1 GPS技术概述
1.1 GPS系统构成
GPS系统主要由空间部分、地面控制系统、用户设备终端三大部分组成。GPS的空间部分是由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成, 以55°的轨道倾角均匀分布在6个距地表20200km的轨道面上。地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线组成。用户设备部分包括GPS接收机、数据处理软件及其终端设备3个构件。如今国内今采用WGS84坐标系统。
1.2 GPS定位原理
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据, 采用空间距离后方交会的方法, 来确定待测点的具体位置。但GPS具体定位的方法原理是不同的, 终端操作者可以依据不同的目的使用不同的定位操作方法。现依据不同分类标准, 划分详见表1。
1.3 GPS技术的特点
GPS定位功能包括: (1) 可以任意加载各种遥感影像图、传统矢量图、扫描地形图等, 并可以自动接边和智能生成缩略图; (2) 资源调查属性库自定义、点线面图层定义管理等; (3) 高精度面积测量、两点间距离精度测量; (4) 高精度野外测点与配准; (5) 多种数据格式转换、各种坐标相互转换、彻底实现了资源调查的无纸化和自动化。
2 测绘工程技术的发展及变迁过程
随着现代测绘技术的逐步扩大和应用, 测绘工程长期依靠经纬仪、水准仪、平板仪等传统工具进行工作的时代即将结束。现代测绘技术的核心技术是全球地位系统、遥感和地理信息系统。其中, 遥感和全球定位系统是卫星技术、航天技术、现代通信技术、传感器技术、计算机技术等高新技术综合集成的结果;地理信息系统则是数据库技术、计算机技术、空间分析与模拟综合集成的结果。现代测绘技术已经发展为信息技术和空间技术的综合集成, 成为国家高新技术不可缺少的重要组织部分。
现代测量仪器朝着智能化、自动化、网络化、数字化的方向发展, 传统的光学测量仪器逐渐被弃用。全站仪是测距仪和电子经纬仪的合成体, 它不仅具有电子测距和电子测角的功能, 而且具有自动记录、运算和存储的能力, 具有较高的工作效率。GPS全球定位系统早已应用于大面积的控制测量。目前, 用于控制测量的静态GPS接收机已实现天线、电源和接收机一体化。将全站仪和GPS合为一体, 就出现了“超站仪”, 它不仅改变了工程测量野外的作业模式, 而且可以实现控制测量、碎部测量和施工放样的一体化和无缝衔接作业。三维激光影像扫描仪可以快速、可靠和精确的获得被识别物体三维空间数据, 在水坝监测、桥梁变形和开挖容量测量、城市数字化测量等诸多方面都可使用。高精度高程测量目前仍采用几何水准测量, 但水准测量的仪器实现了数字化和自动化。数字水准仪配合条码标尺, 可以自动安平, 实现观测自动化和测量结果数字化。
3 GPS系统在测绘工程中的应用
3.1 GPS定位技术在测量工程中的普遍应用
工程测量方面的应用, 利用GPS静态相对定位的技术, 分别布设精密控制网, 在高层建筑形变监控, 水利大坝形变监控、各种隧道贯通监控等测绘工程中均可应用。应用RTK (GPS实时动态定位技术) 测绘不同比例尺的地形图;在地籍控制测量方面, 通过GPS技术可以使点与点之间不要求互相通视, 这样就避免了常规地藉测量控制时, 点位选取的局限性, 并且GPS网状结构对GPS网精度的影响也不大。使用的GPS仪器精度只要和等级控制的精度相匹配, 控制点位的选取严格按照GPS点位选取要求, 则所布设的GPS网精度就能够满足地籍测量规范的要求。
3.2 GPS定位技术在测量工程中的其他应用与发展
在地球动力学测量方面, GPS可应用在全球和区域尺度的板块运动监控。我国的科研工作者已逐渐将GPS技术用于监控南极洲的板块运动, 青藏高原地区的地壳变动也得到了实时跟踪监测。GPS技术在海洋测量、水下地形测绘的应用也得到了长足发展;在航空摄影测量方面, 科研工作者还利用GPS定位系统于高空航测、航空测绘导航等诸多阶段。
4 结语
由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点, 基本实现了智能化和自动化, 大大降低了测绘工程作业强度, 作为先进的测量手段和新的生产力, 已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。GPS系统布网方便, 选点灵活, 基本不受通视、网形的限制, 尤其是在地形复杂、通视困难的测区, 更显其优越性。
摘要：本文简要介绍了GPS系统的构成、工作方法及特征, 同时回顾了测绘工程相关领域的发展情况, 最后分析了GPS在测绘工程相关领域的应用。得出了测绘工程的发展与GPS应用密不可分的结论。
关键词：GPS,测绘工程,应用
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