GPS 技术在测绘工程中的应用分析

张颖

摘要：近年来，全球定位系统（GPS）在我国诸多领域得到应用，尤其是测绘工程领域。GPS技术可以提高测绘速度，操作便捷，经济性好。本文结合大方县1∶500地形图测绘实例，分析GPS技术的应用特点，明确数字地形图测绘要点，深入探讨无人机航拍技术的具体应用，以供业内人士参考。

关键词：GPS技术；测绘工程；应用；数字地形图测绘；无人机航拍

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2023）11-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.11.014

Application Analysis of GPS Technology in Surveying and Mapping Engineering

ZHANG Ying

（112 Geological Brigade， Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development， Anshun 561000， China）

Abstract： In recent years， global positioning system （GPS） has been applied in many fields in China， especially in the field of surveying and mapping engineering. GPS technology can improve surveying speed， facilitate operation， and have good economy. Based on the example of 1∶500 topographic mapping in Dafang County， this paper analyzes the application characteristics of GPS technology， clarifies the key points of digital topographic mapping， and delves into the specific application of UAV aerial photography technology for reference by industry insiders.

Keywords： GPS technology; surveying and mapping engineering; application; digital topographic mapping; UAV aerial photography

大方县位于贵州省西北部，隶属于毕节市，县城距省会贵阳市150 km，全县面积约为3 500 km2。大方县自然资源局提供24个规划乡镇内进行1∶500地形图测绘的区域信息，本期控制测量在相应区域布点。根据需要，测图面积不小于1 km2时，每个乡镇布设3～4个全球定位系统（GPS）四等网点。本测区测图面积小于1 km2，因此直接布设一级控制点与二级控制点。根据测图以及后续规划定线、工程放样等需要，采用GPS结合全站仪的测量模式[1-2]，应在测图区域每平方千米布设16个一级控制点与二级控制点。然后，据此布测一级图根控制网与二级图根控制网。GPS工作原理如图1所示。

1 GPS技术的应用特点

1.1 测绘速度快

在现代信息技术支持下，GPS技术得到很大发展，广泛应用于测绘工程。传统测量技术缺点比较明显，测量时间较长，投入的人力、物力较大，测量数据处理比较烦琐。在进行动态测量作业时，测量技术人员可在几分钟内完成测量定位及数字化处理。为了提高工作效率，测绘人员开始全面运用GPS技术。测绘单位可建立测绘标准，实现监控网络的全覆盖，提升测绘效率。

1.2 操作便捷

当前，科学技术迅速发展，各种测绘软件的信息化与智能化水平不断提升，GPS接收机技术日渐成熟，从而实现自动化、信息化与智能化。GPS技术的发展为测绘人员提供便利，使仪器操作变得更简单、更方便、更快捷，从而实时采集数据。

1.3 经济性好

在测绘工程中，与传统测量技术相比，GPS技术显示出更为强大的应用功能[3-4]。运用GPS技术进行定位测量，其测量时间短，工作效率高，测量数据精准。GPS技术的应用可大大减少人力物力投入，降低测绘成本。

2 数字地形图测绘要点

项目1∶500地形图的基本等高距为2.0 m，采用40 cm×50 cm的矩形分幅，航拍区域面积为3.0 km2，共有1个独立测绘区。测绘区域编号为GS01，具体信息如表1所示。1∶500地形图测绘采用航空摄影测量成图，采用自行采集的无人机低空航空摄影影像，航空摄影相机为索尼A6000全画幅数码单反相机，镜头标称焦距为25 mm，地面影像分辨率為5 cm。项目1∶500地形图测绘主要包括像片控制测量、像片调绘等外业工序和数字空中三角测量、数字线划地形图生产、其他4D数字测绘成果生产等内业工序。

2.1 像片控制测量

项目1∶500地形图测绘的像片控制测量包括像片控制点技术设计、像片控制点外业测量、像片控制点数据处理、像片控制点资料整理与提供等作业工序。项目1∶500地形图测绘的像片控制测量信息如表2所示。项目像片控制点布设采用区域网方案设计，执行《低空数字航空摄影测量外业规范》（CH/T 3004—2021）[5]。为了避免测量人员现场选点或测量差错，避免返工，像片控制点布设采用主辅双点位设计，即在数字空中三角测量作业时一点作为控制点，另一个点作为检查点。像片控制外业测量设备采用华测双微M5 GNSS接收机，测量方法为全球卫星导航系统（GNSS）-实时动态测量（RTK）技术，测量等级为五等。现场外业测量使用奥维互动地图规划作业路线，观测人员现场详细记录像片控制点位置说明并在控制片上准确刺点。

2.2 数字空中三角测量

项目数字空中三角测量采用Inpho 8.0软件的ApplicationsMaster模块，主要包括影像数据预处理、构建区域网、自动内定向、自动选点和自动相对定向、多影像匹配自动转点、控制点的半自动量测、绝对定向、摄影测量区域网平差等工序，作业执行《低空数字航空摄影测量内业规范》（CH/T 3003—2021）[6]、《数字航空摄影测量 空中三角测量规范》（GB/T 23236—2009）[7]。

3 无人机航拍技术应用

本项目采用无人机航拍技术进行低空航空摄影，UAV航空摄影面积为68.5 km2。航空摄影相机为五镜头相机（型号赛尔102s V2），单镜头传感器的有效像素不小于2 430万（像幅规格7 952×5 304），总像素不小于1.2亿，镜头标称焦距为35 mm，地面影像分辨率为0.024 m。UAV航空摄影范围如图2所示。UAV航空摄影飞行平台采用大疆经纬M300-RTK系列无人机，无人机通过遥控器4G网卡连接网络RTK服务，获取实时差分数据，机载GNSS辅助航空摄影解算软件为大疆智图测绘版。结合航摄区域、航摄期间天气、航空摄影设备等具体情况，根据大方县马场镇规划红线，本项目划分1个航空摄影区，飞行作业3架次，获取影像14 225张，航空摄影区基本情况如表3所示。

4 结语

在测绘工程中，GPS技术展示出方便快捷、数据精度高、接收数据快、测绘时间短、不受场地限制等特点，大大减轻测绘人员的工作强度，缩短工作时间，可高效地完成测绘任务。同时，可结合无人机航拍技术，制作三维视图，建立空间立体图像，更加直观地反映测区地形地貌特点，更好地指导生产，为工程施工提供极大便利。为更好地服务测绘工程，测绘人员还需要关注软硬件的升级、北斗卫星导航系统的应用。

参考文献

1 孟 先.测绘新技术在测绘工程应用中的常见问题及对策[J].工程技术研究，2020（7）：111-112.

2 张春森，朱师欢，臧玉府，等.顾及曝光延迟的无人机GPS辅助光束法平差方法[J].测绘学报，2017（5）：565-572.

3 王 浩.GPS设备辅助定向运动制图的应用研究[D].西安：西安体育学院，2016：15-16.

4 梁 磊.测绘新技术在交通土建工程测量中的应用[J].工业建筑，2021（12）：163.

5 自然資源部.低空数字航空摄影测量外业规范：CH/T 3004—2021[S].北京：测绘出版社，2021.

6 自然资源部.低空数字航空摄影测量内业规范：CH/T 3003—2021[S].北京：测绘出版社，2021.

7 国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.数字航空摄影测量 空中三角测量规范：GB/T 23236—2009[S].北京：中国标准出版社，2009.