GNSS测量技术在都市建成区测绘工作中应用及分析_冯炎.pdf

2021年第1期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-04-24修回日期 2020-05-07 第一作者简介 冯 炎 （1982-） ， 女 （汉族） ， 河南邓州人， 工程师， 现从事测绘及地理信息系统建设工作。 GNSS测量技术在都市建成区测绘工作中应用及分析 冯炎*， 雷朝锋 （河南省有色金属地质矿产局第一地质队， 河南 郑州 450016） 摘要 都市建成区测绘为都市建成区国土空间规划提供全面的地质解释基础信息数据， 对都市国 土空间发展规划和自然空间资源分配起着及其关键性作用， 有利于协调各类自然资源使用， 协调都 市各类空间布局， 为都市各级各类工程建设提供最为详实的基础图件。GNSS在都市建成区测绘工 作中的的应用， 极大地提升了测绘工作的准确性和效率， 节省了测绘工作中多个环节成本， 为都市建 成区发展做出了巨大贡献， 但是现阶段的各类应用存在信息智能化程度不够充分、 与都市建成区经 济发展不协调等诸多问题， 将加以剖析。 关键词 GNSS测量技术； 都市建成区； 测绘； 应用及分析 中图分类号 P21 文献标识码 B 文章编号 1004-5716202101-0169-03 1GNSS简介 GNSS的全称是全球导航卫星系统 （Global Navi- gation Satellite System） ， 它是泛指所有的全球卫星导 航系统以及区域和增强系统， 它利用包括美国的GPS、 俄罗斯的GLONASS、 欧洲的GALILEO、 中国的北斗 卫星导航系统， 美国的WAAS （广域增强系统） 、 欧洲的 EGNOS （欧洲静地导航重叠系统） 和日本的MSAS （多 功能运输卫星增强系统） 等卫星导航系统中的一个或 多个系统进行导航定位， 并同时提供卫星的完备性检 验信息 （Integrity Checking） 和足够的导航安全性告警 信息。 2GNSS原理 GNSS的基本原理 测量出已知位置的卫星到用 户接收机之间的距离， 然后综合多颗卫星的数据就可 知道接收机的具体位置。要达到这一目的， 卫星的位 置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查 出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到 用户所经历的时间， 再将其乘以光速得到。由于大气 层电离层的干扰， 这一距离并不是用户与卫星之间的 真实距离， 而是伪距 （PR） 当GPS卫星正常工作时， 会 不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码 （简称伪 码） 发射导航电文。 3GNSS测量技术在都市建成区测绘工作中应用特点 3.1为都市建成区国土空间规划建设提供高精度的基 准数据 经过多年的技术引进和创新发展， GNSS测量技 术已为我国都市建成区国土空间规划建设提供了巨大 的、 充足量的精准数据， 为都市建成区现代化建设的方 方面面创造了巨大的充足物质财富和丰富的精神财 富。不紧如此， 网络RTK技术、 基准控制静态和动态 观测技术的发展已经逐渐成为了都市建成区测绘中最 为常用的先进的技术手段， 这些技术的精准快速发展 和综合性各类应用对提升都市建成区基准控制网密度 和精度、 提升区域综合经济发展水平、 区域国土空间规 划建设等诸多方面都有着积极的现实意义和良好的经 济效益。 利用GNSS测量技术还可服务于大都市空间参考 基础的建立， 对于当前最为热门的 “智慧城市” 、“数字 城市” 等概念的发展与落地极其重要， 也是提升大都市 建成区在区域发展中竞争力的关键点之所在。 3.2为都市建成区各类道路工程建设精准服务 GNSS测量技术还可应用于都市各类道路的基础 建设的测绘工作， 主要应用于建立各类道路工程的高 精度控制网。另外， 也可以首先使用GNNS建设首级 控制网， 再加上传统常规的测绘方法， 例如三角测量、 导线测量等对控制网进行逐级加密， 能够在极大程度 上降低点位的平面及高程中误差， 同时有利于缩短工 程建设周期、 节约大量的成本。 169 2021年第1期西部探矿工程 GNSS导航定位技术结合网络RTK实时放样功 能， 可以实现点位的精准导航及实时快速记录， 可以确 保放样的准确性和时效性， 保证点位之间不会相互影 响， 有效避免了各项误差的逐级积累。在各级各类道 路纵横断面的放样中， 可以通过计算机辅助软件计算 断面的精准坐标， 利用GNSS进行各级各类道路工程 测绘的优点在于可以减少不必要的重复性工作， 进而 减轻野外工作人员的劳动强度及压力， 大大地提升工 作效率， 最终达到缩短建设工期和降低各类成本的目 的。 3.3在都市建成区各等级平面控制测量中的应用 利用GNSS测量技术进行都市建成区各等级平面 控制测量的一大优势在于能够克服一般常规控制测量 （三角测量、 导线测量等） 方式中对于需要通视的要求， 节约成本及工时， 且精度相当高。都市建成区各级各 类平面控制测量中， 基于GNSS测绘的基础控制网络 控制的区域非常有限， 一般为一个市级行政单位面积， 边长变化范围普遍较大， 从几百米到二、 三十千米不 等， 建设区域GNSS控制网的作用 对原有基础控制网 进行补充、 完善和检核， 加密已有控制网以及拟合区域 大地水准面等等。 在都市建成区各类各级平面控制测量中， 利用 GNSS测量技术开展相关工作的依据主要为 工程测 量规范 、城市测量规范 、全球定位系统GPS测量规 范 和 全球定位系统城市测量技术规程 等各类专业 规范文件。在建立GNSS观测基准网以及开展观测工 作时， 应注意基础控制网布设和基础控制点选取的科 学性和合理性， 同时还应注意测绘仪器设备开关机时 间的规定、 卫星高度角限制、 时间采样间隔、 整平和对 准误差等内容需符合相关规范要求。在基于GNSS的 高等级控制网测量野外作业时， 需要在网内建设有足 够数量的同步环， 从而确保网络实时精度； 在数据处理 的网平差计算过程中， 应注意提升GNSS高程拟合精 度的各项影响因素， 通过综合数据分析其控制因素来 选取合适的建模参数。 3.4在都市建成区地籍调查中的应用 地籍调查是地籍各项管理工作的极其重要的组成 部分， 是都市建成区各级政府行使自然资源行政管理 职能的测绘工作。地籍测量为自然资源管理提供高精 度的地理信息参考系统， 其具有较强的现势性， 利用 GNSS、 网络RTK （Real-time kinematic， 实时动态） 、 智 能型全站仪等先进测量设备进行综合性的各级地籍调 查工作时， 需要遵循的原则为 ①分级布网、 逐级控制； ②从整体到局部、 先控制后碎步。 在都市建成区开展地籍调查之前， 首先要了解该 测区概况， 对被测区的大小和行政范围、 地理和地质条 件、 位置信息等进行整理和记录， 同时要对当地的人文 地理环境有所掌握， 根据区域性的房屋、 景观等可能影 响测绘工作的区域进行特殊标记， 在设计测绘基准网 时要尽量避开这些高大障碍物， 以提高测绘工作效率、 降低各类测绘成本。基于GNSS布设地籍测绘工作的 基础控制网时应注意以下4点 ①GNSS定点布设新的 基础控制网时， 尽量与原有各级平面控制网重合， 这就 要求开展工作时需要整理、 利用先前整理收集的资 料。②利用GNSS进行高程测绘时， GNSS直接测绘 到的不一定是需要的高度值， 这时就需要进行对数据 特殊处理。③测绘频率要高， 通过重复测绘降低偶然 误差， 提高测量精准度， 同时要确保各级控制点的密 度。④测绘点之间、 测绘网之间应闭合， 以提升测绘精 准度和效率。 4GNSS测量技术在都市建成区测绘工作中应用存在 的诸多问题 4.1与都市建成区发展的结合密切度不够 科学技术是第一生产力。高新科学技术的飞速发 展为当代都市建成区各级各类工程建设提供了强有力 的技术支撑，“数字城市” 、“智慧城市” 、“物联城市” 等 诸多新概念的提出和大都市规划建设的后续跟进为 GNSS 测量技术的应用提供了更广阔的高新技术市 场， 但在当前的各类应用过程中， 存在诸多领域覆盖面 狭窄、 融合点特别少等问题。在大都市未来空间发展 过程中， 要不断开拓GNSS的应用领域， 推进GNSS测 量技术与都市大发展息息相关的各行业的深度融合。 4.2先进的国产测绘技术装备的普及有待进一步提高 伴随着我国北斗导航卫星系统建设的不断完善和 相关配套设施的建成， 国家应逐步加大对相关先进技 术装备的推广力度， 通过政府专项政策扶持、 资金补贴 等方式逐步实现卫星导航定位导航系统国产化、 市场 化， 进而打破个别大国的国际垄断， 为我国的各项系统 的国际化、 走出去打下坚实的基础。同时， 也要注重先 进技术装备和高新管理制度的引进和学习， 通过多渠 道、 多层次、 多方位的先进的高新技术的综合应用来提 升我国的都市建成区国土空间规划建设的高效率， 也 为世界各级城市建设提供中国人的 “智慧” 和 “方案” 。 5结语（下转第175页） 170 2021年第1期西部探矿工程 成因探讨[J].地学前沿， 2013， 20 （4） 104-114. 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[4]郑银昌.福建省龙海市隆教隐伏地热成控条件及地热地质 特征初探[J] .西部探矿工程， 2016 （8） 164-167. （上接第168页） 总的来说， 矿区含水层为裂隙水， 水量很小， 矿坑 充水主要大气降水直接充水。本矿区主要工业矿体很 大部分位于当地侵蚀基准面约＋4.0m以下， 矿床大部 分矿体埋藏于裂隙含水层以下， 但由于矿山拟采用露 天开采， 先对覆盖层进行剥离， 矿床最主要的充水通道 是大气降水矿体。 综上分析， 本区的水文地质条件为简单类型。 参考文献 [1]杜海燕， 郑卓， 等.广东地质新论[M]. 北京 地质出版社， 2012. [2]广东省矿产地质局. 广东省区域地质志[M]. 地质出版社， 1988. [3]孙宝德， 陈昌业， 陈广文， 等. 广东省江门市新会区吉坑尾矿 区建筑用花岗岩矿水、 工、 环地质勘查报告[R].广东省地质 局第六地质大队， 2018. [4]谢世林， 韦勇， 陈珲，等.韶关市地热资源开发利用现状调查 报告[R].韶关市矿产资源与地质环境监测中心， 2016. [5]Hsu K.J.， Li J.， Chen H.et al.Tectonies of South China key to Under Standing West Pacific Geology， Tectonphys.1990， 183 9-39. （上接第170页） 在我国各级城市规划建设早期， GNSS技术为其 提供了高精准的位置定位和导航信息， 其为国民经济 快速发展提供了坚实的先进技术支撑。但随着高新科 学技术的进步和都市建成区测绘成果对精准度要求的 进一步提高， 以及国外先进技术封锁和政策、 军事等方 面的需要， GPS技术已经完全不能满足我国发展新需 求， 我们必须建立自己的测绘卫星导航定位网络， 更好 地为新时期、 新时代社会主义现代化建设而服务。 参考文献 [1]邓军.GNSS测量技术[M]. 中国矿业大学出版社有限责任公 司， 2018. [2]陆国兵.GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].工程建 设与设计， 2019 （4） 275-276. [3]赖永军， 苏长春， 敬远兵.GPS联合全站仪在地籍测绘中的应 用[J].绿色环保建材， 2019 （2） 58-59. 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