郭凯斌

【摘 要】城市测绘为城市规划提供地质解释基础，对城市发展规划和空间资源分配起着关键性作用，有利于协调各类土地使用，协调城市空间布局，为城市各类工程建设提供基础图件。GPS在城市测绘工作中的应用，极大地提升了测绘工作的准确性和效率，节省了测绘成本，为城市发展做出了巨大贡献，但其现阶段的应用存在智能化程度不够、与城市经济发展不协调等问题，本文将加以剖析。

【关键词】GPS城市测绘；特点及问题

一、GPS技术简介

GPS（Global Positioning System），即全球定位系统，其通过测量GPS接收机到已知位置卫星之间距离并综合多卫星数据对接收机进行定位。在距离测算上，将卫星瞬时位置作为坐标起算点，采用空间距离后方教会法确定未知点位置。GPS要想实现信号发射与接收，需要包括三个主要构成：①卫星系统。由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，其在外太空的分布使得在全球范围内任意时刻都可同时观测到至少4颗工作卫星，保证了GPS观测的全天候全方位。②地面控制系统。属于信息处理和中转站。③用户接收系统。接收卫星信息，通过解算数据获得位置信息。

导航、测量和授时是GPS最常用的三大功能，在城市测绘中常用其测量和授时功能，导航功能则多用于交通运输行业。GPS在我国多个领域的应用将发挥更大的空间，而且随着我国具有自主知识产权的北斗导航系统、高分系列卫星等的高速建设及相关配套设施的不断完善，将逐步打破国外在导航、定位、卫星监测等来自于太空的技术垄断，为提升我国在国际市场上的竞争力和威望具有重要的现实意义。

二、GPS在城市测绘中应用特点

（一）为城市规划建设提供高精度数据

经过多年的技术引进和发展，GPS为我国城市规划建设提供了巨量的、充足的数据，为城市建设的方方面面创造了巨大的物质财富和精神财富。不但如此，RTK技术、静态和动态观测技术的发展已经逐渐成为了城市测绘中最为常用的技术手段，这些技术的发展和综合性应用对提升城镇控制网密度和精度、提升区域经济发展水平、区域规划建设等方面都有着极强的现实意义和经济效益。

此外，利用GPS还可服务于城市空间参考基础的建立，对于当前热门的“智慧城市”、“数字城市”等概念的发展至关重要，也是提升城市在区域发展中竞争力的关键点。

（二）为道路工程建设服务

GPS还可应用于城市道路建设的测绘工作，主要用于建立道路工程的高精度控制网。另外，也可以首先使用GPS建设首级控制网，再用常规的测绘方法，例如导线测量等对控制网进行加密，能够在很大程度上降低点位误差，同时有利于缩短工期、节约成本。

GPS导航定位技术结合RTK放样功能，可以实现点位的导航及实时记录，可以确保放样的准确性和效率，保证点位之间不会相互影响，有效避免了误差的积累。在道路纵横断面的方言中，可以通过计算机辅助软件计算断面的准确坐标，利用GPS的进行道路工程测绘的优点在于可以减少重复性工作，进而减轻外业工作人员的压力，提升工作效率，最终达到缩短工期和降低成本的目的。

（三）在城市平面控制测量中的应用

利用GPS进行城市平面控制测量的一大优势在于能够克服常规控制测量（三角测量、导线测量等）方式中对于通视的要求，节约工时，且精度高。城市平面控制测量中，基于GPS测绘的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，边长变化范围较大，从几百米到二、三十千米不等，建设区域GPS控制网的作用：对已有控制网进行补充、完善和检核，加密已有控制网以及拟合区域大地水准面。

在城市平面控制测量中，利用GPS开展相关工作的依据主要为《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》等文件。在建立GPS观测网以及开展观测工作时，应注意控制网布设和控制点选取的科学合理性，同时还应注意开关机时间的规定、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GPS的高等级控制网测量时，需要在网内不舍友足够数量的同步环，从而确保网络精度；在数据处理的平差过程中，应注意提升高程拟合精度的影响因素，通过综合分析其控制因素来选取合适的参数。

（四）在地籍调查中的应用

地籍调查是地籍管理工作的重要组成部分，是政府行使土地行政管理职能的测绘工作。地籍测量为土地管理提供高精度的地理参考系统，其具有较强的现势性，利用GPS、RTK（Real-time kinematic，实时动态）、全站仪等设备进行综合性的地籍调查工作时，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。

在开展地籍调查之前，首先要了解测区概况，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、景观等可能影响测量工作的地区进行标记，在设计测网时要尽量避开这些障碍物，以提高测量效率、降低测量成本。基于GPS布设地籍测量工作的控制网时应注意以下几点：①GPS定点布设新控制网时，尽量与原平面控制网重合，这就要求开展工作时需要整理、利用先前资料。②利用GPS进行高度测量时，GPS直接测量到的不是需要的高度值，需要进行处理。③测量频率要高，通过重复测量降低偶然误差，提高测量精度，同时要确保控制点的密度。④测点之间、测网之间应闭合，以提升测量精度和速率。

三、GPS在城市测绘中应用存在的問题

（一）与城市发展的结合度不够

科学技术的发展为当代城市建设提供了强有力的支撑，“智慧城市”、“物联城市”等概念的提出和城市规划建设的后续跟进为GPS的应用提供了更广阔的市场，但在当前应用过程中，存在领域覆盖面窄、结合点少等问题。在未来发展过程中，要不断开拓GPS的应用市场，推进GPS与城市发展息息相关的各行业的深度融合。

（二）国产设备的普及有待提高

随着北斗导航卫星系统建设的不断完善和相关配套设施的逐渐建成，我国应加大对相关设备的推广力度，通过政策扶持、资金补贴等方式逐步实现定位导航系统国产化，进而打破国际垄断，为我国系统的国际化打下基础。同时，也要注重先进技术和管理制度的引进和学习，通过多层次、多方位的技术综合应用来提升我国城市规划建设的效率，也为世界城市建设提供“中国智慧”和“中国方案”。

四、结语

在我国城市规划建设初期，GPS技术为其提供了精准的位置定位和导航信息，其为国民经济发展提供了坚实的技术支撑。但随着科技进步和城市测绘对精准度要求的进一步提升，以及国外技术封锁和政策、军事等方面的需要，GPS已经不能满足我国发展新需求，我们必须建立自己的测绘卫星网络，更好地为新时代社会主义现代化建设而服务。

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