试论GPS测绘技术在测绘工程中的应用

梅 炜

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局五总队，贵州 安顺 561000）

1 GPS测绘技术的系统组成、基本原理和技术优势

1.1 GPS系统组成

GPS系统主要由以下三部分组成：卫星星座（空间部分）、地面监测系统（地面部分）和GPS接收机（用户设备部分）。根据测绘工程要求选择某一位置设定信号接收装置，这样一来地上信号接收装置就会接收到来自GPS卫星系统的数据信息，并且信号接收装置会处理所得信息，分析不同地区信息和位置，获得详细的地理坐标系信息。

1.2 GPS系统的卫星定位原理

单点定位：单点定位也称作绝对定位。单点定位指的是在一个待测点上，通过应用一台接收机跟踪GPS卫星，对待测点的地心坐标进行测定。因为很多用户只单纯的了解C/A码（粗码），但是不熟悉P码（精确码），使得导航电文测量的卫星位置存在一定的误差。同时由于空气会影响电波的传播，使得测量结果出现误差，所以，单点定位法的精度相对较低，通常是30m左右。此种方式的定位精度无法满足工程测量的需求，不过在飞机导航、船舶航行等领域应用较为普遍。

相对定位：相对定位指的是利用测量卫星将电波传输到两台接收机，会出现时间差，从而实现待测点的定位。通过两台同一型号的接收机对相同的4颗卫星信号进行实时跟踪，合成处理两台接收机接收的电波，这样就能计算出两台接收机之间的相对位置，此时只要给定一个接收机位置就能计算出另一个站点坐标。若是两台接收机坐标距离在10公里以内，因为两台接收机同时观测同一个卫星时产生的卫星星历误差、时钟误差和电波空气传播误差大体相同，所以，在进行相对定位时，就能够有效抵消（或削弱）上述误差的影响，提升定位精度。通常情况下，相对定位精度±（5mm+1ppm.D）。这种测量定位方式主要在大地测量以及工程测量中使用。相对定位方法确定一个点大概观测时间为0.5h～1h。

差分定位：差分定位指的是在定位过程中使用2台以上的GPS接收机，把其中一台接收机安装在地面已知坐标点位置上作为基准点，剩余的接收机安装在待测电商。所有的接收机在同一时间实施单点定位，按照基准站测量所得坐标以及已知的坐标就能计算得出定位结构的位置差分或者是伪距差分。借助基准点以及接用户站之间的数据链，把基准站的改正值同步传输到用户站，同时改正用户接收机的定位结果，提升定位精度。差分定位融合了单点定位以及相对定位的优势，而且克服了上述两种方法的不足。不过需要注意的是，在使用差分定位方法时，必须保证所有接收机型号一致，同时观测相同的4颗卫星。载波相位实时差分技术（即RTK）是差分定位法当中的一项典型技术。使用差分定位法测量仅需几十秒就可以测得一个点的位置。

1.3 GPS测绘技术的优点

精确度高：和传统测绘技术相比，GPS测绘技术具有良好的准确性以及精度。GPS测绘技术直接和卫星相连接，因此可以直接获得点的三维坐标位置。并且，很多传统测绘技术由于条件限制而不能完成的测绘任务都可以经由GPS技术快速、准确的完成。从总体来说，在测绘工程领域，GPS测绘技术属于现代测绘技术的一个高峰，这是很多传统测绘技术不能达到的。

节省测量时间，提高测量效率：传统测绘技术往往需要较长的时间，同时对人力、物力具有较大的需求，随着现代化科学技术的日趋成熟，测绘技术的相关软件得到了很大程度的改进，能够有效的提升测绘工作效率，节约测绘时间。在应用GPS测绘技术时，应用改进的软件对收集的信息进行计算和整理，行之有效的节约了测量时间，提升了测量效率，减少了人力、物力的浪费。

2 GPS测量具体应用策略

2.1 选点与建立标志

在GPS测量选点环节，需要符合以下条件：GPS测量点的位置应该优选交通便利、方便安装接收机的位置，而且测点视场需要有良好的开阔性；选点位置还需要远离对电磁波具有干扰性的物体，例如电视台、高压线等等。

2.2 外业观测

GPS测量的外业观测工作内容主要是天线安置、观测作业以及观测数据记录等。天线安置。在进行天线安置时，主要是：对中、整平、定向和测量天线高。对中是指在静态相对定位过程中，需要把天线安置在三角架上，同时将其安装在标志中心上方位置，直接对中，并且必须保证天线基座上的圆水准气泡居中。而所谓的定向就是保证天线定向标志线直接指向正北，定向误差应该不高于±（3°～5°）；观测作业。此项工作的主要任务就是捕捉GPS卫星信号并且进行信号的追踪、接收以及处理，从而获得相应的定位信息以及观测数据。在做好天线安置以后，还需要把GPS接收机放置在离天线不远的安全位置，将接收机、电源、天线的连接电缆接通，在经过仔细检查无误后，在约定的时间将电源和接收机启动，开展观测；观测记录主要包含两种方式，其一是通过接收机自动形成，同时将观测结果储存到接收机存储器当中，以便随时查询、应用以及处理；其二，观测人员填写的测量手册。观测记录代表的是GPS定位的最初数据，也是之后开展后续数据处理的唯一的依据，需要保证数据真实、准确。

2.3 成果校核与数据处理

需要对观测成果进行校核，这样能够保证外业观测质量，达到预期定位精度要求。在完成观测工作后，需要第一时间校核观测数据质量，并且根据《规范》要求检查、分析外业预处理成果。若是发现成果不合格，则需要进行重测或者是补测。成果校核合格，就需要开展内业数据处理。内业数据处理主要是进行数据的预处理、平差计算，坐标系统的转换或与已有地面网的联合平差。

综上所述，为了保证各项工程的顺利开展，就需要做好测绘工作。随着现代化测绘技术的发展，测绘技术的准确性和便捷性越来越高。GPS测绘技术由于其良好的准确性，节约测量时间，测量工作方便快捷，因此GPS测绘技术在测绘工程当中得到了普遍的应用。在今后，还应该充分发挥GPS测绘技术的优势，提升测绘工程的精准性与工作效率，促使测绘工程顺利进展，为测绘工程的进步提供助力。