中級電子科技工程師評職論文發(fā)表范文

　　【摘要】：隨著GPS技術(shù)的進一步成熟，GPS系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于民用領(lǐng)域，并日益發(fā)揮了其卓越的技術(shù)優(yōu)勢，文章對GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量分析中的應(yīng)用進行了分析。

　　【關(guān)鍵詞】：GPS技術(shù),數(shù)字化,核心期刊論文發(fā)表,地形測量

　　引言

　　全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System-GPS)衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展，使測繪科學發(fā)生了巨大的變革，長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)，正在逐步被以一次性確定三維坐標的、高速度、高效率、高精度的GPS技術(shù)所代替。GPS定位技術(shù)的高度自動化和所達到的定位精度及其潛力使廣大測量工作者產(chǎn)生了極大的興趣。近兩年來相關(guān)測繪技術(shù)的發(fā)展并先后應(yīng)用于地形測量也為地形測量的準確性和科學性提供了保障，在此基礎(chǔ)上開展GPS技術(shù)數(shù)字化地形測量應(yīng)用研究對地形測量有著重要的意義。

　　一、GPS技術(shù)的定義

　　GPS系統(tǒng)包括3大部分:空間部分-GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分-地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分-GPS信號接收機?？臻g衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在地球6個軌道平面上的24顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，衛(wèi)星每2小時沿近圓形軌道繞地球一周，由星載高精度原子鐘控制無線電發(fā)射機在"低噪聲窗口"(無線電窗口中，至8區(qū)間的頻區(qū)天線噪聲最低的一段是空間遙測及射電干涉測量優(yōu)先選用頻段)附近發(fā)射L1、L2兩種載波，向全球的用戶接收系統(tǒng)連續(xù)地播發(fā)GPS導(dǎo)航信號。地面監(jiān)控系統(tǒng)由均勻分布在美國本土和三大洋的美軍基地上的5個監(jiān)測站、1個主控站和3個注入站構(gòu)成。

　　該系統(tǒng)的功能是：監(jiān)控站用GPS接收系統(tǒng)測量每顆衛(wèi)星的偽距和距離差，采集氣象數(shù)據(jù)，并將觀測數(shù)據(jù)傳送給主控點。主控站接收各監(jiān)測站的GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測站和注入自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，及時編算每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文并傳送給注入站;控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測站間，注入時間的工作，檢驗注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)給了GPS用戶系統(tǒng);診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)，改變偏離軌道的衛(wèi)星位置及姿態(tài)，調(diào)整備用衛(wèi)星取代失效衛(wèi)星。注入站接受主控站送達的各衛(wèi)星導(dǎo)航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛(wèi)星用戶接收系統(tǒng)主要由以無線電傳感和計算機技術(shù)支撐的GPS衛(wèi)星接收機和GPS數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成。

　　二、GPS控制測量

　　GPS控制測量工作與經(jīng)典大地測量工作相類似，按其性質(zhì)可分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。其中：外業(yè)工作主要包括選點(即觀測站址的選擇)、建立觀測標志、野外觀測作業(yè)以及成果質(zhì)量檢核等;內(nèi)業(yè)工作主要包括GPS測量的技術(shù)設(shè)計、測后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)等。如果按照GPS測量實施的工作程序，則大體可分為這樣幾個階段：技術(shù)設(shè)計;選點與建立標志;外業(yè)觀測;成果檢核與處理。

　　1.作業(yè)方法：采用兩臺(或兩臺以上)接收機，分別安置在一條(或數(shù)條)基線的端點，根據(jù)基線長度和要求的精度，按GPS測量系統(tǒng)外業(yè)的要求同步觀測四顆以上的衛(wèi)星數(shù)時段，時段長度根據(jù)測量等級確定。

　　2.定位精度：基線測量的精度可達±(5mm+1ppm×D)，D為基線長度，以公里計。

　　3.作業(yè)要求：采取這種作業(yè)模式所觀測的獨立基線邊，應(yīng)構(gòu)成閉合圖形(如三角形、多邊形)，以利于觀測成果的檢核，增強網(wǎng)的強度，提高成果的可靠性和精確性。

　　4.適用范圍：建立國家大地控制網(wǎng)(二等或二等以下);建立精密工程控制網(wǎng)，如橋梁測量、隧道測量等;建立各種加密控制網(wǎng)，如城市測量、工程點測量、道路測量、勘界測量等;觀測中至少跟蹤四顆衛(wèi)星，同時基線邊一般不要超過15km。

　　5.注意事項：所有已觀測基線應(yīng)組成一系列封閉圖形，已利于外業(yè)檢核，提高成果可靠度。

　　三、數(shù)字化地形測量的組織

　　數(shù)字化地形測量是工程施工與規(guī)劃的基礎(chǔ)，同時由于數(shù)字化地形測量需要較高的準確性和精確性，因而需要良好的組織。具體來說主要包括：

　　1.測量工序

　　地形測量的工序主要分為兩個環(huán)節(jié):一是控制測量與計算機輔助平差計算;二是碎部數(shù)據(jù)采集與軟件編圖成圖。兩個環(huán)節(jié)間以數(shù)據(jù)傳輸為紐帶,即可平行施工又可順序施工，與傳統(tǒng)地形測量相比,減少了大量的中間生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

　　2.測量方案

　　數(shù)字化地形測量項目的作業(yè)方案根據(jù)儀器設(shè)備條件確定,儀器設(shè)備條件不同,作業(yè)方案變化各異，一般可選用靜態(tài)GPS網(wǎng)作基本控制,導(dǎo)線(網(wǎng))動態(tài)作加密控制,支導(dǎo)線(點)補充測站點,全站儀動態(tài)碎部數(shù)據(jù)采集,進而計算機軟件機助成圖的作業(yè)方案。一定條件下,大比例尺數(shù)字化地形測量可以一次性全面布網(wǎng)至測站點,并且可以直接先測圖而不受先控制后測圖逐級加密等測量原則的約束。

　　3.測量方法

　　在生產(chǎn)工序上,數(shù)字化地形測量不一定要遵守先控制、后測圖的原則,控制測量、碎部測圖可以同時進行,甚至可以是先測圖后控制,只是后者需將碎部成圖以控制點為基準借助成圖軟件進行測站糾正。在控制點點之記的制作上,數(shù)字化地形測量不一定要將其作為一個專門工作來進行,可依據(jù)最終成圖編繪點之記"碎部測圖在數(shù)字化地形測量中只是一個數(shù)據(jù)采集的過程成圖大量的工作已從外業(yè)轉(zhuǎn)移到了內(nèi)業(yè),目前,碎部成圖作業(yè)方法較多,因人而異。

　　四、GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量相關(guān)技術(shù)中的應(yīng)用

　　1. GPS技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用

　　1.1 常規(guī)測量方法的缺陷

　　(1) 測量范圍不廣。一般性的借助人力或一般機械進行測量的方法，由于其技術(shù)含量有限，操作起來不僅耗費人力、物力，而且測量范圍有限。

　　(2) 搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統(tǒng)，國測、軍測、城市控制點往往混雜一起，這就存在系統(tǒng)間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點，勢必影響測量質(zhì)量。

　　(3) 國家大地點破壞嚴重，影響測量作業(yè)。由于國家基礎(chǔ)控制點，大多為20世紀五六十年代完成，經(jīng)過30多年，有些點由于經(jīng)濟建設(shè)的需要被破壞，有些點則由于人們?nèi)狈χR遭人為破壞。在這些地區(qū)進行路線測量作業(yè)，往往在50km以上均找不到導(dǎo)線的聯(lián)測點。這樣路線控制測量的質(zhì)量得不到保證。

　　(4) 地面通視困難往往影響常規(guī)測量的實施。一般地形的控制點要求布設(shè)300m范圍內(nèi)。但由于通視的原因，這一條件難以滿足，甚至在大范圍密林、密灌及青紗帳地區(qū)，根本無法實施常規(guī)控制測量。

　　2. GPS用于數(shù)字化地形測量的特點

　　(1) 測量范圍廣。GPS技術(shù)由于由高策低，測量范圍可以很大。可按需布設(shè)控制網(wǎng),簡化加密級別,省去聯(lián)測過渡點。

　　(2) 測量精度高。隨著GPS技術(shù)的日益成熟和快速發(fā)展，現(xiàn)今,生產(chǎn)性作業(yè)精度可達1~Z10-6mm,國外可達零點幾10-6mm,可建立比常規(guī)測量精度更高的控制網(wǎng)。

　　(3) 各個聯(lián)測點之間不要求通視,不必建造高規(guī)標。

　　(4) 觀測自動化程度高。外業(yè)用電紐操作,內(nèi)業(yè)用計算機處理數(shù)據(jù),作業(yè)時間短,效率高。

　　(5) 測量成果可得三維地心坐標,優(yōu)于常規(guī)測量的平面坐標和高程系統(tǒng)分離狀況,有利于宇航科學、導(dǎo)彈發(fā)射等空間科學的應(yīng)用。

　　(6) 星座布置完成后,可24h觀測,在雨、霧、雪等條件下亦可全天候作業(yè)。

　　3. 高程控制質(zhì)量的可靠度分析

　　在進行控制測量時，由于沒有收集到水準點高程，所以高程控制采用國家二等三角點高程為起算數(shù)據(jù)，與布設(shè)的GPS控制點進行高程擬合，求得控制點GPS高程。由于GPS高程沒有與水準點高程進行聯(lián)測、檢核。所以其可靠程度是人們最關(guān)心的問題。實際上人們已經(jīng)通過大量的試驗證明：如果平差結(jié)果的各項精度和指標達到規(guī)范要求，GPS高程擬合的模型是全理的，擬合的結(jié)果能滿足四等水準測量精度的要求。檢驗方案包括同步環(huán)檢驗，異步環(huán)檢驗和重復(fù)基線檢驗。

　　結(jié)束語

　　GPS技術(shù)是現(xiàn)代科學技術(shù)的結(jié)晶，它是衛(wèi)星技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和天文觀測技術(shù)等高科技尖端技術(shù)的綜合產(chǎn)物，GPS技術(shù)的出現(xiàn)與不斷完善將會進一步推進地形測量技術(shù)的改進，完善和豐富地形測量方法。

　　參考文獻：

　　[1] 孟繼紅, 何秀珍. 《數(shù)字化地形測量的幾個問題探討》，載《地礦測繪》, 2005,3.

　　[2] 劉慧. 《論GPS在公路工程測量中的應(yīng)用》，載《科技咨詢導(dǎo)報》, 2007, 5.

　　[3] 王志武. 《淺談地形測量中計算機技術(shù)的應(yīng)用》，載《時代經(jīng)貿(mào)》, 2007, S9.