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浅谈地理信息系统中GPS控制测绘技术的应用李意民

发表时间：2021/4/16 来源：《基层建设》2020年第32期作者：李意民

[导读] 摘要：GPS在我国社会运行中的仍承担着不可替代的作用，不仅为国防、刑侦等领域提供了精确的定位、导航等服务，对于地理隐私信息的保护也十分重要。

        身份证号码：13072419880102xxxx 河北省张家口市 076550
        摘要：GPS在我国社会运行中的仍承担着不可替代的作用，不仅为国防、刑侦等领域提供了精确的定位、导航等服务，对于地理隐私信息的保护也十分重要。而地理信息系统是采集、管理、分析、显示地球表层有关地理数据的技术系统，因此广泛的应用了GPS卫星系统，GPS控制测绘技术与地理信息系统更为完善、广泛的融合，推动地理信息系统在各领域更加完善的发展。
        关键词：地理信息系统；GPS控制测绘技术；应用
        1GPS测绘技术在工程测绘中应用的工作原理
        GPS为“Global Positioning System”的缩写，意为“全球定位系统”。该技术主要以地外人造卫星为基础，在全球范围内进行动态化、实时化的定位与导航。在此背景下，GPS测绘技术就是基于GPS衍生出的现代测绘技术。在应用实践中，GPS测绘技术的工作原理为：首先，根据工程方案，在目标区域内设置出若干个测绘点，并装设接收机，以此建立与GPS卫星的通信交互。然后，运用数据运算、三维建模等计算机技术，对接收机所接收到的卫星导航电文进行整合、处理与利用，从而建立起目标区域的三维坐标模型。在此过程中，平面坐标可直接通过GPS卫星的定位导航信息获得，高程坐标可通过运算接收机与卫星之间的距离获得。最后，在确定基本的三维坐标模型后，相关人员再对测绘点进行灵活控制，并进一步提高主要测绘点或测绘区段的数据精确性，最终绘制出符合预期的工程测绘资料。
        2GPS测绘技术在工程测绘中应用的优势特点
        2.1定位效果好
        尽可能地做到“图实一致”，是工程测绘工作的第一要义。在这一方面，GPS测绘技术具备高度的可靠性与优质性。现阶段，GPS卫星星座的24人造卫星已全部投用完成，在全球范围内的定位导航覆盖率高达98％。同时，随着相关技术的不断发展，GPS测绘技术的测绘精度也不断提升。现阶段，在300m至1500m范围的工程测绘中，GPS测绘技术可将数据的定位误差缩小至毫米级别，由此产生的测绘图纸自然也更具应用价值。除此之外，GPS技术对电磁干扰、障碍物干扰等的应对能力也比较强，可满足复杂环境下的工程测绘需求，具有良好的技术适应性与工作稳定性。
        2.2操作更便捷
        在传统时期，人们若采取人工化的测绘方法，需要亲身进入到目标区域当中，并开展长周期、持续性的信息采集与位置分析工作。在信息采集、分析完成后，手绘图纸也会耗费人员大量的时间与精力，且成品精度很难保证。相比之下，GPS测绘技术以接收机、传感器、计算机等设备为依托，可表现出很强的去人工化特性，实现便捷、高效的数据采集与数据反馈。同时，在测绘数据传入计算机系统后，相关人员可通过GIS、CAD等软件工具，直接进行三维坐标模型的建立生成，并通过调整局部参数、编辑模型要素的方式，便捷地实现绘图精度的进一步提高。这样一来，不仅可有效节省时间、人力等成本，还能降低工程测绘中误差风险的出现几率。
        3地理信息系统中GPS控制测绘技术的具体应用
        3.1导航功能在地理系统中的应用
        对比测绘数据的结果是测绘工作的重点，目的是确保数据库在整合后，能有效整理、分类各组织结构、要素的信息，实现准确信息的高效集中。在实际GPS作用下，可通过二维、三维形式呈现实际降雨等气候情况，并绘制成对应气候图形，例某城市某湿地公园周围建设工厂，工厂大量废物污染了湿地及周边河水，在测绘过程中，工作人员基于应用GPS导航功能的地理信息数据，模拟工厂污染废物的扩散情况，依托城市管道、排水速度等信息构建准确、画面清晰、高精度的扩散模型。GPS自身具备极强空间定位、导航功能，该项技术与地理信息系统可完美融合，实现精准的数据采集、空间描述和综合分析，打造更具数字化的现代地理管理系统。

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        3.2RTK定位技术的应用
        RTK定位技术是近年来控制测绘技术发展的一个重要方向，其优势价值在于测绘所需时间更短、测绘精度更高，同时可以实时给定测绘过程中的坐标值，使得GPS定位、放样等工作更为简便、准确、高效。该技术可以说是GPS控制测绘在GIS中的里程碑式应用，目的是实现快速动静态的连续性定位，该技术通过同时、实时处理两个基站载波相位，来实现精准的三维定位功能。RTK定位技术系统配置最少包括基站接收机、流动站接收机和数据链三个部分。基站接收设备多设置在已知坐标参考点位上，目的是获取持续、有效的GPS系统信号，并将测量坐标、数值及坐标信息的变化情况和自身的运行状况等信息传出；流动站的接收机负责追踪、获取基站同一时间内的所有GPS信号，采用OTF算法计算出所收集数据的载波相位整周模糊值，借助定位模型进一步提高坐标的精度。另外，在实际测量数据时，流动站是主要环节，以其为工作主导可提高数据传输的连续性，全面接收、管理、分析测绘数据。
        3.3在定界勘测工作中的应用
        城建项目基础工作中包含许多勘测工作，实际勘测工作经常遇到大面积作业、复杂地形等情况，利用传统勘测设备需要采用负责的多点勘测等方法，才能准确的获得地理信息，工作量大、效率低，因此需将传统勘测方法与基于GPS控制测绘技术的GIS系统相结合，利用先进勘测设备有效提升城镇建设勘测工作的效率，并可为后续城市建设提供基础的地理参考数据。
        3.4在工程变形监控中的应用
        在建筑工程项目的建设过程中，受到施工技术、建筑材料、受力结构、地面沉降等多方面因素影响，建筑体的变形问题时有发生，对工程质量构成很大威胁。所以，及时感知和掌握建筑体的变形故障，并实施出有效的应对策略，对建筑工程的保质交付与成本控制具有重要意义。此时，将GPS测绘技术应用到建筑工程的测绘实践中，可达到良好的变形监控效果。
        4提高GPS测绘精度的对策
        4.1合理选择GPS测绘设备
        在GPS测绘过程中，要结合实际情况做好前期准备工作，对GPS测绘设备给予科学、合理的选择，以此来更好地发挥GPS测绘设备的性能。在测绘前还需要仔细检查GPS接收机的基本性能和参数，并对存在的误差采取有效措施给予调整和控制，从而有效提高GPS测绘精度。例如，星历信息误差、卫星钟的误差和天线中心坐标误差等，都会对GPS测绘精度产生影响，因此需要合理选择GPS测绘设备来避免上述误差的发生。
        4.2优化GPS测绘技术手段
        GPS测绘过程中，需要对测绘区域给予现场踏勘，以便更好地了解和掌握当地自然地理情况，并在此基础上优化GPS测绘技术手段，规范工作人员的基本行为，进而确保测绘工作的顺利进行。同时，还需要健全GPS测绘体系，加大监督管理力度，进一步提高测绘管理水平。在GPS测绘阶段，严格筛查测量数据的真伪性，以此来避免不必要的误差出现。
        4.3合适选择测绘位置
        在GPS测绘过程中，要结合实际情况对测绘位置给予合理选择，以确保测量数据的精准性和有效性。同时，还需要对测绘区域给予全面考察，在此基础上对测绘点和电台给予严格控制，并合理设置雷达间的距离，以此来降低电磁波干扰，这样既能够减少测绘误差的发生，还可以提高GPS的测绘精度。
        结语
        综上所述，GPS技术在控制测绘工作中拥有许多的优点，与地理信息系统有着许多共通的特性，因此可被各行业的地理信息系统广泛、有效的应用。本文只是浅析了GPS控制测绘技术的优势、结构及其在各领域的地理信息系统中的应用，实际应用中，还应当提前做好充分的可行性分析、需求分析等工作，如考虑GPS控制测绘在野外的实际应用情况，如此才能提升GPS控制测绘的准确度。
        参考文献：
        [1]武剑.GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用[J].中国高新科技，2020（04）：48-49.
        [2]高程明.分析地理信息系统中GPS控制测绘技术的应用[J].智能城市，2019，5（19）：68-69.
        [3]黄小娟.分析地理信息系统中GPS控制测绘技术的应用[J].建材与装饰，2019（20）：239-240.