手持式GPS在野外地质测量中的应用浅析

手持式GPS在野外地质测量中的应用浅析（精选4篇）

篇1：手持式GPS在野外地质测量中的应用浅析

手持GPS定位在野外地质测量中的误差分析

GPS在工程测量、导航定位等应用中所具有的优越性和方便性,使其应用越来越广泛.在野外地质测量中小巧方便的手持GPS机能够起到辅助定点和导航的重要作用,是新时期实现现代化数字地质调查的基础设备之一.但由于野外地形、树木等多路径环境因素的影响,其测量精度和应用受到限制.针对手持机的`特点,通过实际测点分类统计分析各方面因素对误差产生的影响程度,进而得出修正方案,提高测量精度和实用性.

作 者：周蓓 陶君 ZHOU Bei TAO Wenjun  作者单位：湖北省国土测绘院,湖北,武汉,430000 刊 名：资源环境与工程 英文刊名：RESOURCES ENVIRONMENT & ENGINEERING 年，卷(期)：2009 23(3) 分类号：P228.4 关键词：地质测量   GPS定位   误差分析   地形因素   数字地质调查   GeoSurvey系统  

篇2：手持式GPS在野外地质测量中的应用浅析

针对传统野外地质填图中手段落后、填图精度不高以及工作效率低的`特点,文章探讨了手持GPS接收机在野外区调地质填图中标定地质点、导航、计算多边形面积以及补点等方面的应用及其注意事项,提出了将GPS手持机绝对定位结果标定在地形图上的一个简单而新颖的方法,大大增强了GPS手持机在野外地质填图中的实用性.

作 者：丁继新 马捷 尚彦军 史永跃 DING Ji-xin MA Jie SHANG Yan-jun Shi Yong-yue  作者单位：丁继新,DING Ji-xin(有色金属矿产地质调查中心,北京,100012;北京中色资源环境工程有限公司,北京,100045)

马捷,尚彦军,MA Jie,SHANG Yan-jun(安阳师范学院实验中心,安阳,455000)

史永跃,Shi Yong-yue(中国科学院地质与地球物理研究所工程力学重点实验室,北京,100029)

篇3：手持式GPS在野外地质测量中的应用浅析

1 GPS-RTK技术在野外测量中的具体应用

1.1 在控制测量中的应用

在野外测量中, 测量工作者有时需要对一些单位或者个人的规划区面积进行测量, 这种测量也称为控制测量。野外测量可能会出现地下导线大面积损毁的情况, 其常规测量点屡屡遭到破坏, 影响了野外测绘测量的效率。常规的野外测量控制方法如导线测量, 要求点间通视, 既耗费物力又耗费财力且测量精度不准。GPS静态测量需等待全部测量数据分析完成之后才可以得出测算结果。而GPS-RTK技术弥补了两项测量方法的不足, 极为实用。GPS-RTK技术做控制测量的一般方法是选取已知点作为基准站, 在基准站安置一台GPS接收机并将地点坐标值手动输入GPS控制手簿。接下来在测量区内选取三个以上的点手动输入各自的坐标值等待其内置软件将其转换成参数。在流动站采取快速静态模式进行测量, 每次在待定点测量的结果通过GPS-RTK的载波相位动态实时差分析方法显现出计算流动站的坐标值以及点位坐标值和精度, 当精度在合理范围之内, 测量也就到此结束。

1.2 在碎部测量中的应用

地形碎部测量是测量工作者野外测量不可避免的环节, 碎部测量可以帮助了解整个地形、地势。随着GPS-RTK技术的飞速发展, 它能够提供测点在指定三维平面坐标成果在测程内达到厘米级的精度, 不但如此, 它与电子平板测量工具相连以后可现场成图, 实现一步数字测图, 无须先控制后测量碎部省去诸多测量麻烦。GPS-RTK技术做碎部测量的一般方法是布置好测量仪器的位置, 选取若干测量点进行直观的测量。相对与传统的全站仪测量方法, GPS-RTK测量方法要求的测量人员少, 且其测量速度远高于传统的全站仪测量方法。普通的全站仪测量方法需不停地挪换地点, 既耗费了大量时间, 也消耗了测量人员的体力, 使得测量进度滞后, GPS-RTK测量方法是极为合理的。

1.3 在线路测量中的应用

野外测量中线路测量是一项十分常见的测量工作, 线路测量一般包括建筑物放样测量等。GPS-RTK测量技术在线路测量时只需将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器, 即可完成放样。通常按桩号也可按坐标放样, 并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位, 便于前后左右移动, 直到误差小于设定的为止。野外建筑物规划放线的测量相对于线路放样测量要复杂得多, 其放线点既要满足规划条件的要求, 又要满足建筑物本身的几何关系, 放样精度要求较高。使用RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系, 在放样的同时, 需要注意的是测量点位的收敛精度, 如果点位收敛精度不高的情况下, 则不能强制测量需重新计划测量精度。在点位精度收敛高的情况下, 则采取GPS-RTK的测量方法进行规划放线。在线路测量中精度的要求直接关系到线路测量方法的具体细节, 不能马虎。

2 野外地形测量注意事项

要考虑基准站的位置, 一般选在测区的中央且地势比较高的地方以方便观测, 旁边不能有大面积水面和高大的建筑物以及高大的障碍物, 更不能有电磁干扰源等干扰信号的设备。必须保证用来求转化参数的已知点具有准确的坐标成果, 尤其要注意保持高精度。在野外测量之前, 作业完后主动到已知点作比较测量, 以确保数据的准确无误。GPS信号失锁时需要重新进行初始化, 等到重新锁定卫星再进行碎部观测, 以确保安全可靠地回到以参考点进行校验。

3 结语

在实际的野外测量过程中, GPS-RTK的实际应用远不止这几种情况, 随着GPS-RTK测量技术的高速发展, 其自身优势愈来愈多地显现出来供测量人员选择, 在野外测量中测量人员必须熟练地掌握其运用情况才能使其较好地为测量工作服务。因此, 这就要求测绘工作人员要在实践工作中总结经验, 不断学习, 不断提高自身工作的业务素质, 不断提高自身的技术水平, 才能将我国的测绘业推向一个更高的台阶。

摘要：改革开放以来, 我国的经济得到快速腾飞, 各种基础建设规模不断扩大。因此, 对测绘工作的质量、水平、技术要求也越来越高。GPS-RTK技术的出现在一定程度上减小了实际测绘的难度, 可谓是事半功倍。本研究拟全面分析GPS-RTK技术的重要组成部分以及在野外测绘测量中的具体应用。

关键词：GPS-RTK技术,野外,测绘,测量,应用

参考文献

[1]郑克强.GPS在工程测量中的应用[J].陕西科技, 2007, (02) :95-96.

[2]刘业光.建设工程测绘自动化系统的设计[J].地理空间信息, 2006, (06) :50-51.

[3]王亚军.GPS在城市控制测量中的应用[J].隧道建设, 2003, (12) :67-68.

[4]彭吉红.数字化测图在地籍测量中的应用[J].江西煤炭科技, 2002, (09) :133-134.

[5]吴学峰.GPSRTK技术在全国野外数字化地形图测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息, 2006, (06) :188-189.

篇4：手持式GPS在野外地质测量中的应用浅析

1 手持GPS的特点与组成

1.1 仪器型号

在这里我们所探讨分析的是美国Trimble公司生产的GEO XT手持式GPS。该仪器采用Windows CE操作系统, 将GPS定位和POCKET PC有机结合起来。

1.2 仪器特点

(1) 定位精度高

该仪器可以提供亚米级的定位精度。采用多路径抑制技术, 并行12通道接收模式, 定位速度更快, 利用自带的Trimble Terra Sync软件记录观测数据, 经过后处理可以获得更高的定位精度。

(2) 功能全

该仪器能将特征地物叠加显示到矢量或栅格格式的背景地图上, 这样易于定位和导航。甚至可以连接到一个网络地图服务器上来直接显示互联网上的背景数据。仪器除可以使用自带的多种坐标系统外, 还可以通过输入各种参数定义自己的坐标系统。

(3) 操作简便

该手持机是结合Trimble公司在研制数据采集系统方面多年经验积累而开发的, 内置了多款实用性软件。和Trimble公司的RTK GPS手簿操作上很相似, 交互式的触摸屏使记录和更新数据变得异常简单。

2 在架空输电线路选线中的应用

架空输电线路是电网的重要组成部分, 它将发电厂、变电站、配电设备和电力用户联结成一个有机整体。输电线路应绕避不良地质和水文地段, 以保证输电线路的安全。另外, 还应尽量绕避村庄、重要建筑物以及少占农田等。

近几年, 架空输电线路每千米本体造价已经攀升到几十万到几百万不等, 各级政府对线路走廊的审批越来越严格。新增建筑物、工厂、规划区随处可见。我国现用的1:1万和1:5万地形图大都是上世纪70年代、80年代或更早测绘的, 比较陈旧, 实地与图面上地理信息存在较多不符。

传统的选线工作依靠罗盘、目测等方法将各种新增地物展绘到地形图上, 这种选线方法很大程度上取决于勘测设计人员的实际经验和技术水平, 不仅效率低而且容易出错。GEO XT手持GPS单点定位精度在10m左右, 完全满足架空输电线路的选线要求。将输电线路所在地区的中央经线、1954年北京坐标系或1980西安坐标系的椭球参数输入手持GPS机中, 就可以实时提供测量点的1954年北京坐标系或1980西安坐标系的三维坐标, 将坐标直接展绘到地形图上方便快捷。如能结合卫片进行选线可以提高选线精度和效率。将所测数据用随机软件导入到AutoCAD中还可以进行路径优化。

3 在架空输电线路终勘中的应用

3.1 实测通讯线

架空输电线路终勘时, 一般先进行首级GPS控制测量或航测外控。在终勘时应充分发挥GPS静态相对定位的优势, 将GPS静态解算求取的坐标转换参数应用于手持GPS中以提高定位精度。

特高压输电线路规范要求测量输电线路两侧1.0km内的通讯线分布图, 如采用RTK进行测量, 必定占用GPS流动站, 影响终勘定位的速度。在淮南至上海1000kV (杨岗集段) 特高压输电线路终勘时, 使用GEO XT手持式GPS实测通讯线, 省时、省力, 而且可以节约一个GPS流动站, 方法是:将航测外控求取的坐标系统参数输入到手持GPS中, 实测输电线路两侧的通讯线。在测量过程中, 如遇到前期的GPS控制点, 对该点进行校测并将该点加入到坐标系统参数求取中, 提高坐标系统参数的精度。

现场测量完毕后, 将手持GPS数据导入到Auto-CAD中, 将路径图进行叠加生成通讯线分布图。

3.2 寻找塔位桩

地质勘探专业使用手持GPS, 只需将测量专业提供的塔位坐标输入手持机, 利用其导航功能, 可以方便寻找到塔位桩, 但在林区、城市狭隙地带定位精度较低。洛南至栾川220kV输电线路, 全线林木茂密, 山高沟深。使用手持GPS寻找塔位桩时我们摸索出一种方法:首先, 手持GPS在开阔处实测一坐标, 将坐标展绘到航片或地形图上, 以判断该测量点的正确性, 然后利用手持GPS指示的导航方位来进行寻塔位桩, 利用该方法逐步逼近塔位桩。在林区或城区采用该方法可以加快工作效率。

4 在变电站、发电厂选址中的应用

变电站、发电厂选址是电力系统规划工作中的一个重要环节, 在电网规划中起决定性的作用。变电站、发电厂位置直接影响着未来电力系统的网络结构、供电质量和运行经济性。变电站、发电厂选址除了要做到投资省、运行费用低, 满足各项技术要求外, 还要满足地形地质、线路走廊、交通、气象、防洪、防污、与城乡建设发展规划相一致等各方面的要求。尤其变电站、发电厂与各种危险源 (如:微波塔、加油站、天然气管道等) 的相对位置关系尤为重要。传统确定平面位置的方法是参考地形图上的地形、地物及其他明显目标的相对位置来确定, 这种方法不仅效率低, 而且对设计人员的素质要求较高。

利用GEO XT手持GPS的导航功能和各种计算功能, 可以实时显示出变电站、发电厂与各种危险源之间的相对位置, 使变电站、发电厂选址工作更加方便, 提高了电网规划的效率和质量。

5 注意事项

(1) 手持GPS的定位精度与卫星个数及其分布的几何位置有关。在开阔地区, 搜索卫星信号的速度极为迅速, 初始化时间也较短, 但在林区或城区等隐蔽区域测量精度较低。

(2) 坐标系统参数的设置尤为重要, 参与坐标系统参数求取的点必须具有代表性, 选取的点尽量均匀分布且能涵盖整个测区。

(3) 充分发挥GPS静态相对定位的优势, 将GPS静态解算时求取的坐标系统转换参数应用于手持GPS中, 可以大幅度提高手持GPS的定位精度。

(4) 手持GPS配合卫片, 选择输电线路路径切实可行, 不仅降低了勘测设计人员的劳动强度而且提高了选线精度。

6 经验与体会

前面我们介绍的是正规的测量程序, 它适用于精度要求较高的测量工程, 而在实际工作中我们很多时不需要测量精度很高, 也不需要归算到固定的坐标系统上, 如在电力线路设计时的断面测量工作。在电力线路断面测量时, 根据应用软件的需要只需测量里程、线路转角和相对起点的高差或高程, 线路征地时也仅是符合到相应的佛山54坐标系统上。在这种情况下做一套正规的测量GPS网也没有必要, 实际工作时我们在测区内收集5个已知控制点, 其坐标系统为54佛山坐标系, 高程系统为1956年高程系, 利用坐标转换软件将网格坐标转换成WGS0-84坐标, 再利用转换WGS-84坐标和对应网格坐标在内业做点校正, 形成一个测区文件。外业测量时我们无需将基准站架设到已知点上, 因为大部分三角点都位于山顶上。将基准站设备抬到山上很不现实, 实际工作时我们任意将基准站架设到交通便利的较高位置处, 现场定点以手簿位置坐标为基准采集一个网格坐标, 以该点为基准点启动基准站, 然后直接进入断面测量工作。

结束语

目前, 电力行业发展迅速, 架空输电线路和电站建设规模不断扩大, 对架空输电线路现场测量及电站选址要求也越来越高。通过利用手持GPS定位技术使输电线路应避开不良地质、水文地段和电厂选址工作更加方便, 提高了电网规划的效率和质量。因此, 手持定位技术值得推广应用。

参考文献

[1]孔令权, 裴德智.全球定位系统 (简称GPS) 在电力工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息, 2009, 14