟或坎上的点就不能与远离其坡下的点插绘等高线，否则可能会使生成的等高线悬空或穿入地下，使局部地形面目全非。再如等高线不能穿过道路和建(构)筑物，有的需在建立DTM模型时就充分考虑，有些应在绘制好等高线后进行局部修剪或删除。如果上述工作不到位，数字地形图是很难真实反映实际地形的。4.2野外数据采集不准确、不全面(1)地形变化处地形点不全面，坎(沟)上有点，下面无点或少点，这造成绘制的等高线可

8、能失真，从而难以准确反映实际地形。(2)有些线状地物如小沟(特别是暗沟)、电力线、电讯线(或电缆)、各种管线在图内应有始有终，而拾取地形点时往往易忽略，这主要与绘图人员的技术与责任有关。(3)野外草图绘制不全、不细。野外绘制草图人员是现场跑路最多而且最忙的，技术要求高，虽然是草图，也应按正规图来绘，因为它是最后成图能否满足规范要求的重要依据之一。尤其是地物、地貌的连线关系应与实地一致，测点顺序不能颠倒和记错。同时，现场绘制草图人员还得记清跑尺员省去而图上需要表示的地物的相关位置，都应准确量取并在