对于线状地物的勘测技术的研究

牛红艳

摘 要：线状地物的勘测比普通土地勘测的技术要求要高，以得到较为精准的土地勘测信息，而这方面的技术开发也十分广泛。本文重点从线状地物勘测的定位技术与线状地物勘测的地理信息管理技术两个方面着手，对相关内容进行了分析。

关键词：线状地物 勘测技术 精准定位 地理信息管理

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0051-01

1 线状地物勘测的定位技术

1.1 精密单点定位技术的应用优势

利用IGS（international GNSS service）提供或自行计算的全球定位系统（global positioning system，GPS）卫星的精密轨道和时钟差，使用者只需要利用GPS双频接收机的观测数据（含非差分的虚拟距离与载波相位观勘测），在线状地物区域任意位置都可以实现即时的或后级处理的高精度定位，这种定位方法称为精密单点定位（PPP）。相对定位是指最少需要两部接收机，其中一部接收机，安置在参考站（reference，其坐标已知）；另外一部接收机，安置在活动站上（rover，其坐标待测）。精密单点定位（PPP）与相对定位最大的区别，在于PPP必须处理卫星时钟差与接收机时钟差。在相对定位方面，则至少需要两部接收机同时收集数颗GPS卫星观勘测，并采取二次差分方式，将卫星时钟差与接收机时钟差消除掉。在PPP方面，只需要一部接收机收集GPS卫星观勘测即可；然而，其无法利用二次差分方式消除系统误差。所以，为了处理卫星时钟差，PPP采用IGS分布全球的GPS观测站资料求解的精密卫星时钟差加以改正。至于接收机时钟差方面，PPP则将其视为未知参数，以最小二乘平差法，在求解点位坐标时一并解算。因此，PPP只需要单一测站的GPS资料，就可以求得精密的测站点位坐标。

1.2 精密单点定位技术应用的修正模型

精密单点定位除了必须顾及模型中各项参数外，还需进行下列改正：天线相位中心偏差改正、地球自转改正、固体潮改正、海潮改正等。天线相位中心偏差改正：精密卫星轨道所提供的是卫星质量中心在空间的位置，而测距时测定的是从卫星发射天线的相位中心到接收机天线相位中心之间的距离。因此，必须对卫星质量中心与发射天线相位中心之间的偏差进行改正。同样，接收机天线的相位中心与它的几何中心一般也不一致。天线定心时是以几何中心为依据的，而定位时确定的是以天线相位中心的位置。所以定位时也必须顾及相位中心和几何中心间的偏差。地球自转改正：在地心地固坐标系中进行数据处理时，还必须进行地球自转改正。固体潮改正：在月球和太阳的万有引力作用下，弹性地球表面将产生周期性的变化。对精密单点定位的单日解而言，虽然周期性误差基本上可以消除，但是残差影响在水平方向可达5 cm，在垂直方向可达2 cm，因此，必须加以改正。海潮改正：海潮改正比固体潮要小一个等级。

1.3 线状地物勘测中精密单点定位技术应用展望

精密单点定位已经在线状地物的控制测量中得到了实际的应用。目前，国内外已经开发了一些相关的软件或者在软件中增加了精密单点定位功能，如美国JPL的GIPSY/OASIS II软件，加拿大卡尔加里大学的P3软件，瑞士的BERNESE 4.2软件中也增加了精密单点定位功能。国内如武汉大学张小红博士的Trip软件等。目前，加拿大的自然资源部（NRCan）开始提供给用户在线精密单点定位解算服务。相比RTK技术，精密单点定位技术显示了很大的灵活方便性。不需要建立高等级控制点，也不需建立基站，各个测站之间的距离可以很长。在任意地区就可进行高精度的点位测量和地形图测绘。在大范围变形监测中，由于其不像差分定位那样要进行基线解算，其点位精度不受其他点位的影响，可得到其在统一坐标系下的坐标移动量。另外，由于精密单点定位技术提供的成果是ITRF坐标，在大多数情况下，可视为与WGS84坐标系统等同，这与我国的西安80坐标系和北京54坐标之间的转换会非常方便。

2 线状地物勘测的地理信息管理技术

2.1 技术应用与系统构成

勘测信息管理资料库系统大致上可分为管理信息系统（Management Information System，MIS）与地理信息系统两大部分，前者为管理资料库，后者为管理相关地理空间信息。地理信息系统是一门科技整合下的科学，其可进行系统资料的获取、储藏、复原、分析、图形展现与空间资料等，并以电脑为基础，进行空间资料的建立、存取、管理、分析、输出及展示，且可依据不同的决策环境及目的，在线状地物的勘测中发挥着重要作用。在线状地物的勘测中，地理信息管理系统应包括以下6项技术内容：线状地物基础信息图库和线状地物信息图库；线状地物空间数据格式和图式图例标准；较为完备的线状地物地理信息数据库框架；线状地物桩号编码管理模式，实现桩号和线状地物信息的双向快速查询，提高信息查询效率；分级用户分级功能管理编制的专用线状地物数字信息管理平台，包括工程信息管理、线状地物环境管理和线状地物变化管理3个子系统；线状地物地理信息管理系统，包括收集和整理相关资料、建立动态地理信息数据库、构建数据标准和信息模式及编制信息管理专用平台等。

2.2 系统建设

一是就硬件而言，目前难度较低的线状地物勘测，将全部信息存放在普通的个人电脑中已足够使用，且不致造成极大的问题。但对于难度较高的线状地物勘测而言，则需要配置较高等级的GIS管理系统软件，这也会带来使用上的难度。就目前的GIS操作来说，其最有效率的操作环境仍会受到勘测层级、资料库大小与属性资料多少、资料管理方式拟定、使用者数量、电脑设备，以及软件需求等因素的影响，最后的决策将根据视其勘测者的选择，来有效运用GIS技术来整合内部的资料。

二是以软件来说，由于GIS操作的高度复杂性，使用者界面应该尽可能的清晰、精致、简洁、直接，并且其指令的输入以及操作方式应采用下拉式菜单或是对话框及鼠标按键予以辅助。就GIS软件功能来说，大致上可分为五类。一是图形资料制作与编修：传统的图形资料制作，均以人工绘制方式编制，不仅常出现错误、耗时且不易修改，以至于渐渐由电脑所取代。但将图纸数字化成电脑档案仍是一件相当费时且费力的工作，而这项工作也是GIS建置中的重要部分。二是资料库管理：早期的图形资料管理，往往是使用各种的图纸，以至于一段时间后，常会面临纸张多而杂乱，无法轻松地做有效率的搜寻或查阅，并且需要占据空间来做摆放位置。使用GIS系统可以有效的运用资料库管理技术，进行多方位的整合性。三是查询与显示：对于GIS的图形展示，是最基本的一项功能。该项功能可以显示出平面甚至是立体的图形，且可与资料库相互连结，进行多重条件且重复查询的动作。四是决策与分析：借助GIS分析功能，可以利用资料库做各种数据的分析及决策（如统计回归分析），并且可将其结果以立体空间来进行展示。

参考文献

[1] 徐宗秋，徐爱功，高扬，等.精密单点定位中对流层延迟参数的相关性研究[J].测绘科学.

[2] 杜红飞，谢劭峰，孙昌瑜.最小二乘配置法在GPS高程异常值推估中的应用[J].河南科学，2013（2）.endprint