GPS测绘技术的探讨

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　摘要:本文主要介绍了GPS，尤其是GPSRTK技术在市政工程测绘应用中，针对出现的不同情况、遇到的具体问题及应采取的措施和解决方法做了简单明确的阐述。

　　关键词:GPS;技术;测绘;应用

　　O.概论

　　GPS技术已成为最新的空间定位技术。该系统具有全球性、多功能、高效率、高精度的特点。在用于测量定位时，测站之间不要求相互通视.不受天气条件的影响，同时可获得三维坐标，因而使传统的测绘控制布网方法、作业手段和作业程序发生了根本性变革。长期以来使用的测角、测距、水准测量为主体的常规测绘技术，正逐步被一次能确定三维坐标的、多功能、高效率、高精度的GPS技术所代替。

　　1.GPS在市政工程测量中的应用

　　GPS在市政工程测量中的应用几乎涵盖工程测量的各个方面，主要集中在：

　　·控制测量：依据一定数量的高等级控制点，建立测区测量控制网。

　　·全野外数据采集：测量地形地物点的三维坐标，记录其属性数据。

　　·快速精准实时地提供测量所需数据.配合图板现场绘制白纸图。

　　·工程测量放样。

　　1.1市政工程测绘的目的和特点

　　市政工程建设主要以道路、桥梁、排水管线、园区场站等基础配套设施建设为主。大比例尺带状地形图的测绘是市政工程测量的主要内容和重要任务之一。测绘的主要目的是为规划设计、工程建设、工程投资概预算、土地征用房屋拆迁、绿地利用、环境和文物保护等提供详细的测量图纸。所以，市政工程测绘对工程图纸的要求更高：图纸比例尺大(一般为：1：500和1：1000)，内容丰富，信息含量大。测量环境复杂而多变，困难多难度大：要求时间短、速度快.图纸质量精度高。

　　1.2 GPS在市政工程测绘应用中的几种作业方

　　法在承接到一项测绘工程项目之后，应针对测区所在的地理位置和环境，合理选择GPS的作业方法，会使测绘工作效率达到事半功倍的效果。

　　1.2.1利用GPS静态定位技术进行首级控制测量， 用动态GPSRTK进行图根控制加密，采用全站仪进行全数字化野外数据采集，成图软件电脑绘制电子图的方法。

　　工程控制测量，控制网的建立精度要求高，用GPS建立控制网，最精密的方法是静态测量。这种方法在测量过程中能及时获得定位精度，多台接收机同时进行观测作业，大大提高了作业效率，并使后期工作更简便宜行。需要注意的地方是，根据GPS的特点，控制点的布控一定要合理，站点四周应开阔，无大面积GPS信号反射物(大面积水域，无线电发射塔等)，以防止数据链的丢失及多路径效应产生。影响观测成果精度。

　　l.2.2利用GPS RTK直接进行全野外数据采集.内业用数字化成图软件绘制电子图的方法。

　　实时动态GPS RTK技术，电子手薄的应用，不仅满足了动态、快速、高精度定位需要，而且是野外数据采集更加轻便灵活，数据记录和存储数据便捷有效。只要能接受到卫星信号的地方.GPS RTK就无所不能。利用GPS RTK直接进行全野外数据采集其特点是：1)无需进行各级控制点和图根点的加密，仅仅依据一定数量的基准点通过坐标转换，便可高精度、快速测定地物点的三维坐标数据，通过编码还可以记录其属性数据。2)操作简单、快捷方便效率高。在基准站设置完成开通后，整个系统只需一人持流动站接收机作业，另一人现场绘制草图和记录即可完成作业。另外，也可以利用同一基准站，同时设嚣几个流动站同时工作。这种测量方法比较适应于测区较为空旷开阔，地势较为平坦的区域。影响GPS信号传播和接收的因素少。

　　1.2.3利用GPS RTK放样功能，配合图板，现场绘制不同比例尺白纸图。

　　这种方法仅适用于地面构筑物比较简单，测量范围较小的小型市政工程测绘。这种方法和用经纬仪配合小平板测图的道理一样。其具体做法是：外业时安置并设置好基准站和流动站，将规划坐标通过RTK电子手薄编辑输入到所建文件目录中，开始测量时，用线放样功能输入测段起止点号，此时，电子手薄上会显示所测量的地物点是在放样起止点的连线上、还是在连线的左边或右边，以及该点到起点的距离及到起止点连线的垂距信息。利用RTK放样功能测量出的这些信息，现场及时提供给绘图员，绘图员就可以依据所需比例尺现场绘制成图。这种方法仅需两人就可完成作业，成图快效率高。

　　1.3 GPS RTK在测量作业中遇到的具体问题和解决办法

　　任何一种先进的仪器设备都有其弊端，GPS RTK也不例外。其主要缺点是对测量环境要求苛刻。由于影响GPS信号传播和接收的因素较多.实地测绘时又不能像控制布网一样.可以对控制点周边环境进行选择，所以。用GPS RTK进行碎步点采集时，很难畅快淋漓的发挥其作用。另外，多路径效应是GPS最难消除的误差之一。消弱它的唯一办法是选用较好的天线设备，仔细选择测站，远离反射物和干涉源。下面就GPS RTK测量中遇到的具体问题和解决办法加以探讨。

　　1.3.1测绘地物点处无接收信号时的测量方法

　　GPS RTK在测量中经常会遇到这样的情况：测量地物时，流动站手持杆置于所测地物点上.RTK难以初始化，接收机接受不到信号或信号很弱.无法直接测量出其坐标位置。若等待接受信号。会耗时较多并影响作业效率。遇到这种情况，我们总结出了几种方法可以有效的测算出其平面坐标。

　　1.3.1.1平移法(或称借距法)

　　主要是针对矩形地物和线性地物。如楼房、围墙等。以围墙为例，要测出围墙的位置.沿直围墙两端并垂直围墙分别向同侧平移出一段距离L，用RTK测出平移后两端点的平面坐标，绘出草图、做好标注即可。内业制图时，再依据草图平移回L米恢复原位，就可绘出该围墙。

　　1.3.1.2延伸法

　　主要是针对点状地物。要测出地物点A点的坐标，任选一点A1，量出A、A1两点之间的距离L，并在A、Al的延长线上定出一点A2，然后.可用RTK测量出A1、A2两点的坐标。有了A1、A2两点的坐标和A、A1两点之间的距离L(A、A1、A2三点在一条直线上 ，就可获得A点的坐标。

　　这两种方法都是将被测地物点借出一距离，在GPS RTK能够接收到信号的地方，观测其点位坐标，然后通过恢复和计算获得待定点坐标的方法。

　　1.3.2测绘地物点不能到达时的测量方法

　　作业者无法到达要测量的地物点上，或者无法在所测地物点放置RTK接收机。如淹没在水中的电线杆或烟囱等。遇到这类问题，采用交会法测量其坐标位置非常容易。其做法是：用RTK分别在两个对准地物点方向连线上各采集两个坐标点，每两个坐标点连线交于地物点，有了这四个坐标就可获得地物点的坐标，绘出其平面位置。

　　2.结论

　　随着GPS系统的改进，硬件和软件的完善，技术的成熟，GPS已被测绘界广泛接受。特别是RTK技术在市政工程测绘应用中，正在发挥着巨大作用。在实际操作运用中.除了精度高、速度快、操作简单外，还有以下优点：

　　2.1可以实现控制测量、碎步测量、工程测量放样等测绘工作一步到位。

　　2.2可以实时提供检验成果资料，无需数据后处理。

　　2.3拥有不通视条件下远距离传递三维坐标的优势.测量误差不累积。

　　2.4应用功能多，可以根据工程情况所需选择测量方法，应对各种测绘任务。

　　有待进一步解决的问题是GPS的高程问题，在平原和半丘陵地区，作一般的高程控制(四等或等外)，如果转换坐标点布局均匀合理，精度尚能满足规范要求;更高级的高程控制，其精度不能满足要求，还需进行水准联测