高精度GPS在野外测绘中的应用与优化

石小涛

中国人民解放军32033部队 海南 海口 570100

当前国内处于一个非常重要的社会现代化建设进程当中，而在这一发展过程中，对应的土地资源充分了解和利用十分重要，其中野外测绘的意义是通过实地勘测和数据采集，获取地形、地貌等自然要素的准确信息，为土地规划、资源开发、环境保护、工程建设等提供基础数据支撑。从中能够看出新时期的野外测绘重要意义，并且对于这项工作提出了崭新且更高的要求，为此就需要注重野外测绘中的高精度GPS技术的优化和完善，这对于国内当代的土地规划、资源开发、环境保护、工程建设等工作质量的提升都是比较重要的，需要保持高度重视，这本身对于高精度GPS技术的发展也具有重要现实意义。所以，在接下来的文章中首先对高精度GPS技术进行概述，其次分析高精度GPS在野外测绘中的优势，最后提出针对性的优化意见和对策，望对此项技术应用起到一定的借鉴和指导作用。

1 关于高精度GPS技术的概述

所谓的高精度GPS技术，其本质上是一种基于全球定位系统的测量技术，通过专业级别硬件和软件算法的配合之下，实现高测量精度的GPS技术。目前来看，高精度GPS技术的应用范围十分广泛，在土地测量、建筑工程、道路设计、资源开发、环境监测等领域都具有对应的应用。其技术原理在于，利用卫星发射的信号，接收器将其进行解码，从而计算出接收器与卫星之间的距离差，在结合测绘过程中一系列的其他信息（包含地理位置、大气条件等等），最终得到接收器的三维坐标。一般情况下，在高精度GPS技术的应用过程中，需要接受多颗卫星的信号，最终才能实现较高的测量精度。另外，为了避免应用过程中出现误差现象和问题，还需要考虑一系列众多的因素，包含接收器的位置、天线高度和地球自转等等因素[1]。

依据相关研究和调查可以发现，国内外的传统的野外测绘常使用全站仪等设备进行测量，但是这些设备通常需要站点设置、观测时间等复杂的操作，且精度相对较低，当前已经逐渐难以满足相关的要求和需求。而高精度GPS技术可以通过全球卫星定位系统（GNSS）接收卫星信号并计算位置坐标，具有自动化、高效率、高精度等优点[2]，能够大幅度提升野外测绘的工作效率和数据质量，因此近年以来，高精度GPS技术开始广泛地在野外测绘工作中进行应用，这也意味着相关的野外测绘工作团队和单位对此需要保持高度关注和重视。

2 高精度GPS在野外测绘中的应用优势分析

在国内社会现代化建设和发展过程中，土地资源规划、工程建设等等方面的工作具有重要现实意义和价值，其中野外测绘是非常重要的一项基础性质工作，并且对于这项工作质量、准确性、效率等等方面的要求越来越高。其中传统的野外测绘所使用的技术已经逐渐难以满足相关的要求和需求，高精度GPS在野外测绘中的应用则可以带来比较大的提升，具体表现在以下几个方面：

2.1 观测站之间无需通视

高精度GPS技术设备所接收的是GPS卫星信号，信号的强度、稳定性会对具体的技术应用成效产生一定的影响。其中，高精度GPS在野外测绘中的应用过程中，只需要观测站的上空保持开阔，保持接收设备能够持续稳定收到良好的卫星信号，就可以为野外测绘提供对应的支持和支撑。因此，在高精度GPS在野外测绘中的应用过程中，观测站之间无需保持同视，并且可以大大减少测量工作所消耗的时间、成本和劳动强度。除此之外，还可以使得观测站的点位选择更加灵活，可以在很大程度上提升野外测绘工作的效率，这也是现阶段野外测绘工作的主要目标之一[3]。

2.2 定位精度比较高

目前来看，诸多行业工作的开展都需要涉及到野外测绘工作，并且对于野外测绘工作定位精度方面的要求越来越高。譬如，在水利工程项目的施工过程中，其在野外的概率比较高，并且涉及到大坝、水库、闸门等重要设施的建设，这些设施建设对于定位精度方面的要求就比较高。其中实现高精度GPS在野外测绘中的应用，就可以保障野外测绘工作的精度和准确性，进而为不同的工作内容提供对应的支持和支撑，这些都是传统的野外测绘工作所难以实现的，因此在野外测绘工作过程中，需要意识到不同领域工作对于此项工作质量方面提出了更高的要求，并且加强高精度GPS技术的应用，从而促进相关的一系列工作质量得到全面提升[4]。

2.3 观测时间比较短

在传统的野外测绘工作当中，需要投入大量的人力资源成本，而人为工作本身就不如一系列高新设备的工作效率高。其中，由于传统野外测绘主要以人工为主，导致其需要的观测时间比较长，尤其是在复杂的地形环境当中，在观测方面需要花费的时间更长，从而影响到了具体的野外测绘工作效率。而实现高精度GPS在野外测绘工作当中的运用，由于高精度GPS技术具有更高的定位精度和更快的数据收集速度，这使得具体的野外测绘工作的观测时间比较短，大大缩短了测量时间和减少了错误率。同时，高精度GPS还能够实时记录地理位置信息并将其导入到数字地图中，进一步简化了数据处理和分析过程，提高了测绘效率，这一点对于野外测绘工作质量的提升具有重要现实意义。

3 高精度GPS在野外测绘中的具体应用

目前来看，国内的高精度GPS技术已经比较成熟，开始在各个领域中进行应用，野外测绘就是其中之一。具体来看，其应用内容如以下所示：

3.1 在控制测量中的应用

在实际的野外测绘工作当中，测量岗位工作人员需要先进行对应的控制测量，简单来说就是测量项目的区域范围，由于野外测绘工作的环境相对恶劣，容易遭遇地下管线损毁的情况和问题，除此之外，测量点的自然因素损坏和人为破坏，经常导致实际的野外测绘中的控制测量工作受到比较大的负面影响。传统的控制测量工作中，由于主要以人工为主，导致其耗时耗力，同时还难以达到理想的工作质量，在精度方面的分布并不均匀[5]。

其中，高精度GPS技术在野外控制测量中的应用已经十分常见，这项技术可以提供高精度的控制点的地理位置信息，可以支持当下坐标系建立或者是纠正已有的坐标系，为测绘全流程工作提供支持。同时，在控制测量应用中应用高精度GPS技术时，需要在天空中能够看到至少4颗卫星，并通过计算卫星信号的时间差来确定接收机的位置。由于卫星信号会受到大气层等因素的影响，为了获得更高的测量精度，还需进行一系列误差校正，例如大气延迟、多径效应等，这是相关工作人员在应用过程中需要高度重视的。最后，高精度GPS在控制测量中的运用，还可以实时记录野外控制测量的数据，并将其导入到数字地图或GIS软件中进行分析。这使得野外控制测量工作变得更加高效和自动化，对于野外测绘工作的自动化、智能化都是比较重要的。

3.2 在碎部测量中的应用

在实际的野外测绘工作当中，地形碎部测量是一种常用的测量方式，测绘的效率和质量都比较高，因此受到了野外测绘工作人员的青睐，地形碎部测量在野外测绘中的优势在于可以对地形进行更加精细和准确的测量，特别是在地形复杂、起伏较大或有局部变化的区域。此外，它可以提供更多的地形数据，例如坡度、高程和倾斜角等，这些数据对于土地利用规划、自然资源管理和环境保护等方面都非常有用。强化高精度GPS技术在地形碎部测量中的运用，可以提供更加精准的三维平面坐标，测量成果的精度可以达到厘米级别。例如，在具体的运用过程中，将高精度GPS技术同平板测量工具衔接之后，可以实现高水平的数字测量，与传统的碎部测量相较，不需要先进行对应的控制，现场就可以立刻成图，这对于相关的野外测绘工作人员和单位来说，相当于省去了诸多非必要的麻烦，工作质量和效率都比较高。除此之外，高精度GPS技术在野外碎部测量中的应用，对于相关的一线操作技术人员的综合素养要求比较低，无需投入过多的人力成本。与之相较，传统上的全站仪测量方式在测量工作中需要不断调整测量地点，这项工作既耗费人力又耗费时间，对测量进度也会有所影响，相比之下，高精度GPS技术在野外碎部测量中的应用要更加合理和有效。

3.3 在线路测量中的应用

在实际的野外测绘工作当中，线路测量是非常常见的一项技术和方法，线路测量当中主要就是建筑物的放样测量。实现高精度GPS技术在野外线路测量中的运用，需要注重设置好对应的测量路线基本参数，包含线路的起点坐标和线路的终点坐标、曲线转角，半径等数据信息输入到RTK控制器当中，便可以完成放样工作。。并且目前来看，以下的诸多测绘工作内容都可以进行高精度GPS技术的运用：

①定位导线、杆塔等测量对象的位置；

②测量导线、杆塔等物体之间的距离和角度；

③收集地形数据，例如海拔高度、坡度等；

④通过实时动态定位，对移动式测量设备进行位置校正。

依据长期的实践工作效果上来看，利用高精度GPS技术，在野外线路测量中可以大幅提高测量效率和准确性，并降低测量成本和风险，这也是野外测绘测量工作的主要目标之一。例如相关的野外测绘工作人员和单位，在运用高精度GPS技术过程中，可以通过安装高精度GPS接收器在输电线路上，可以实时获取线路的位置以及温度、湿度等环境参数数据。这些数据可以帮助电力公司快速检测和解决线路故障，并且可以用于对线路进行定期的维护和监测。

3.4 在土地测绘中的应用

在国内社会现代化建设和发展过程中，最为重要的一项工作就是土地资源的规划和利用，其中，由于土地资源的有限性和不可再生性，保护和合理利用土地资源已成为当今全球可持续发展的重要议题之一。高精度GPS在土地测绘工作中，可用于评估煤炭储量，通过测量矿区面积，精确定位钻探点位等信息，令评估更为准确。

目前来看，野外土地资源的测绘工作至关重要，对于其准确性、工作效率等等方面都提出了越来越高的要求和需求，这也是此项工作的一个必然发展趋势。其中，高精度GPS可用于记录道路和铁路的位置、长度和坡度等信息，以支持路线规划和设计。另外，高精度GPS技术在野外土地测绘中的运用，可以测量山区、森林和峡谷等复杂地形的高程、坡度和曲率，以生成精确的数字高程模型和地形图。对于相关的一系列工作开展具有重要的支持作用。鉴于国内当前处于社会现代化建设进程当中，土地资源的合理规划、有效利用都至关重要，因此需要高度重视高精度GPS技术在土地测绘中的应用发展。

4 高精度GPS在野外测绘中应用优化措施

在当前的诸多领域工作中，野外测绘都是非常重要和必要的基础，野外测绘的工作质量和效果对于一系列工作内容都会产生直接的影响，其中高精度GPS技术给野外测绘工作所带来的提升是极为明显的，但保障这项技术发挥出对应的价值和作用，还需要注重落实以下几个方面的优化措施，实现野外测绘工作的高质量可持续发展，具体如以下所示。

4.1 确保良好的信号接收

通过高精度GPS可以获得更高的定位精度，用于路网、铁路、河流等交通和水利工程的测绘。在前文已经进行了一定的提及，在实际的高精度GPS在野外测绘中应用过程中，本质上都是通过相关的设备接收信号实现工作的。因此，在高精度GPS在野外测绘中应用过程中的信号接收情况十分重要，因此在具体的技术应用和落实阶段，可以选择开阔的区域进行测绘，避免高建筑物、密林等会遮挡信号的地方。同时，还可以配备天线放大器和信号滤波器等设备来提高信号接收质量，具体需要做到因地制宜，运用合理方法提升信号接收稳定性和可靠性。

4.2 注重数据处理

高精度GPS在野外测绘中的应用，其采集到的原始数据需要经过有效的处理才能得出精确的测绘结果。为此，在以高精度GPS技术为基础的野外测绘中，需要选择适合的数据处理算法和软件，以及设置合理的参数和校正方法。此外，在数据处理过程中还要注意数据的质量控制，包括误差分析、数据滤波等措施，以保证测绘结果的可靠性。

4.3 动态监测和纠正

传统的野外测绘工作之所以难以得到理想的工作效果，主要原因就是野外环境的影响因素比较多，即便高精度GPS技术能够带来诸多的提升，但是在野外测绘中，具体需要做到以下几方面的工作；

一方面，综合条件适宜背景下，不同技术人员和单位可以使用专业的GPS数据处理软件来处理和分析接收到的GPS数据。这些软件可以实时计算出位置、速度、方向等参数，并生成相应的报告和图表。

另一方面，相关工作人员需要意识到野外测绘环境的多变，定期检查GPS设备和数据采集系统的运行状况，并进行维护和校准，以保证数据的准确性和稳定性。

5 结论

正如文中所言，野外测绘是诸多工作内容的一个重要“基础”，高精度GPS技术能够在多项工作中进行应用，具体包含相关的三维地形模型建立、地籍测量工作、建筑物测量工作、精准定位等等，其重要性毋庸讳言，同时相关的一系列工作环节对于野外测绘提出了更高的要求，为此需要重视高精度GPS在野外测绘中的应用与优化，并且加强实践，从实践过程中发现问题、分析问题和处理问题，最终实现高质量的野外测绘工作质量。