時間：2023-01-04 13:35:00
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關(guān)鍵詞：導(dǎo)航;gps;氣象;探空儀;測風(fēng)
中圖分類號：P412.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1004373X(2008)0317903
Study on the Technology of GPS Sonde
LIU Xiaoqin1,CAI Delin2,XU Changlei1
(1.Department of Electronic Science and Technology,Anhui University,Hefei,230039,China;
2.The 38th Research Institute,China Electronics and Technology Group Corporation,Hefei,230031,China)
Abstract：It is an important trend of international meterological sounding that using GPS technologycarry out meterological sounding.In China,the upper―air sounding system is relatively backward.It is imperative to develop the technology of GPS in our sounding system and make the sounding development of our country and the international simultaneously.Through the research of GPS meteorological sounding way,the working principle and the process flow of GPS sonde are expounded.System structure diagram of GPS sonde is presented.The research shows that using GPS technology to achieve meteorological sounding can improve the accuracy of meterological sounding.
Keywords：navigation;GPS;meteorology;sonde;anemography
1 引 言
近年來，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，特別是美國的全球定位系統(tǒng)（Global Position System,GPS）[1,2]發(fā)展極為迅速。GPS能夠為地球表面和近地空間的廣大用戶提供全天候、實時、高精度的位置、速度和時間等導(dǎo)航服務(wù)信息。GPS是一種新興的全球定位技術(shù)，他具有定位精度高、使用方便的特點。
GPS高空探測系統(tǒng)是新一代探空系統(tǒng)，他采用數(shù)字化測量電路測量大氣溫、壓、濕,并運用GPS測量大氣風(fēng)向、風(fēng)速。采用GPS技術(shù)實現(xiàn)氣象探空，能夠大大提高氣象探空的準(zhǔn)確性,降低地面接收系統(tǒng)的成本,提高氣象探空系統(tǒng)的自動化程度。國際上一些先進(jìn)國家已將該GPS技術(shù)應(yīng)用到氣象探空和高空測風(fēng)當(dāng)中,國內(nèi)一些研究單位也相繼開展了相關(guān)技術(shù)的研究。
探空儀主要為電子探空儀，國際先進(jìn)的電子探空儀主要有芬蘭Vaisala公司RS92探空儀。我國是惟一還在使用機(jī)械電碼式探空儀的國家，應(yīng)盡快發(fā)展我國GPS探空技術(shù)。
2 GPS氣象探空的實現(xiàn)
GPS氣象探空[3]主要有空中射頻轉(zhuǎn)發(fā)和空中數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)兩種方式：如圖1和2所示。
圖1 射頻轉(zhuǎn)發(fā)方案框圖
由圖1可見，射頻轉(zhuǎn)發(fā)方案是將球載設(shè)備接收到的GPS射頻信號直接下變頻到氣象探空專用頻率，放大后與溫濕壓傳感器輸出的數(shù)字信號合成后轉(zhuǎn)發(fā)到地面接收機(jī)，也就是說球載部分只有射頻接收部分沒有定位解算部分的電路。地面接收機(jī)將接收到的射頻信號分離成溫濕壓信號和GPS射頻信號，在地面接收機(jī)內(nèi)實現(xiàn)GPS的定位解算。主要技術(shù)難題是GPS射頻信號與溫濕壓數(shù)字信號電平相差懸殊所帶來的電磁兼容問題，以及抗干擾和地面解算的頻率基準(zhǔn)問題。而且射頻轉(zhuǎn)發(fā)方案的通信鏈路設(shè)計復(fù)雜，體積大，因此一般采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方案。
圖2 數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)方案框圖
圖2中數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)是將GPSOEM板的定位數(shù)據(jù)直接與溫濕壓數(shù)據(jù)合成編碼后轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)點是減少探空儀設(shè)備的復(fù)雜程度，把大量處理過程轉(zhuǎn)移到地面，降低探空儀的成本。采用數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)方式，發(fā)射功率利用率較高，避免發(fā)生自激,工作頻點可調(diào)，可避開環(huán)境的干擾。
3 GPS探空儀的系統(tǒng)組成
GPS探空儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示,他由兩部分組成：球上設(shè)備和地面設(shè)備。
圖3 GPS探空儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
球上設(shè)備由PTU數(shù)據(jù)處理單元、GPS單元、通信單元三部分構(gòu)成。
PTU數(shù)據(jù)處理單元 由單片機(jī)和測量電路構(gòu)成，完成數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸。既可以測量電阻感應(yīng)元件，又可以測量電容感應(yīng)元件。
GPS單元 用于接收GPS衛(wèi)星信息，提供氣球的位置信息（經(jīng)緯度、高度）和時間信息。
通信單元 接收PTU數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼、合成，將數(shù)字信息進(jìn)行FSK調(diào)制，轉(zhuǎn)變成射頻信號，發(fā)送給地面接收系統(tǒng)。
地面設(shè)備由通信單元、基站GPS處理機(jī)、終端數(shù)據(jù)處理和指示單元等三部分構(gòu)成。
通信單元 接收探空儀發(fā)射的射頻信號，解調(diào)出數(shù)字信息，進(jìn)行解碼，輸出為GPS通道數(shù)據(jù)以及PTU測量數(shù)據(jù)（溫濕壓）；
基站GPS處理機(jī) 對接收的球上GPS通道數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,接收基站GPS位置數(shù)據(jù);
終端數(shù)據(jù)處理單元 由計算機(jī)、打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器組成。計算機(jī)收集探空儀發(fā)來的數(shù)據(jù)和基站位置數(shù)據(jù)，對信息進(jìn)行預(yù)處理，顯示溫、壓、濕數(shù)據(jù)，對測風(fēng)信息進(jìn)行處理，解算出風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)。調(diào)制解調(diào)器用于通過電話線路與氣象計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信，傳送探空數(shù)據(jù)。
4 工作原理
4.1 溫、濕、壓測量
PTU設(shè)備測量原理如圖4所示，通過溫濕度、氣壓傳感器探頭探測的電阻、電容變化量轉(zhuǎn)化為電壓或頻率變化量，這些變化量均為模擬量，經(jīng)過運算放大器進(jìn)行小信號放大，A/D變換為數(shù)字量，同時查表進(jìn)行修正、數(shù)字編碼，由外時鐘采集同步輸出傳感器數(shù)據(jù)。
探空儀采集的空中的氣壓、溫度和相對濕度數(shù)據(jù)（簡稱PTU數(shù)據(jù)）經(jīng)探空儀的轉(zhuǎn)發(fā)器電路轉(zhuǎn)發(fā)到地面基站，經(jīng)硬件解調(diào)設(shè)備和軟件處理后得到所需的探測氣象要素數(shù)據(jù)。由于遙測噪聲、調(diào)制電路、下行鏈路、解調(diào)電路、輻射及外界不確定氣候條件等因素影響，導(dǎo)致PTU原始數(shù)據(jù)出現(xiàn)物理上的不一致數(shù)據(jù)點和丟失的數(shù)據(jù)點。這就要求我們必須利用物理方程、數(shù)學(xué)算法及氣象學(xué)理論模型對原始數(shù)據(jù)做編輯處理。
圖4 PTU設(shè)備測量原理框圖
關(guān)鍵詞：GPS；RTK；測量；測繪技術(shù)
一、GPS測量原理
（一）GPS概念
全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，簡稱GPS)，又稱全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是一個中距離圓形軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它可以為地球表面絕大部分地區(qū)(98%)提供準(zhǔn)確的定位、測速和高精度的時間標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)由美國國防部研制和維護(hù)，可滿足位于全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續(xù)精確的確定三維位置、三維運動和計時的需要。
（二）GPS系統(tǒng)的特點及構(gòu)成
GPS系統(tǒng)擁有如下多種特點：全天候，不受任何天氣的影響;全球覆蓋(高達(dá)98%)；三維定速定時高精度;快速、省時、高效率;應(yīng)用廣泛、多功能；可移動定位；不同于雙星定位系統(tǒng)，使用過程中接收機(jī)不需要發(fā)出任何信號增加了隱蔽性，提高了其軍事應(yīng)用效能。GPS系統(tǒng)主要由空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分組成。
（三）觀測量的誤差來源
在GPS定位中，觀測量的誤差來源主要有：第一，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差；第二，與接收設(shè)備有關(guān)的誤差；第三，與信號傳播有關(guān)的誤差；第四，其它誤差來源。
（四）絕對定位原理
以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離觀測量為基礎(chǔ)，確定用戶接收機(jī)的點位可通過已知的衛(wèi)星瞬時坐標(biāo)進(jìn)行，這就是利用GPS進(jìn)行了絕對定位的基本原理。GPS絕對定位可以實現(xiàn)動態(tài)和靜態(tài)的絕對定位。
（五）相對定位原理
利用GPS進(jìn)行相對定位，可分為靜態(tài)和動態(tài)相對定位兩種。相對定位可以消除由于各種不同的因素導(dǎo)致系統(tǒng)性誤差。
二、RTK簡介
一種新的常用的GPS測量方法――RTK（Real - time kinematic）實時動態(tài)差分法。RTK能夠?qū)崿F(xiàn)在野外實時得到厘米級定位精度的測量?；谳d波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)就是RTK定位技術(shù)，在制定坐標(biāo)系中，測站點三維定位結(jié)果能夠?qū)崟r地被RTK定位技術(shù)提供?；鶞?zhǔn)站將其觀測值和測站坐標(biāo)信息在RTK作業(yè)模式下一起通過數(shù)據(jù)鏈傳送給流動站。采集GPS觀測數(shù)據(jù)都是由流動站產(chǎn)生的，并對在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理，同時厘米級定位結(jié)果將被給出，一共只需一秒鐘的時間。無論是靜止?fàn)顟B(tài)，還是運動狀態(tài)，流動站都可處于任何一種中；也就是說，可以直接進(jìn)入動態(tài)條件開機(jī)，也可先在固定點上進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，并周模糊度的搜索求解需在動態(tài)環(huán)境下完成。
三、GPS RTK測量儀器在各種測量中的應(yīng)用
（一）地籍測量的應(yīng)用
在地籍測量應(yīng)用中，要想測定每一宗土地的全界址點和測繪地籍圖可采用RTK技術(shù)來實現(xiàn)，RTK技術(shù)使得有關(guān)界址點的位置能夠?qū)崟r的測繪，最終達(dá)到厘米級的精度，地籍圖和房產(chǎn)圖在測得數(shù)據(jù)處理后可以被及時的得到。常規(guī)儀器可用在衛(wèi)星信號不好的地方，進(jìn)行細(xì)部測量采用解析法或者圖解法。界樁位置可以通過RTK技術(shù)實時地被測定，然后土地使用界范圍被確定，計算用地面積，從而較輕松的進(jìn)行地籍測量工作。
（二）公路測量建設(shè)中的應(yīng)用
在控制測量領(lǐng)域中GPS測量得到了廣泛的應(yīng)用，它具有以下的優(yōu)點：高精度和高效率。在公路工程中實時GPS測量可完成以下工作。
（1）繪制大比例尺地形圖
一般情況下，在大比例尺帶狀地形圖上進(jìn)行高等級公路選線。傳統(tǒng)的測圖方法，首先要進(jìn)行控制網(wǎng)的建立，其次，進(jìn)行碎部測量，從而進(jìn)行大比例尺寸地形圖的繪制。其工作量較大，花費時間較長，速度也比較慢。如果測量時采用GPS RTK動態(tài)測量，獲得每點坐標(biāo)只需花費幾分鐘就行，碎部點的數(shù)據(jù)是由輸入的點特征編碼及屬性信息構(gòu)成的，在室內(nèi)可由繪圖軟件完成。從而使得測圖的難度大大降低了，節(jié)省了時間又節(jié)省了精力。
(2)工程控制測量
GPS建立控制網(wǎng)的最精密的方法是靜態(tài)測量。對于大型的建筑物靜態(tài)測量比較適合。實時GPS動態(tài)測量則被用于一般的公路工程的控制測量。這種方法可停止觀測，使得作業(yè)效率大大提高。而通視對于點與點之間是被做要求的，這使得測量更加快捷了。
(3)公路中線測設(shè)
在大比例尺帶狀地形圖上設(shè)計人員進(jìn)行定線后，在地面需將公路中線標(biāo)定出來。如果實時GPS測量被使用，那么只需在GPS接收機(jī)中輸入中線樁點的坐標(biāo)，放樣的點位就會有系統(tǒng)定出。在這里，累積誤差是不會產(chǎn)生的，因為每個點的測量的完成都是相對獨立完成的，各點放樣精度一致。
(4)公路縱、橫斷面測量
確定公路中線后，通過繪圖軟件，利用中線樁點坐標(biāo)，即路線斷面和各樁點的橫斷面就可以繪出了。測繪地形圖時采集的數(shù)據(jù)都是被用在測量中，所以到現(xiàn)場進(jìn)行縱。橫斷面測量是沒有必要的，這使得外業(yè)工作大大的減少了。也可采用實時GPS測量進(jìn)行現(xiàn)場斷面測量。
（三）地質(zhì)工程測量的應(yīng)用
測量鉆孔、探槽、剖面端點、地質(zhì)點是地質(zhì)工程測量中常見的工作。不停地搬站是常規(guī)測量很麻煩的一點，而且如果通視條件不好，則測站點就需要補測。而RTK測量儀器則不需要通視每個點，只需要有兩臺儀器，有一臺儀器在基準(zhǔn)站，而另一臺儀器架在測點上，只需幾分鐘進(jìn)行測量。用常規(guī)測量時，有時由于一個點就要浪費很多時間和精力。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張云志,. 淺談GPS在公路測量中的應(yīng)用[J].中國西部科技, 2009,(02) .
關(guān)鍵詞：RS、GIS、GPS；測繪技術(shù)；土地規(guī)劃；優(yōu)勢
0 前言
土地規(guī)劃是指土地行政主管部門根據(jù)土地開發(fā)利用的自然和社會經(jīng)濟(jì)條件、歷史基礎(chǔ)和現(xiàn)狀特點以及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要等，對一定地區(qū)范圍內(nèi)的土地資源進(jìn)行合理的組織利用和經(jīng)營管理的一項綜合性措施。國內(nèi)外早已將數(shù)理統(tǒng)計、運籌學(xué)、線性規(guī)劃和重力模型等運用于土地規(guī)劃和管理。但這些方法的分析對象僅是各個規(guī)劃要素的屬性數(shù)據(jù)，難以對設(shè)計對象實施空間分析，規(guī)劃成果不直觀、不完善[ 1]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，特別是計算機(jī)和空間信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我國土地規(guī)劃與管理經(jīng)過多年的發(fā)展，以遙感技術(shù) （ Remote Sensing，以下簡稱 RS）、地理信息系統(tǒng)（ Geographical Information System，以下簡稱 GIS）、全球定位系統(tǒng) （Global Positioning System，以下簡稱GPS）為代表的測繪技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土地規(guī)劃和管理領(lǐng)域[ 2，3]。
1 RS、GIS、GPS技術(shù)介紹
1.1 RS
RS（遙感技術(shù)）是一種遠(yuǎn)距離、非接觸的目標(biāo)探測技術(shù)和方法。它通過對目標(biāo)的探測來獲取目標(biāo)的信息，然后對所獲取的信息加工處理，從而實現(xiàn)目標(biāo)的定位、定性和定量的描述。遙感技術(shù)包括遙感器（也稱傳感器）技術(shù)，信息傳輸技術(shù)，信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù)，目標(biāo)信息特征的分析與測量技術(shù)等等。
1.2 GIS
GIS（地理信息系統(tǒng)）是由計算機(jī)硬、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。地理信息系統(tǒng)處理和管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。
1.3 GPS
GPS是美國海陸空聯(lián)合研制的全球性、全天候、具有實時三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由地面控制部分（主控站、地面天線、監(jiān)測站和通訊輔助系統(tǒng) ）、空間部分 （ 21顆實用衛(wèi)星和 3顆備用衛(wèi)星組成 ）、用戶裝置部分 （主要由 GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成 ）等構(gòu)成。其主要特點有：全天候、全覆蓋、高精度三維定速定時、快速省時高效、應(yīng)用廣泛功能多。GPS的應(yīng)用前景十分光明，除用于各種交通工具和武器的導(dǎo)航定位和制導(dǎo)外，還可用于航天器定位、全球授時、地形測繪、國界測定、海島與礁石聯(lián)測、山體測高、測量板塊和地殼運動、交通管制和工程建設(shè)等。
特別是近幾年發(fā)展起來的 GPS RTK技術(shù)，是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)。GPS RTK系統(tǒng)通常由3部分組成，即 GPS信號接收部分 （GPS接收機(jī)及天線）、實時數(shù)據(jù)傳輸部分 （數(shù)據(jù)鏈， 俗稱電臺 ）和實時數(shù)據(jù)處理部分（ GPS控制器及其隨機(jī)實時數(shù)據(jù)處理軟件 ）。GPS RTK以實時定位、厘米級定位精度、作業(yè)時間短和效率高等優(yōu)點逐步在資源調(diào)查、城市規(guī)劃和地質(zhì)勘探等方面得到廣泛應(yīng)用[1]。
2 RS、GIS、GPS技術(shù)在土地規(guī)劃中的應(yīng)用
2.1 RS在土地規(guī)劃中的應(yīng)用
遙感影像是土地規(guī)劃與利用的主要數(shù)據(jù)來源。傳統(tǒng)的地面調(diào)查
需要耗費大量的人力、物力和財力，特別是在南方山區(qū)等條件困難的地區(qū)，進(jìn)行野外實地調(diào)查更是難度大、體力勞動強度大、成圖周期
長。而利用RS進(jìn)行土地資源調(diào)查，可大大減輕勞動強度，節(jié)省調(diào)查
費用。
近幾年對地觀測技術(shù)的迅速發(fā)展，我們可以獲得多時相、多平臺、多分辨率的遙感數(shù)據(jù)，這就為準(zhǔn)確研究小范圍內(nèi)土地利用特征、空間結(jié)構(gòu)變化提供了便利。遙感影像與該區(qū)采樣的數(shù)據(jù)信息結(jié)合能更全面更準(zhǔn)確地表達(dá)地物的屬性特征，這就為規(guī)劃利用中對之進(jìn)行判別和分類提供了便利。此外，遙感衛(wèi)星的傳感器不同，產(chǎn)生的遙感影像也不同。遙感影像有全色衛(wèi)星遙感影像、多光譜遙感影像、多波段的衛(wèi)星遙感影像、多時相的衛(wèi)星遙感影像、高分辨率衛(wèi)星遙感影像等，我們可以根據(jù)需要選取較合適的影像或者根據(jù)需要對影像進(jìn)行不同效果的增強，如對同一地區(qū)多時段的遙感影像的疊加融合，可以產(chǎn)生一個在原有的地物信息不變的情況下獲取包含更多有用信息的衛(wèi)星影像。
2.2 GIS在土地規(guī)劃中的應(yīng)用
土地規(guī)劃和利用實質(zhì)上是按照相關(guān)法律的規(guī)定對土地資源進(jìn)行合理開發(fā)、利用及保護(hù)。所以，規(guī)劃本身的科學(xué)性以及現(xiàn)勢性對土地管理工作開展的成效有著直接影響，同時還會在一定程度上影響社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度和布局情況?，F(xiàn)如今，隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，以往傳統(tǒng)的規(guī)劃方式越來越無法滿足土地規(guī)劃和利用的現(xiàn)勢性要求，并且也無法充分體現(xiàn)出土地利用的總體規(guī)劃對管理工作的指導(dǎo)作用。由于土地利用規(guī)劃涉及較多的圖形、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計和空間分析等問題，因此，必須采用 GIS 技術(shù)并配以其它一些現(xiàn)代化技術(shù)，建立起相應(yīng)的規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，只有這樣才能使土地利用規(guī)劃管理工作真正實現(xiàn)科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化。
2.3 GPS在土地規(guī)劃中的應(yīng)用
土地規(guī)劃中最重要的基礎(chǔ)工作莫過于土地勘測定界，在土地勘測定界中，無論是外業(yè)前端數(shù)據(jù)采集，還是內(nèi)業(yè)圖形數(shù)據(jù)處理，均可廣泛采用以GPS為基礎(chǔ)的測繪技術(shù)。在土地勘測定界的外業(yè)工作中，可使用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行定位，將基準(zhǔn)站的已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)發(fā)送給流動站，流動站接收基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，并采集GPS觀測數(shù)據(jù)，形成差分觀測值，通過相對定位原理實時計算出流動站的三維坐標(biāo)及其精度。該測量方式可以提高土地勘測定界精度，并且無需通視，觀測時間短，操作簡便[ 4]。在土地勘測定界的內(nèi)業(yè)工作中，采用 GIS與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的方式對土地勘測定界測量和土地征收數(shù)據(jù)進(jìn)行管理具有可行性和優(yōu)越性，能保證從外業(yè)到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的一致性，能實現(xiàn)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的自動化，保證數(shù)據(jù)統(tǒng)計的準(zhǔn)確性以及方便數(shù)據(jù)的查詢[ 5]。
3 結(jié)語
土地規(guī)劃是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展動態(tài)與規(guī)劃相對靜態(tài)矛盾不可避免的產(chǎn)物，在其信息化的過程中應(yīng)盡快建立起統(tǒng)一的管理辦法和技術(shù)規(guī)程，確保其作為土地信息化建設(shè)的一部分健康發(fā)展。RS、GIS、GPS等測繪技術(shù)對土地利用總體規(guī)劃形成強有力的技術(shù)支撐，更好地發(fā)揮土地利用總體規(guī)劃的宏觀調(diào)控作用，為社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供幫助。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：地籍測量 GPS技術(shù) 應(yīng)用
中圖分類號： C35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、前言
地籍測量為地基管理的前提以及土地管理的技術(shù)基礎(chǔ)，國家要想搞好國家建設(shè)，必須做好的工作之一便是地籍測量。隨著時代的變遷，社會的發(fā)展，很多土地問題紛紛出現(xiàn)，所以，地籍測量已經(jīng)成為一種經(jīng)常性事務(wù)。和普通測量相比，地籍測量并非僅僅注重技術(shù)，將地形現(xiàn)狀呈現(xiàn)出來，而是綜合技術(shù)和法學(xué)的應(yīng)用，重點是確定界址，因此，地籍測量人員需要掌握測繪技能，還需要熟悉相關(guān)法律章程。GPS技術(shù)的發(fā)展，給地籍測量工作帶來了革命性影響。該技術(shù)速度快、精度準(zhǔn)、布點靈活、節(jié)省開支，為建立地籍平面控制網(wǎng)的最好方法。GPS技術(shù)既能夠用于靜態(tài)定位，還能夠用在動態(tài)定位。下文將對其在現(xiàn)代地籍測量中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)研究。
二、地籍測量以及GPS技術(shù)原理簡介
2.1 地籍測量
地籍測量實際上就是測繪的一種，通過地籍測量所測繪的圖件即為地籍圖。按照內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，地籍圖有地籍要素以及地形要素兩種。地籍測量有地籍控制測量和地籍碎部測量兩種。
地籍控制測量即為測設(shè)地籍基本控制點以及地籍圖根控制點，是為開展初始土地登記、建立基礎(chǔ)地籍資料、以及日常地籍的動態(tài)管理而布設(shè)的平面測量控制。采取GPS技術(shù)建立地籍測量控制網(wǎng)，點間無需都通視，任何點只需兩個方向通視即可，有些只需一個方向通視即可。點間距離無需考慮圖形結(jié)構(gòu)，可長可短。
作為地籍測量的重要構(gòu)成，地籍碎部測量主要是為了真實準(zhǔn)確地測定每宗土地的權(quán)屬界址點、線、等地籍要素。地籍調(diào)查規(guī)程有具體要求，地籍平面控制測量基礎(chǔ)上的地籍碎部測量，城鎮(zhèn)街坊界址點和街坊內(nèi)明顯界址點間距可以存在10厘米的誤差，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點和村莊內(nèi)部界址點之間可以存在15厘米的誤差。
2.2 GPS技術(shù)原理
該技術(shù)的定位原理，就是利用空間分布的衛(wèi)星和衛(wèi)星與地面點間距離，交會形成地面點的位置。所以，如果假定衛(wèi)星的位置已經(jīng)清楚，并且可以準(zhǔn)確測定地面點A到衛(wèi)星間的距離，A點則必定在以衛(wèi)星為中心、以所測得距離為半徑的圓球上。如果能夠同時測定點A到另外兩顆衛(wèi)星的距離，那么該點必定在三圓球相交的兩點上。
三、GPS技術(shù)在現(xiàn)代地籍測量中的應(yīng)用
3.1 采取GPS技術(shù)建立地籍首級控制網(wǎng)
GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計原則：其一，通常情況下，GPS網(wǎng)使用獨立觀測邊形成閉合圖形，以提高網(wǎng)的穩(wěn)定可靠度。其二，GPS網(wǎng)相鄰點間基線向量精度要均勻分布。其三，GPS網(wǎng)店需要和緣由地面控制點相結(jié)合。其四，GPS網(wǎng)點需要和水準(zhǔn)點相重合。其五，GPS網(wǎng)點通常需要布設(shè)于視野開闊以及交通便利之地，以方便GPS的測量，提高其精準(zhǔn)度。其六，GPS網(wǎng)點附近布設(shè)方位點，通視必須良好，以便于聯(lián)測或者擴(kuò)展。其七，GPS網(wǎng)需要和非同步獨立觀測邊形成很多閉合環(huán)或者附和線路。
擬定觀測方案：GPS定位精度受著觀測衛(wèi)星的幾何分布影響，因此，擬定觀測方案過程中，需要編制好GPS衛(wèi)星可見圖，以確定最佳觀測時段，之后其進(jìn)程方案和網(wǎng)的規(guī)模大小，精度情況，作業(yè)接收機(jī)數(shù)量以及后勤保障條件等都有這密切關(guān)系，需要根據(jù)最優(yōu)化原則來進(jìn)行科學(xué)擬定觀測方案。
3.2 GPS-RTK建立地籍圖根控制網(wǎng)
地籍圖根控制網(wǎng)的建立，傳統(tǒng)方法使用導(dǎo)線法，需要耗費較長的時間，點間需要通視，并且精度分布缺乏均勻性，一旦觀測完畢回到處理環(huán)節(jié)，如有精度不符情況，則需要進(jìn)行重新測量。采用PTK技術(shù)作地籍圖根控制測量，則不受外在環(huán)境的約束，比如天氣、地形等，整個操作過程較為簡單，靈活性強，所耗費的時間較少，精度高，誤差小且均勻分布。
3.3 PTK的碎部測量
上文已經(jīng)提及作為地籍測量的重要構(gòu)成，地籍碎部測量主要是為了真實準(zhǔn)確地測定每宗土地的權(quán)屬界址點、線、等地籍要素。從允許的誤差來看，采取GPS-PTK技術(shù)能夠滿足其精度要求。有些影響著GPS衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶，可以使用測量工具比如全站儀，通過解析交會法、圖解交會法、極坐標(biāo)法等測量方法，以加快地籍碎部測量的測量速度。
不過，PTK測量技術(shù)也具有一定的局限性。該測量技術(shù)在地籍碎部測量中，無論農(nóng)村還是城市，都只是適用于空曠地帶，流動站的工作效率為全站儀工作效率的1.5倍，但是卻不能采集到隱蔽點的界址點RTK。由此，對于高樓林立形成的隱蔽點RTK采集需要尋求另外的方法來解決。雖然具有一定的局限性，PTK技術(shù)在地籍測量中的實踐應(yīng)用效果良好，并且隨著測量技術(shù)的不斷完善更新，該技術(shù)所發(fā)揮的作用越來越明顯，只是還有許多值得改進(jìn)完善的地方。
四、小結(jié)
地籍為政府進(jìn)行決策以及規(guī)劃的重要依據(jù)和參考資料，建立完善的現(xiàn)代地籍資料甚至影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而現(xiàn)代地籍資料的手段即為現(xiàn)代地籍測量，可見，GPS技術(shù)在現(xiàn)代地籍測量中的意義重大。正是GPS技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛使用，傳統(tǒng)的測量方法得以改變，地籍測量的精準(zhǔn)度得以提高，工作效率得以提高。GPS 由于定位精度高、誤差分布均勻不累計、可以全天候進(jìn)行定位、使用方便快捷、不受時間和通視條件的限制等特點，在現(xiàn)代地籍測量的基礎(chǔ)控制測量、圖根控制測量以及地籍圖碎部測量中被廣泛使用。本文受到篇幅影響，無法對GPS在現(xiàn)代地籍測量的應(yīng)用進(jìn)行具體細(xì)致性研究，也沒有結(jié)合實例進(jìn)行證實，這也正是筆者在后續(xù)研究中所要突破的。我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，北斗定位衛(wèi)星組網(wǎng)也已經(jīng)投入使用，中國定會發(fā)展定位衛(wèi)星接收機(jī)以及定位技術(shù)，北斗定為衛(wèi)星將會為我國的地籍測量中發(fā)揮重要作用。而現(xiàn)在所使用的GPS為美國的全球定位系統(tǒng)，并且和其他衛(wèi)星系統(tǒng)的組件還尚未完成?？梢?，中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)將在和其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)的組建中發(fā)揮更為重要的作用，會使得GPS技術(shù)更為完善，以為地籍測量服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]劉祥. GPS技術(shù)在現(xiàn)代地籍測量中應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué)，2012.
[關(guān)鍵詞]地籍測繪；GPS；新技術(shù)；應(yīng)用
中圖分類號：P228.4；P271 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0376-01
引言
每個行業(yè)的發(fā)展都離不開技術(shù)，而當(dāng)今社會正處在一個新技術(shù)不斷蓬勃發(fā)展的轉(zhuǎn)變時期，這從根源上對各個行業(yè)的發(fā)展都起到了極大的助力作用。在實際操作中，對這些技術(shù)的靈活使用，就能夠大大提高地籍測繪的準(zhǔn)確性并且提高地籍測繪的效率。
一 GPS新技術(shù)定位原理
（一）常規(guī)GPS定位原理
GPS技術(shù)的基本原理是利用衛(wèi)星在測量位置和衛(wèi)星之間信號的折返時間來進(jìn)一步定位出衛(wèi)星到測量位置之間的實際距離，然后針對多個衛(wèi)星對測量位置距離位置的反饋，使得測量位置的得多維的進(jìn)一步的確認(rèn)。
（二）RTK技術(shù)和精密單點定位技術(shù)原理
目前可以使GPS技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行提高的技術(shù)手段主要有兩種，一個是RTK技術(shù)，二是精密單點定位技術(shù)，這兩種技術(shù)原理能夠使原始的GPS技術(shù)原理得到一個大幅度的提升，這兩種定位技術(shù)的不斷發(fā)展以及應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，都能夠使GPS技術(shù)得到大幅度提升，從而有效地保證地籍測繪的精度和準(zhǔn)度。
靜態(tài)，快速靜態(tài)，動態(tài)測量等常規(guī)的GPS測量方法，都必須在測量后對數(shù)據(jù)結(jié)算才能使精度上升到厘米級的精度水平，從專業(yè)角度來說，網(wǎng)絡(luò)RTK又名虛擬參考站技術(shù)，是對載波相位進(jìn)行實時觀測從而對觀測位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位的技術(shù)，然后對GPS參考站進(jìn)行實時監(jiān)控，從而準(zhǔn)確地提供指定坐標(biāo)系的三維定位結(jié)果。
GPS RTK的技術(shù)進(jìn)步之處在于可以使地籍測量工作流動站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理，同時給出厘米級定位結(jié)果，歷時不足一秒鐘。通過這一技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠使得地籍測量的各項測量都能得到巨大的突破，為各種控制測量和變量的控制都得到了極大的保障，極大地提高了外業(yè)作業(yè)時間和內(nèi)業(yè)的工作效率。
二 GPS新技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用
在地籍測量中應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，為了對常規(guī)地籍控制測繪中控制點點位選擇的不利條件的排除，將其變成GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣能夠最大程度地避免對GPS精度定位精度的影響。在地籍測繪過程中使用GPS新技術(shù)，可以將流程大大簡化，不需要進(jìn)行點對點的相互通視，僅僅需要控制單點的選取，從而確定GPS點位的選取要求。不需要要求在進(jìn)行等邊三角形測量時進(jìn)行對角線測量，極大地簡化了流程，能夠有效地提高測繪的準(zhǔn)確性還能夠節(jié)約測繪的時間，給我一個支點我能翹起地球，我們的新技術(shù)就是撬起地球的那個支點，我們測繪結(jié)果的精準(zhǔn)和快速就是我們翹起的地球，通過這個技術(shù)的應(yīng)用，我們能夠在現(xiàn)有情況條件下最大程度上保證地籍測繪控制的精準(zhǔn)度，這也就是技術(shù)革新所帶來的明顯變化。
（一） 控制GPS地籍網(wǎng)點的精度和密度
在地籍測量中最重要的是整個測量區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地控制和測量，這一環(huán)節(jié)是進(jìn)行地籍圖件測繪并且進(jìn)行專業(yè)數(shù)據(jù)采集，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如何對地籍測繪的精度和密度進(jìn)行控制，怎樣才能有效地達(dá)到精度和密度控制的目標(biāo)，這就必須要求我們對地籍控制網(wǎng)點進(jìn)行有效而又精密的控制，這種地籍控制網(wǎng)點的精度和密度的本質(zhì)其實是為了精準(zhǔn)定位界址點而服務(wù)的，界址點的定義則是測量土地權(quán)屬范圍的特征點。
基本控制測量和地籍控制測量是地籍測繪的兩個重要組成部分，這兩部分的評判標(biāo)準(zhǔn)不一，基本控制測量有四個等級，而基于基本控制測量的地籍控制測量則分為兩個等級。這兩種控制測量的方法均可以應(yīng)用相應(yīng)等級的三角網(wǎng)、側(cè)邊網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)和GPS網(wǎng)對GPS地籍測繪來進(jìn)行控制。
（二） 建立GPS地籍控制網(wǎng)
1. 地籍控制網(wǎng)的布置原則
地籍控制網(wǎng)的布置原則主要有以下幾個方面：首先，地籍平面的控制網(wǎng)主要可以布設(shè)為三種等級的三角、三邊、網(wǎng)邊、角網(wǎng)以及兩種等級的GPS網(wǎng)；然后，對地籍測量規(guī)模先進(jìn)行一個初步的估量，然后根據(jù)這個初步估計再將各個等級的地籍平面控制網(wǎng)點作為首級控制對象；最后，在利用GPS技術(shù)對地籍測繪進(jìn)行控制的時候，同時也可以利用近似等邊三角形代替常規(guī)的三角形來對地籍進(jìn)行控制。
2. 地籍控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計原則
網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)同時組成了GPS基準(zhǔn)設(shè)計，通過這三個部分共同組成了對GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)確定，而GPS網(wǎng)的確定基準(zhǔn)是利用網(wǎng)的整體平差數(shù)據(jù)進(jìn)行計算而得出的最終結(jié)果。GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問題是GPS基準(zhǔn)設(shè)計的重中之重。
若要確定GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，必須先確定GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)點。這個基準(zhǔn)點的確定通常有兩種方法，一種是選擇該GPS網(wǎng)中的任意一點然后對該點進(jìn)行固定，還有一種方法是利用穩(wěn)擬平差或違逆平差的方法，雖然不選取固定的基準(zhǔn)點但是仍然可以對GPS網(wǎng)的位置進(jìn)行基準(zhǔn)確定。通過這兩種方法對GPS網(wǎng)進(jìn)行平差確定，使得平差前后GPS網(wǎng)的方向和尺度精度等都沒有大的疏漏，但是網(wǎng)的點位精度卻沒有辦法得到保證。但是如果在GPS網(wǎng)中選擇若干點進(jìn)行GPS位置基準(zhǔn)點的控制，則會對確定網(wǎng)的位置產(chǎn)生一個較大的影響，這種方法能夠極大影響所取觀測值的精度，同時也與所取值得約束條件有著非常大的關(guān)系。
3. GPS選點與觀測方案的擬定原則
當(dāng)利用GPS新技術(shù)對地籍控制進(jìn)行測量時，不要求點與點之間必須相互通視，同時對網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也可以靈活選用，相比較GPS常規(guī)技術(shù)的選點工作，GPS新技術(shù)的選點工作更為靈活也更為簡便，也更加具有可執(zhí)行性，同時，出于對GPS定位重要性的考慮，因此在進(jìn)行GPS選點之前應(yīng)該對所測繪地區(qū)的環(huán)境和地理位置進(jìn)行充分的了解和數(shù)據(jù)的處理，同時便于確定適宜的觀測站位置。
同時所選點應(yīng)該對空通視，同時必須遠(yuǎn)離天線，電視塔，雷達(dá)等有信號發(fā)射的地方，此外，基準(zhǔn)點位置的選取也不能選取在斜坡上，這也是一個不利于觀測的條件。在進(jìn)行GPS地籍測繪控制建立地籍控制網(wǎng)布置的時候，無需滿足所有點均通視的原則，只需要每個點可以達(dá)到與另一點通視的條件即可以滿足測量條件。
結(jié)語
綜上所述，每個行業(yè)想要進(jìn)一步發(fā)展都離不開技術(shù)的革新，而當(dāng)今社會正處在一個新技術(shù)不斷蓬勃發(fā)展的轉(zhuǎn)變時期，這從根源上對各個行業(yè)的發(fā)展都起到了極大的助力作用。隨著GPS衛(wèi)星定位新技術(shù)在地籍測繪中應(yīng)用的不斷加深，尤其是RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用，這是地籍測量領(lǐng)域的一個技術(shù)革新的轉(zhuǎn)折時期，它的技術(shù)優(yōu)越性在于RTK新技術(shù)可以在點與點之間不通視的情況下，遠(yuǎn)距離得實現(xiàn)三維坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)傳輸，憑借其技術(shù)優(yōu)越性在實際地籍測繪使用中占有及其重要的地位，同時也使得地籍測繪能夠在更多更復(fù)雜的情況下順利開展。
參考文獻(xiàn)
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GPS系統(tǒng)是利用衛(wèi)星進(jìn)行測時、測距的系統(tǒng)。GPS的定位方式分為絕對定位和相對定位。GPS相對定位用于大地測量。目的是要測量被測量點相對于某一已知點的位置。不是直接測量被測點在WGS-84地心坐標(biāo)系的絕對位置。而對于運動的目標(biāo)瞬間位置和運動速度的測量是采用GPS絕對定位方式。無論那一種方式，都是由GPS同時觀測4顆以上的衛(wèi)星，根據(jù)每顆衛(wèi)星的位置和每顆衛(wèi)星與被測點的偽距數(shù)值，建立偽距定位方程組，通過對方程組求解和進(jìn)行誤差校正運算，得到被測點在WGS-84地心坐標(biāo)系的坐標(biāo)，然后轉(zhuǎn)換成‘新1954年北京坐標(biāo)系’的坐標(biāo)。
對于建立GPS移動目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是將GPS的廣播電文通過通信平臺發(fā)送出去。實現(xiàn)手段有兩種：一是申請專用的頻率，建立專用的通信平臺；二是利用現(xiàn)有的共用移動通信網(wǎng)絡(luò)建立通信平臺。對于前者，由于頻率資源的限制，申請頻率將很難，即使申請到了專用的頻率，但建系統(tǒng)的費用將很大，用戶的使用費用將會很高。由此造成普遍使用的困難。因此，相比之下，后一種手段更為可行。隨著GPS組網(wǎng)技術(shù)成本的下降、使用成本的下降，以及GPS本身價格的下降，GPS技術(shù)在發(fā)達(dá)國家相當(dāng)普及，早已進(jìn)入了民用，但是在中國卻一直沒有普及，原因之一就是通信平臺問題?，F(xiàn)在全球移動通信系統(tǒng)（GSM）在我國東部、中部地區(qū)，尤其是在城市已經(jīng)相當(dāng)普及，因此利用GSM系統(tǒng)作為組成城市的公共汽車調(diào)度系統(tǒng)，出租車的調(diào)度系統(tǒng)，貴重物品運輸車的跟蹤系統(tǒng)，機(jī)動車防盜系統(tǒng)等通信平臺，應(yīng)該是非常容易的事情。
1．技術(shù)手段
以GSM系統(tǒng)為通信平臺傳送GPS的廣播電文有兩個途徑：一是數(shù)據(jù)通道，二是語音通道。如果使用GSM數(shù)據(jù)通道傳送GPS的廣播電文，移動終端要由終端適配器、 滿足CCITTV24協(xié)議和V.21至 V.32協(xié)議的調(diào)制解調(diào)器組成。傳輸速率最高可達(dá)到9600bit/s 。移動終端的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本高，適用于實時性強、信息量大的傳輸。
用GSM的語音通道傳送GPS的廣播電文的方法是將GPS的廣播電文轉(zhuǎn)換成音頻信號，再由GSM系統(tǒng)將音頻信號進(jìn)行語音編碼將其變換成13kbit/s的數(shù)字化語音信號，數(shù)字信號經(jīng)過高頻調(diào)制、功率放大等處理，以電磁波的形式發(fā)射到自由空間，經(jīng)過有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，最后由接收端的天線檢測到這個信號，進(jìn)行語音解碼，還原成GPS的廣播電文。這種方法傳輸速度慢，適用于要求數(shù)據(jù)傳輸量較少的用戶。移動終端可以由現(xiàn)成的GSM手機(jī)和數(shù)字/音頻轉(zhuǎn)換卡組成，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
2．移動目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)組成
本篇文章介紹的系統(tǒng)由GSM移動端機(jī)和顯示座機(jī)組成，移動端機(jī)能將GPS的定位信息轉(zhuǎn)換成話音信號和2FSK信號，通過GSM網(wǎng)送到網(wǎng)絡(luò)另一端的移動用戶的手機(jī)、固定用戶的聽筒或者顯示座機(jī)中。顯示座機(jī)將2FSK信號轉(zhuǎn)換成HEX碼或ASCII碼再經(jīng)過RS232口接入電子地圖平臺，直觀地顯示出被查詢設(shè)備所處的位置。而對于移動用戶和固定用戶可以通過語音的播報，直接獲得移動目標(biāo)所處的位置（經(jīng)度、緯度、橢球、高度）和經(jīng)度方向、緯度、橢球高度方向移動的速度。
(1)GPS移動端機(jī) GPS移動端機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，GPS25-LP是GRAMIN公司生產(chǎn)的同時跟蹤12顆衛(wèi)星的GPS接收機(jī)，從TX1口輸出的廣播電文為ASCII碼NMEA-0183格式或者從TX2口輸出二進(jìn)制的位置數(shù)據(jù)、偽距和載波相位數(shù)據(jù)、星歷數(shù)據(jù)。二進(jìn)制的位置數(shù)據(jù)格式如附表。
ISD4002-120是數(shù)碼語音合成芯片，工作于SPI同步串行協(xié)議。PIC16C65的8位單片機(jī)，有4×8BIT的程序存儲區(qū)、同步和異步串行通信口、通用的輸入輸出口、8位和16位的定時器和計數(shù)器，并有內(nèi)置式的看門狗，以及多種中斷，同時有很強的抗干擾能力。GPS25-LP與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換通過RS232串行通信口。MT8870是DTMF解碼器，CMX624是能夠檢測呼叫的2FSK信號的編碼/解碼器。CMX624與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換是采用同步串行通信方式進(jìn)行。移動端機(jī)提供兩種方式傳送GPS數(shù)據(jù)。一種是將GPS的數(shù)據(jù)通過單片機(jī)編譯成語音合成芯片中對應(yīng)的語音信號的地址，通過地址的控制將GPS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成語音，再通過GSM網(wǎng)用語音方式向用戶播報。另一種將GPS的定位數(shù)據(jù)、歷書數(shù)據(jù)等以ASCII碼或HEX碼的型式經(jīng)過RS232口送到PIC16C65，由單片機(jī)送到CMX624編碼成2FSK信號，以數(shù)據(jù)的形式通過GSM網(wǎng)傳送到端機(jī)或用戶。2FSK信號的頻率范圍從300～3000Hz，在音頻范圍內(nèi)。目前GSM網(wǎng)采用的在語音編碼方案是13kbit/s RPE-LTP碼。L2000將音頻信號按8kHz取樣，按照每20ms劃分為一個語音幀，每一幀有160個樣值點，延時參數(shù)和采樣相位值在語音幀中每5ms傳一次，每幀為260bit的數(shù)據(jù)塊。因此完整傳送一個語音幀包括延時參數(shù)和采樣相位值至少要25ms。接收端收到語音編碼的數(shù)據(jù)塊，經(jīng)過LPT（長期預(yù)測）濾波器和LPC（線性預(yù)測）濾波器重組，再經(jīng)過一個特定的去加重網(wǎng)絡(luò)加以復(fù)原，恢復(fù)成語音信號。對于DTMF信號的命令碼，每個碼長要大于50ms。要使以2FSK方式調(diào)制信號在GSM網(wǎng)語音信道無失真?zhèn)鬏?，且傳輸誤碼率限制在萬分之一以下，碼率應(yīng)小于600bps 。移動端機(jī)自動摘機(jī)、掛機(jī)的控制電平是單片機(jī)通過L2000的免提接口提供。端機(jī)工作在主叫狀態(tài)下的流程圖如圖2所示，圖3為座機(jī)工作在被叫狀態(tài)下的程序流程圖。
關(guān)鍵詞：工程測繪；GPS測量技術(shù)
中圖分類號： E271 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，越來越多的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在工程測繪中，GPS技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，發(fā)展起來的一種先進(jìn)的衛(wèi)星系統(tǒng)定位技術(shù)，GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)作為最新形式的測量系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛使用于地形測量、航空攝影測量、工程測量以及大地測量等多個方面的測量工作。GPS全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）在近兩年的公路鐵路工程、水利水電工程的實際測量工作當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，這主要是GPS技術(shù)具有自動化程度高、速度高、精度高、全天候和不受地形條件約束等優(yōu)點。
一、GPS測量技術(shù)的概述
1、GPS系統(tǒng)的組成
GPS系統(tǒng)主要由GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、GPS信號接收機(jī)等三大部分組成，其中GPS衛(wèi)星星座是由3顆軌備衛(wèi)星、21顆工作衛(wèi)星共同組成的，這24顆衛(wèi)星按照每組4顆衛(wèi)星平均分配在6條相互成60°的軌道平面上運行，其運行周期為24h，因此無論在地球那個方位，都能在任何時間觀測到最少有4顆屬于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星，GPS空間星座的主要作用是觀測目標(biāo)，并將觀測信息轉(zhuǎn)換成載波信號，傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控系統(tǒng)中，實現(xiàn)目標(biāo)定位。地面監(jiān)控系統(tǒng)主要由主控制站、監(jiān)測站、地面天線幾部分組成，主要負(fù)責(zé)收集空間衛(wèi)星傳輸回來的信息，然后利用這些數(shù)據(jù)計算出衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)。GPS信號接收機(jī)也就是用戶端，它能搜索、捕捉衛(wèi)星，然后衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算出GPS信號接收機(jī)所在位置的經(jīng)緯度及高度。
2、GPS測繪技術(shù)的特點
2.1 定位精度高。隨著科技的不斷進(jìn)步，GPS測量精度也在不斷的提高，GPS測繪技術(shù)的測量精度十分高，在100km以外、500km以內(nèi)，其測量精度能達(dá)到106-107，對于500km的基線范圍，其測量精度能達(dá)到1-2×106。
2.2 觀測時間短。GPS測繪技術(shù)的觀測時間很短，尤其是在近幾年，隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，其觀測時間也越來越短，傳統(tǒng)的靜態(tài)定位方法，受衛(wèi)星數(shù)目及精度的影響，需要花很長時間進(jìn)行觀測，但新興的GPS技術(shù)只需要在幾分鐘，甚至是幾秒鐘就能完成觀測。
2.3 觀測站之間不需要通視。在進(jìn)行工程觀測時，對通視有很高的要求，同時對測量網(wǎng)絡(luò)的幾何結(jié)構(gòu)也有很高的要求，由于兩者間存在很大的矛盾，對工程測繪造成很大的影響。GPS技術(shù)能有效地解決這個問題，它不需要各觀測站之間通視，能靈活的選用觀測點，極大的提高了觀測效率。
2.4 提供三維坐標(biāo)。在傳統(tǒng)的工程測繪中，需要通過觀測、計算得出高程及平面坐標(biāo)，采用GPS測繪技術(shù)能同時獲得高程以及平面坐標(biāo)，直接提供三維坐標(biāo)。
3、GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢
分析GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢，如：（1）測繪效率高，能夠在最短的時間內(nèi)，獲取工程測繪的信息，效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)測繪，高效的測繪促使GPS測量技術(shù)應(yīng)用在多個領(lǐng)域，滿足測繪需求；（2）定位準(zhǔn)確，通過靜態(tài)定位的方法，保障每個定位點的準(zhǔn)確度，排除定位點的誤差影響，促使GPS測量技術(shù)在不同的工程測繪中，均可發(fā)揮定位準(zhǔn)確的優(yōu)勢；（3）自動化能力高，GPS測量技術(shù)中基本不需要人為參與，實現(xiàn)高水平的自動化，為智能化發(fā)展提供基礎(chǔ)條件。
4、GPS工程測量原理
在工程中，GPS測繪技術(shù)有兩種方法測量出被測對象的信息，一種是測量偽距離，另一種利用載波相位進(jìn)行測量。測量偽距離是根據(jù)接收機(jī)接收到的GPS衛(wèi)星發(fā)出的測距碼及電文內(nèi)容，根據(jù)信號發(fā)射到用戶接收信息的時間，計算出衛(wèi)星與接收機(jī)天線之間的距離，由于用戶接收機(jī)的時鐘難以與GPS衛(wèi)星時鐘保持同步，計算出來的數(shù)據(jù)有一定的誤差，因此，稱為偽距離。用載波相位進(jìn)行測量是測定GPS衛(wèi)星載波信號在傳播路徑上的相位變化，從而計算出信號傳播距離[1]。
二、GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用流程
GPS測量技術(shù)在工程測繪流程方面的要求較高，需要縝密的流程，才能確保GPS的精準(zhǔn)度。分析GPS測量技術(shù)的應(yīng)用流程，如下：
1、定位測量點
選擇測量點時必須遵循便捷、安全的原則，便于布設(shè)GPS設(shè)備，盡量定位在視野開闊的作業(yè)環(huán)境內(nèi)，避免影響GPS設(shè)備信號的傳輸與接收，排除外界電磁的影響，確定GPS的測量點后，需要記錄到測繪圖紙內(nèi)，為后期測繪提供圖紙依據(jù)。
2、構(gòu)建測量標(biāo)志
GPS技術(shù)中的測量標(biāo)志，主要是起到指示、提示的作用，待測量點定位完成后，需要安置測量標(biāo)志，用于指導(dǎo)GPS測量的整個過程。由于工程測繪環(huán)境的影響，測量標(biāo)志的構(gòu)建并沒有統(tǒng)一的方法，基本按照測量人員的經(jīng)驗設(shè)置，比較常見的方法時埋入標(biāo)石，既可以發(fā)揮標(biāo)識作用，又可以穩(wěn)定標(biāo)志。
3、測量觀測
測量觀測是GPS技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，GPS測量屬于室外作業(yè)，促使GPS需要嚴(yán)格遵循室外觀測的要求。例如：某地籍項目測繪中，在GPS室外觀測中增加衛(wèi)星導(dǎo)航，兩者需在協(xié)調(diào)狀態(tài)下才能實現(xiàn)高質(zhì)量的測繪服務(wù)，該項目人員設(shè)置到GPS技術(shù)后，利用衛(wèi)星收集測量信息，通過導(dǎo)航系統(tǒng)觀測GPS接收的衛(wèi)星信號，充分利用開機(jī)觀測的方法，保障測量觀測的技術(shù)性[2]。
4、數(shù)據(jù)分析
GPS測量數(shù)據(jù)的分析，基本是由計算機(jī)完成，利用計算機(jī)中的外業(yè)檢測，確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度，確保數(shù)據(jù)結(jié)果貼近工程實際，完善GPS測量中的數(shù)據(jù)庫。
三、GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探究
近幾年，工程建設(shè)行業(yè)的快速發(fā)展，拓寬GPS測量技術(shù)的應(yīng)用范圍，體現(xiàn)GPS的測繪優(yōu)勢。結(jié)合GPS測量技術(shù)的基本特性，分析其在工程測繪中的應(yīng)用，如下：
1、水下測繪
水下測繪一直是我國工程測繪中的難點，因為水下的情況復(fù)雜，而且受到水位影響，所以水下測繪的難度系數(shù)比較高，如果在水下工程中采用人工測繪，必須要排除流速、壓強等因素的干擾，無法保障測繪結(jié)果的準(zhǔn)確度。我國水下工程的發(fā)展速度越來越快，對水下測繪的依賴性也逐漸提高，促使水下測繪成為水下工程的重要部分。GPS測量技術(shù)具有顯著的優(yōu)點，可以在橫、縱兩個方向，實現(xiàn)精準(zhǔn)測繪，GPS測量設(shè)備的體積非常小，不會對水下測繪區(qū)域產(chǎn)生影響，其在測量過程中，將收集到的水下資料迅速傳遞到地面的計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，通過軟件分析得出最終的數(shù)據(jù)結(jié)果，排除水下環(huán)境的干擾，降低水下測繪的難度。水下測繪在GPS測量技術(shù)的推動下，取得良好的測量結(jié)果，如超生測量等，優(yōu)化水下測繪的環(huán)境[2]。
2、形變測量
形變是工程測繪中的主體項目，大部分工程內(nèi)都存有形變影響，尤其是受到地質(zhì)、人為等因素的影響，更是增加形變控制的難度。針對形變控制，需通過GPS提供測量信息，便于提出科學(xué)的控制途徑。例如：某礦業(yè)現(xiàn)場的地基出現(xiàn)形變，表現(xiàn)出嚴(yán)重的沉降危害，該礦業(yè)人員通過GPS測量技術(shù)，及時分析引發(fā)地基變形的原因，同時測量地基沉降的基礎(chǔ)參數(shù)，有效控制形變發(fā)生，降低地基形變對整個礦業(yè)現(xiàn)場的危害，GPS測量技術(shù)在該礦業(yè)中發(fā)揮定位與監(jiān)測的作用，利用三維定位的方式，監(jiān)測地基形變中的細(xì)微變化，控制在安全范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)大規(guī)模的形變或沉降，保障該礦業(yè)現(xiàn)場的安全運營，而且提高了礦業(yè)現(xiàn)場抵御變形風(fēng)險的能力。
3、城市測繪
城市建設(shè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點項目，多樣化的城市建筑投入施工，由此必須保障測繪達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。GPS測量技術(shù)在城市測繪中的使用頻率最高，其與GIS、RS組合，高效完成城市測繪的定位、遙感等，提高城市測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。例如：某城市測繪時，涉及到大面積的控制網(wǎng)，總共包括三級導(dǎo)線測繪，需要GPS的準(zhǔn)確測繪，該城市測繪過程中，受到基礎(chǔ)建筑的影響，導(dǎo)致不同層次的導(dǎo)線測繪均遭受不同程度的破壞，增加GPS測量技術(shù)的壓力，此時該城市選擇GPS靜態(tài)測繪，同時利用GPS中的RTK技術(shù)，排除城市兩個測繪基點的通視，完成直接性的測量連接，不會破壞該城市原本設(shè)定好的測繪基點，還可以高效率的完成城市測繪，方便建筑施工和城市規(guī)劃[3]。
4、網(wǎng)點控制
網(wǎng)點控制主要體現(xiàn)在大地測量中，傳統(tǒng)的測量技術(shù)耗時、耗力，影響網(wǎng)點的控制。我國在工程建設(shè)中，重新規(guī)劃了控制網(wǎng)點，為保障網(wǎng)點控制的精準(zhǔn)度，需要利用GPS測量技術(shù)，完成長距離的準(zhǔn)確測繪。GPS測量技術(shù)在網(wǎng)點控制中，能夠適應(yīng)大規(guī)模的大地測量，在保障效率的基礎(chǔ)上，快速完成網(wǎng)點測繪。GPS測量技術(shù)在網(wǎng)點控制中的應(yīng)用，還要避免對城市控制產(chǎn)生影響，以免干擾整體測繪的精度，造成數(shù)據(jù)誤差。
結(jié)束語
綜上所述，GPS測量技術(shù)朝向自動化的方向發(fā)展，在很大程度上降低了人工作業(yè)的強度，優(yōu)化工程測繪的整個過程，促使其更加適應(yīng)現(xiàn)代工程行業(yè)在測繪方面的需要。GPS測量技術(shù)在工程測繪中得到廣泛應(yīng)用，一方面提高數(shù)據(jù)測繪自動化的能力，另一方面GPS成為工程測繪的基礎(chǔ)技術(shù)，融合其他測量技術(shù)，共同推進(jìn)工程測繪的發(fā)展，提供優(yōu)質(zhì)的測繪服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]杜芳華.GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用及特點[J].低碳世界，2013（12）：113-114.
[關(guān)鍵詞]GPS技術(shù) 地形測繪 應(yīng)用
[中圖分類號] P228.4 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-1-137-2
隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，城市規(guī)劃和各類工程建設(shè)不斷增多，對地形測繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度要求也越來越高，這也推動了GPS技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用?，F(xiàn)目前GPS測繪技術(shù)主要有快速動態(tài)測量技術(shù)、快速靜態(tài)測量技術(shù)以及常規(guī)靜態(tài)測量技術(shù)，并在地形測繪中都得到了廣泛應(yīng)用，已成為主要的地形測繪方式。
1GPS技術(shù)概述
GPS系統(tǒng)即全球定位系統(tǒng)，是上世紀(jì)70年代美國研制的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，利用導(dǎo)航衛(wèi)星來進(jìn)行測時以及測距，具有全球性、全天候、連續(xù)性和實時性導(dǎo)航定位和定時功能，其保密性和抗干擾能力也相對較高，能夠為不同用戶提供精確的速度、時間以及三維坐標(biāo)。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，尤其是工程測量領(lǐng)域。GPS系統(tǒng)由空間部分的衛(wèi)星星座、地面控制部分的地面監(jiān)控系統(tǒng)以及用戶設(shè)備部分的GPS信號接收機(jī)組成。GPS技術(shù)有著低成本、高精度以及高效率的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)目前各種測繪中。GPS技術(shù)的原理是將高速運行的衛(wèi)星瞬時位置最作為起算數(shù)據(jù)，使用空間距離交會方法來確定測繪點的準(zhǔn)確位置，由于衛(wèi)星位置已經(jīng)相當(dāng)準(zhǔn)確，因此，GPS觀測中獲得的接收機(jī)至衛(wèi)星間的距離也相對準(zhǔn)確，便能夠準(zhǔn)確推算出用戶GPS接收設(shè)備所在區(qū)域的相關(guān)參數(shù)，如時間、經(jīng)緯度、海拔高度以及運動速度等相關(guān)參數(shù)。
2GPS技術(shù)優(yōu)點
隨著科技的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)由于其獨特的技術(shù)優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域之中，GPS技術(shù)優(yōu)點具體體現(xiàn)在以下幾方面：
2.1定位精度高
通過大量的工程實踐應(yīng)用和試驗證明，GPS技術(shù)所采用的載波相位觀測量來進(jìn)行靜態(tài)相對定位，其定位精度非常高。運用GPS技術(shù)進(jìn)行測量時，在基準(zhǔn)線小于50km時，精準(zhǔn)度能夠達(dá)到1×10-6～2×10-6；在基準(zhǔn)線小于100～500km時，精準(zhǔn)度能夠達(dá)到10-6～10-7。隨著近年來GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，在基準(zhǔn)線在1000km以上時，GPS測量的精準(zhǔn)度能夠達(dá)到或超過10-8。此外，GPS RTK能夠達(dá)到厘米級和分米級的定位精度，能夠有效滿足現(xiàn)目前大多數(shù)工程測量需求，其精度如表1所示。
2.2觀測時間短
采用GPS技術(shù)進(jìn)行測量時，其觀測時間相對較短。對200km以內(nèi)基線的觀測時間，采用GPS的靜態(tài)定位觀測單頻接收機(jī)需要1h左右，雙頻接收機(jī)僅需要15～20min。若測量時采用GPS RTK實時動態(tài)定位，流動站點的觀測時間僅需1～5min，便能完成準(zhǔn)確觀測，每站觀測只需要幾秒鐘便能完成，大幅度提高觀測作業(yè)效率。
2.3觀測站間無需通視
現(xiàn)目前，一些測繪方法對通視要求條件相對較高，需要良好的通視，否則無法開展測繪工作，且測控網(wǎng)還需要有良好的圖形結(jié)構(gòu)。然而采用GPS技術(shù)進(jìn)行測繪時，由于測繪站與觀測站間的信號收發(fā)均為垂直收發(fā)，因此，觀測站間無需通視，也不需要建造觀測覘標(biāo)，只需保證測繪點上方15°角的空間區(qū)域開闊便能開展測繪工作。采用GPS技術(shù)進(jìn)行測繪時，不會受到圖形結(jié)構(gòu)的限制，使得測繪點的選擇更加靈活，能夠根據(jù)實際測量需求來進(jìn)行觀測點的選擇，減少測繪工作量，如無需進(jìn)行傳統(tǒng)測量的過渡點等工作。值得一提的是，在實際的測繪過程中，GPS往往會和其他的測量方法聯(lián)合使用，這時需要保證至少一個方向具有良好通視條件。
3地形測繪中GPS技術(shù)應(yīng)用
地形測繪是土地測繪的一項重要任務(wù)。在地形測繪時，采用GPS動態(tài)測繪技術(shù)，不受通視條件和圖形結(jié)構(gòu)的限制，可以根據(jù)實際的測繪需要靈活選擇測繪點，沒有常規(guī)三角網(wǎng)布設(shè)時要求近似等邊及精度估算偏低時應(yīng)加測對角線或增設(shè)起始邊等繁鎖要求，只需保證測繪使用的GPS動態(tài)儀器的精度與地形控制測量的精度相匹配，測量點便符合GPS測繪動態(tài)選點要求。隨著科技的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)的測繪精度和測繪速度不斷提高，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)目前的地形測繪中。GPS測繪技術(shù)主要有快速動態(tài)測量技術(shù)、快速靜態(tài)測量技術(shù)以及常規(guī)靜態(tài)測量技術(shù)，并都得到了廣泛應(yīng)用，已成為主要的地形測繪方式。對于邊長在5km以內(nèi)的一、二級地形控網(wǎng)基線進(jìn)行地形測繪時可以采用動態(tài)測量模式，對于邊長在10～15km的基線進(jìn)行地形測繪時可以采用快速靜態(tài)測量模式。GPS技術(shù)在地形測繪中應(yīng)用如下：
3.1GPS地形控制網(wǎng)點的精度和密度
全測區(qū)的控制測量是地形測繪的首要任務(wù)，同時也是參數(shù)采集以及地形圖件采集的基礎(chǔ)。GPS地形控制網(wǎng)點的密度和精度，其主要目的是為測量土地的界址點服務(wù)。GPS地形控制網(wǎng)點的密度可以按照測繪區(qū)域的范圍以及先后順序分成加密網(wǎng)點和基本網(wǎng)點。城鎮(zhèn)地區(qū)的界址點密度相對較大，為了確保GPS地形控制網(wǎng)點的點位精確，地形控制點密度應(yīng)當(dāng)增大，達(dá)到測定界址點的目的。相對其他常規(guī)網(wǎng)邊長，GPS各邊邊長變化幅度更大，長短邊的結(jié)合方式也更加靈活，因此應(yīng)當(dāng)分期布設(shè)各級網(wǎng)可視或一次性混合布設(shè)到密度需求量。
3.2位置基準(zhǔn)點偏差對GPS測繪的影響
在采用GPS技術(shù)建立地形控制網(wǎng)時，GPS定位得到的三維坐標(biāo)差是WGS-84坐標(biāo)系的，GPS測繪數(shù)據(jù)與GPS在參考橢圓面上的位置基準(zhǔn)有關(guān)。經(jīng)度方向上的位置基準(zhǔn)偏差能夠?qū)е翯PS網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，對于精度要求較低的GPS網(wǎng)來說，位置偏差的影響可以忽略不計，對于高差要求較高的GPS網(wǎng)要求有精確的起算數(shù)據(jù)，因此，在測定高程時，為了避免誤差，可以采用常規(guī)的測量方法。
3.3GPS地形控制網(wǎng)的優(yōu)化
在傳統(tǒng)的地形測繪中，兼顧成本、進(jìn)度以及可靠性的地形測繪優(yōu)化已取得一定成就。GPS測繪技術(shù)相比于傳統(tǒng)的地形測繪技術(shù)，有著隨機(jī)的模型以及復(fù)雜的函數(shù)，使得GPS地形測繪技術(shù)有著高精度、快速以及靈活的布網(wǎng)方式的特點，然而GPS測繪技術(shù)在地形控制網(wǎng)的設(shè)計方面仍然處在一些問題，需要不斷進(jìn)行優(yōu)化，才能不斷提高GPS測繪技術(shù)的精度和效益，保證地形測繪的效率和科學(xué)性。
4結(jié)束語
隨著科技不斷發(fā)展，推動了GPS技術(shù)的發(fā)展，使得GPS技術(shù)的精度和效率不斷提高，并廣泛應(yīng)用于地形測繪中。GPS測繪技術(shù)主要有快速動態(tài)測量技術(shù)、快速靜態(tài)測量技術(shù)以及常規(guī)靜態(tài)測量技術(shù)，有著定位精度高、觀測時間短以及觀測站間無需通視的優(yōu)點，在地形測繪中得到了廣泛應(yīng)用，已成為主要的地形測繪方式，然而為了保證地形測繪的準(zhǔn)確性和精度，仍然需要對GPS技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；國土測繪管理；應(yīng)用
國土測繪管理的核心是地籍測量，而地籍測量是調(diào)查和測定土地及其附著物的界線、位置、面積、權(quán)屬和利用現(xiàn)狀等基本情況及其幾何形狀的測繪工作。地籍測量與城市測量有著密切的聯(lián)系，只不過城市測量偏重于土地的整體利用與城市規(guī)劃；而地籍測量則偏重于城鎮(zhèn)宗地單元的權(quán)屬和界址。因此，地籍測量同其他測量一樣，應(yīng)用GPS技術(shù)，能夠有效保證各項測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，從而為國土測繪管理工作打下堅實的基礎(chǔ)。
1 應(yīng)用GPS技術(shù)的地籍控制測量工作
隨著我國科技水平的快速提升，全球定位系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計以及應(yīng)用取得了長足進(jìn)步，GPS技術(shù)為國土測繪管理、地籍測量、地籍控制測量等工作帶來了巨大的變化與影響。依據(jù)由我國土地局頒布的各項標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等內(nèi)容中的具體要求，布設(shè)地籍平面控制網(wǎng)的方式主要包括：一級、二級小三角網(wǎng)；二、三、四等三角網(wǎng)；一、二級GPS網(wǎng)；邊角網(wǎng)、三變網(wǎng)等。需要注意的是，根據(jù)國內(nèi)不同城鎮(zhèn)的不同規(guī)模，可將等級不同的地籍平面控制網(wǎng)點作為首級控制。在實際的地籍控制測量工作中應(yīng)用GPS技術(shù)，不僅有效避免了以往常規(guī)、傳統(tǒng)測量控制的點位選取方式所帶有的局限性，同時在一般情況下GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并不會對GPS網(wǎng)的精準(zhǔn)度產(chǎn)生影響，各個點位之間并不需要做到互相通視。GPS技術(shù)，憑借其實時觀測功能、點位布設(shè)靈活、操作簡便、數(shù)據(jù)與信息的處理速度快、測量精準(zhǔn)度較高等優(yōu)勢，在我國的國土測繪管理與各城鎮(zhèn)的地籍控制測量工作中得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。值得注意的是，在實際進(jìn)行地籍測量的控制時，倘若采用了GPS技術(shù)，在缺少傳統(tǒng)三角網(wǎng)的情況下，估算精度、近似等邊的結(jié)果偏低，此時應(yīng)另行測定對角線、布置起始邊，盡可能保證等級控制的精度與GPS設(shè)備的精度相匹配，由此才能保證選取GPS點位的要求與選取控制點位相符，此時已布設(shè)GPS網(wǎng)的精準(zhǔn)度能夠充分滿足我國地籍測量標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程中的各項要求。
2 GPS地籍網(wǎng)的密度、精度
在實際進(jìn)行地籍測量的過程中，為保證采集各類信息、數(shù)據(jù)時準(zhǔn)確性，以及各種測繪地籍圖件的精準(zhǔn)度，控制測量的具體活動主要集中在全測區(qū)。此外，為充分滿足測量土地權(quán)屬范圍時的各項要求、數(shù)據(jù)需求，必須針對地籍控制網(wǎng)點的密度、精度采取有效控制。在具體的工作中，GPS地籍網(wǎng)可根據(jù)其目標(biāo)測量區(qū)域的范圍或排列順序，將點位密度分別以加密、基本的布網(wǎng)形式分為兩類。由于我國多數(shù)城鎮(zhèn)GPS地籍網(wǎng)的界址點較為密集，從而需要在保證各點位具備一定精準(zhǔn)度的前提下，最大限度的加大、擴(kuò)張控制點密度，以便測量、選定目標(biāo)區(qū)域的界址點。除此之外，還可在GPS地籍網(wǎng)下加密一級圖根導(dǎo)線，由此便可根據(jù)圖根點來直接測定目標(biāo)地區(qū)的界址點。值得注意的是，GPS地籍網(wǎng)的各個邊長，相較于傳統(tǒng)地籍網(wǎng)各邊，不僅有著較大的變化幅度，同時長短邊的連接較為方便、靈活，不同等級的GPS地籍網(wǎng)，可根據(jù)不同的需要而選擇分期布設(shè)、一次性混合布設(shè)。
3 進(jìn)一步改進(jìn)、完善GPS地籍控制網(wǎng)
長期以來，對于以往傳統(tǒng)的經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)，為進(jìn)一步提高其準(zhǔn)確性、可靠性、全面性以及降低成本費用，我國的有關(guān)部門、專家、學(xué)著經(jīng)過長時間研究、反復(fù)的應(yīng)用，已編制、提出了多種優(yōu)化設(shè)計方案。相較于經(jīng)典觀測，采用GPS技術(shù)的觀測網(wǎng)有著更為專業(yè)、復(fù)雜、龐大的隨機(jī)模型與函數(shù)，雖然多元化、可隨機(jī)調(diào)配的布網(wǎng)方式大幅提高了觀測工作的精準(zhǔn)度與效率，但GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計仍存在諸多問題有待改進(jìn)、完善。針對GPS地籍控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，能夠有效運用、充分發(fā)揮GPS衛(wèi)星定位技術(shù)高效率、高精度的優(yōu)勢，從而為地籍調(diào)查工作打下基礎(chǔ)。值得注意的是，在設(shè)計、建立GPS地籍控制網(wǎng)時，應(yīng)綜合考慮各種能夠影響控制網(wǎng)精準(zhǔn)度的因素。其中，地球自轉(zhuǎn)、相對論效應(yīng)、磁場變化等自然因素造成的誤差，以及信號傳播過程中的誤差、數(shù)據(jù)信號接收系統(tǒng)與設(shè)備的誤差，不僅直接影響到了觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時也將關(guān)系到控制網(wǎng)的精準(zhǔn)度。
4 GPS地籍網(wǎng)的基準(zhǔn)點
GPS地籍網(wǎng)的基準(zhǔn)點主要包括三個方面，即方向、位置、尺度，而對于GPS地籍網(wǎng)基準(zhǔn)點的確定，需要通過對網(wǎng)的整體平差計算來獲得具體數(shù)值、參數(shù)。在實際設(shè)計GPS地籍網(wǎng)的基準(zhǔn)點時，主要是以計算、確定地籍網(wǎng)的位置基準(zhǔn)為首要任務(wù)。在實際的工作中，位置基準(zhǔn)的確定可在GPS地籍網(wǎng)中選取一個點位的坐標(biāo)值，通過固定、適當(dāng)放權(quán)或全不固定的方式，利用穩(wěn)擬平差、自由網(wǎng)偽逆平差，計算、選取、確定GPS地籍網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。在進(jìn)行GPS地籍網(wǎng)的平差時，運用此種最小約束法，對于該網(wǎng)尺度、定向并不產(chǎn)生影響，待計算處理完畢后，雖然GPS網(wǎng)的方向、尺度、相對精度基本保持一致，但該網(wǎng)點位的精準(zhǔn)度與位置基準(zhǔn)將有所不同。值得注意的是，倘若在GPS地籍網(wǎng)中選取了多個點位的坐標(biāo)值，對其進(jìn)行的固定、適當(dāng)放權(quán)，雖然能夠確定GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，但將影響到該網(wǎng)的尺度、方向，具體的影響程度主要取決于獲取、使用各項觀測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，以及各項約束條件的多少。在設(shè)計、建立GPS地籍控制網(wǎng)的過程中，GPS定位系統(tǒng)所使用的各項數(shù)據(jù)、參數(shù)，主要是WGS-84坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)差。由此可見，在GPS參考橢球面的前提下，GPS的網(wǎng)形主要取決于位置基準(zhǔn)。此外，在經(jīng)度方向上，GPS地籍網(wǎng)倘若產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，其主要是受位置基準(zhǔn)的偏差影響而造成的；而在一般情況下，高差相對較小、擁有一定范圍的GPS地籍網(wǎng)，其位置基準(zhǔn)在經(jīng)度、緯度方向上的偏差在一百米以內(nèi)，而此種情況對于在橢球上投影的網(wǎng)形所產(chǎn)生的影響較小，對于高差相對較大的GPS地籍網(wǎng)則必須保證各項起算數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。
5 結(jié)束語：
綜上所述，我國地籍測量工作的數(shù)據(jù)更新頻率較大、界址點測量較多、目標(biāo)范圍較廣，作為一種先進(jìn)的測繪技術(shù)，在地籍測量中應(yīng)用GPS技術(shù)，能夠有效縮減人工勞務(wù)成本、實時完成測量處理，具有操作簡便、定位精準(zhǔn)度高等優(yōu)點，大幅提高了地籍測量工作的效率、質(zhì)量，從而為國土測繪管理工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
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