1、GPS 在城市规划控制测量中的应用摘要:随着全球经济的发展,GPS 的控制测量也变得越来越受人们的关注。在目前,GPS 测量已取代了常见的工程控制测量和大地的测量,GPS 在科研领域的快速发展中满足了科研人员的需要,也推动了国家的经济发展。现今的 GPS 测量也成为了 21 世纪的高新型技术,这项高新技术的特点尤为突出,特别是在控制测量这方面的应用,它不仅仅改变了我们传统测量的作业方式,而且它也提高了我们工作上的效率,从而给国家在经济上带来了非常可观的效益。为了适应各个领域的需要,则要充分地发挥出 GPS 测量在技术上的优越性,为国家创造出更有利的价值。因此,本文对 GPS 在城市规划控制测量
2、中的应用进行了研究。 关键词:GPS 城市规划 控制测量 应用 中图分类号:TU198+.6 文献标识码:A 1、引言 全球卫星导航定位系统主要是通过卫星不断的将某种频率及时的发送给地面广播,并将一些特殊定位信息通过无线电信号的形式加载到所发送的频率中,以此来完成定位测量。到目前为止,已经投入运行的全球卫星导航定位系统主要包括美国的 GPS 系统、俄罗斯的 GLONASS 系统、欧盟的 Galileo 系统以及中国的 Compass 系统。其中美国的全球卫星定位系统(GPS)在进行控制测量的时候具有较高的精确程度,相邻点之间不需要进行通视,速度相比其他定位系统也要快很多,而且成本较低,操作简单
3、便捷,目前已经被广泛的应用于各种控制测量工作中。而且 GPD定位技术已经基本取代了过去通过常规测角等手段建立的控制网技术。 在对大地或者面积相对较大的面状城市进行测量的过程中,如果 GPS的网形相对良好,已知点数量较多并且能够呈现均匀分布的状态,通常不会发生测量精度较差的问题。不过在很多实际工程的测量中,也会出现已知点数量相对较少、网形呈带状分布、水准测量难度较大、已知点分布状态不均匀以及相对高差较大等问题,对 GPD 控制网的精确程度会造成较大的不良影响。 一、GPS 控制测量的特点 (一)GPS 测量的含义及分类 所谓 GPS 测量,就是一项要求严格、技术相对复杂的工作,它要求要对每一个阶
4、段的工作,都必须要经过密切的组织和精心的设计后才能进行 GPS 实施环节。GPS 在具体的实施上也要遵循一定的原则,不仅要满足用户对测量的准确度,还要满足用户对测量的可靠性,并且还要尽量地减少时间、经费与人力的消耗等等,以免造成浪费现象。 如果是按照 GPS 的控制测量的工作性质来分类,可以分成外业与内业两部分。外业的工作主要是:选择点、建立测量的标志、埋石和野外观测与成果的质量检核等等。而内业工作与外业工作完全不同,那么内业的工作主要是:GPS 的技术设计、GPS 在测量后的数据处理和 GPS 的技术总结等等。GPS 控制测量还可以根据它测量实施的工作程序上进行分类,它主要包括以下几阶段:G
5、PS 的选点和埋石、GPS 网的优化设计、以及在外业进行观测、成果的检验、数据的处理和编制报告。 (二)GPS 测量所具备的优点 1.GPS 采用技术测量方格网,它的适应性更强。 2.GPS 测量采用方格网点定位,它的误差分布较均匀而且它的精确度也较高,它不仅能满足用户的要求,而且还拥有较大的储存空间。 3.它采用大的控制网,从而使它的网形优化更加的方便。 4.它在方格网进行精度测量时采用了点位中误差,比相对中误差的精度指标更具有优势。 二、影响 GPS 测量精确度的因素 为了提高测量的精度,只有把误差降到最低或者是尽量避免误差的出现才能提高测量的精度。那么影响 GPS 测量的因素又有哪些呢?
6、 (一)噪声的误差 它也是误差中最主要的因素之一。GPS 测量主要是测量卫星信号从卫星的出发到接收机接收信号一个时间上的测量,主要是测量时间延迟,并且还要在接收机内复制它从发射到接收这段距离的信号,还要通过接收机上的时间延迟器来进行相移,把复制到的码信号和接收到相对应的码信号进行对比,从而达到它的最大相关,并且还必须要有相移量,这就是卫星从发射的码信号与到达接收机接受了信号的传播时间。所以说,接收信号的设备,它的性能也会到影响观测的精确度。 (二)观测时段的偏差 观测时段的长度也会对精度产生一定的影响。除此之外,卫星的空间位置也是影响观测精确度的一个重要因素。 (三)其它的偏差 它主要包括:卫
7、星轨道的偏差、卫星的的钟差、电离层的误差、对流层延迟的误差以及相对论效应等。这一类的误差大多都是与人为的因素有关,我们应时刻避免这类误差的出现,以至于它的观测结果不受影响。 (四)针对于接收机硬件与软件所引起的误差,我们要在出测之前进行检校仪器。 三、如何减少 GPS 误差以及如何提高 GPS 观测精度 (一)要建立相对独立的 GPS 以及卫星的测轨网,还要精确到测量GPS 卫星,以供非特许的用户使用。 (二)可以采用差分定位的技术,差分定位就是在点上建立一个基准站,再进行 GPS 卫星跟踪观测,还要测量每个卫星的伪距观测值并对它作出正确的改正值;然后再通过差分的数据传输系统,及时的发送到流动
8、站;经过流动站来观测 GPS 卫星的伪距,然后再以修正后的差分进行一个定位的解算。并且利用 GPS 测量可以消除或者减弱影响,有效地减弱电离层与对流层的延迟误差,从而对观测结果产生影响。 (三)采用了对载波相位的直接测量技术,让它的相对定位更具有精确度。 (四)针对卫星在观测时间上较短的现象,可以采用删除卫星的观测数据的方法,不参加基线的结算,从而可以确保基线解算的质量。 (五)可以建立比较独立的定位系统。不过它的耗资量大,它的技术也相对复杂,这种定位方法对正处在发展中的国家来说还算是相对困难的,不太建议发展中的国家采用此种方法。 四、GPS 技术在工程测绘中虚拟现实技术方面的具体作用 常规的
9、测绘工作都是由人为操作进行的,人为的操作误差或是综合素质较差等都影响着测绘工作的精准性,同时在地质环境条件复杂地段的测绘工作,易出安全事故,还为具体的测绘工作埋下安全隐患。而在工程测绘工作中,采用 GPS 定位测量技术,可以快速而高效地实现工程测绘的交互定位及形象逼真的测绘数据结果,并可以实时掌握与监控工程测绘工作的全部流程。但为保证测量技术在工程测绘工作中的应用效果,可在进行测量之前,利用计算机等相关技术对工程测绘做模拟流程分析,及时发现测量规程中可能存在的问题并采取有效措施进行防治,大大增强测量方案的安全性与可操作性,保证测量工作的技术性。我国目前已将 GPS 定位测量技术用于矿井工程项目
10、测绘中,并通过 GPS 技术实行测量演练,便于对测量方案中的问题进行修正与优化,不断完善工程测绘的可靠性。 国内目前在矿井工程项目测绘中普遍使用 GPS 进行测量演练,可以借助此查出测量方案中存在的问题,及时有效的进行解决和完善。 五、总结 在当前,正因为 GPS 测量具有较高的定位精确度,比常规的控制测量具有更高的工作效率,外业的劳动强度也相对较小以及实施测量的成本较低,而且还可以实行全天的等候观测等多方面的优点,使得 GPS 测量取代了常规的测量方法,现已成为主要的发展趋势。国家利用 GPS 的各大优点来进行数据的更新,这使得 GPS 更具有高效、高速、高精度和不受恶劣环境以及气候影响等诸
11、多优势,坚信在未来的几年里,GPS 测量的连续观基准站定会遍布全国各地,在任何的一个地区都会实现实时的测量,这种科学、便捷的 GPS 测量工具定会在时空的领域中取得卓越的成绩。 参考文献: 1 王连好,周欢欢.静态 GPS 在川鲁天然气管线控制测量中的应用A. 山东省测绘学术年会论文集C. 2006 2 王名儒.全站仪在公路弯道中线坐标放样中的应用A. 海南省公路学会 2004 年学术交流会论文集C. 2004 3 刘沛.四等 GPS 用于城市首级控制网A. 经天纬地全国测绘科技信息网中南分网第十九次学术交流会优秀论文选编C. 2005 4 梁发军.GPS 在天长市城区控制测量中的应用A. 华东地区第九次测绘学术交流大会论文集C. 2005 5 陆凤虎.浅谈平面直角坐标变换在工程中的应用A. 矿山建设工程技术新进展2009 全国矿山建设学术会议文集(下册)C. 2009 6 杨欢庆.GPS 网含粗差控制点的确定A. 第三届长三角科技论坛(测绘分论坛)暨2006 江苏省测绘学术年会论文集C. 2006