陈 桦，李安康

（南阳高新区大地测绘有限公司，河南 南阳 473000）

随着计算机的出现和空间技术的进步，高效的土地和水资源管理技术已经发展起来，其中地理信息系统和GPS土地测绘系统的作用功不可没。这些技术从根本上改变了管理自然资源，特别是土地测绘的方式和精确程度。GPS有助于测量土地尺寸以及地理参考标签。GPS的技术发展通过利用人造高功率辐射源来提高成像效率，该辐射源从安装在跟踪器上的自由形状传感器发射激光或微波束。越来越多的基于GPS和地理信息系统的土地测绘研究与实地调查相结合，以有效挖掘GPS技术和地理信息系统的扩展潜力，这将完善和规范当前的应用，并发展新的方法和应用。

1 GPS土地测绘简介

GPS，是全球位置系统的简称。GPS的土地测量技术主要是以导航卫星技术为基本，在完成定位目标的过程中，从GPS卫星轨道到信息接收机间的一段距离才是最基本检测目标。在检测接收机对准四颗上面的卫星信号以后，就可以利用微距测试实现时间的估计，再经过大数据分析和研究后，就可以实现测定三维位置。众多GPS的土地监测实践都证明了，在国土测量的具体实践中，采用GPS的土地测量技术还存在着四个方面的优势：第一，GPS土地测量技术定位精度很高，对50 000 m左右的区域内其偏差范围在5 m以内；其次，由于GPS土地测绘的观测持续时间比较短，因此，它对20 000 m左右区域内的静态定位一般在一定时间内就可以实现，并且针对各个台站，都可以实现随时确定，所耗费的检测时间也在三秒以内；其三，GPS的土地测量技术在具体应用的过程中，两个台站间基本不需通视，只需确保在实施测定之前，监测地点上方的空域相对开放即可，这样在较大程度上就减少了测量成本；第四，技术较为简单，尤其是由于新型技术的不断问世，GPS土地测量通信接收机的容量也不断减小，系统的智能化程度进一步增强。

GPS土地测绘是一种有效、可靠的土地覆盖与土地利用制图技术。GPS土地测绘在处理多源遥感数据方面发挥着至关重要的作用。其与遥感的融合是一个很有吸引力的研究方向，可以应用于图像分类。同时，地理定位系统还允许对遥感图像数据进行进一步的空间分析。土地覆盖与土地利用数据集一般采用多源遥感数据，通过图像处理软件提取，利用GPS进行分析。

在遥感系统中，图像的探索是识别不同对象、颜色、形状、大小、图案和纹理等。热成像传感器被数码相机取代，以提供比传统成像源更好的重建图像空间信息。先进的数字图像处理技术有利于有效重建所采集的图像和提取图像特征。使用机器学习算法分析图像特征，以在最小跨越距离内基于相似特征聚类方法进行边缘分离。传统的调查成本增加了收集信息的成本和时间，并且通常需要对同一地点进行充分的访问以确保数据的准确性。此外，传统的调查记录表明，由于知识不足、天气条件不确定、系统错误、意外错误和计算错误等原因导致收集到的信息存在人为错误。在与其他测量方法相关的同时，特定区域的物理测量变得困难，记录数据的准确性降低。基于卫星和GPS接收机三边测量的GPS测量机制有助于计算地球表面位置的经纬度。实时应用程序嵌入了地理地图和 GPS，通过组合至少4个不同的卫星信号来提供观察者的准确位置。GPS 空间部分由28颗绕地球运行的卫星组成，每12小时航行20 000余公里，可在全球范围内实现导航、距离测量、速度测量和时间测量。卫星在土地覆盖上的实时可用性和连续成像驱动性，也证实了机器学习技术对土地覆盖中的物体进行分类的有效性。

2 GPS的实际应用

2.1 数据采集

工程测量数据采集的复杂程度也比较高，易受工程区域地理位置、气候环境等的影响。通过使用地理信息系统，可以通过矢量和栅格的方法实现数据收集与保存，通过使用GPS定位技术，还可以设定测量对象的坐标方位，从而将大量数据录入至地理信息系统中，此外，通过联合使用数字扫描装置、摄像机、激光雷达装置、卫星等，也可以实现数据收集。在地理信息系统的实际使用中，不但可以收集大量数据，同时还可以对数据进行变换、剪辑等处理，从而可以有效减少对数据进行处理所耗费的时间，同时提高了测量结果的准确性。

2.2 数据处理和转换

在GPS的实际使用中，针对各种数据信息主导方法，需通过数据处理系统软件，对各种数据信息进行编辑等预处理方法。而GPS的应用管理系统软件，能够自行标记出各种空间属性统计信息间的关系，并同时将复杂空间实体数据进行联系。在大数据挖掘方面，需注重对空间向量统计信息的相互关联数据信息结果进行解析。在各种数据信息转化方面，在测量过程中可能会发生交叉点和直线脱离的情形，这将会严重影响观察成果的准确性，甚至造成原版图上存在污点。因此可通过GPS对污点进行手动删除处理。

3 GPS 土地测绘技术中测绘精度的影响因素

3.1 SRB影响因素

太阳射电暴（SRB）是影响全球定位卫星系统性能的最严重的自然灾害之一。考虑到不同威胁因素的影响，GPS开发人员对系统进行了升级，以修正系统的精度和防噪特性。特别是当GPS逐渐用L2频率发射信号功率增加的新一代设备（GPS IIR-M、GPS IIF、GPS III）和新的民用码取代“老”卫星（GPS IIA、GPS IR-A、GPS IIR-B）。研究学者发现，发射信号功率的增加和新的民用编码可能会增强GPS运行的稳定性。现代化卫星发射信号功率的增加，在面对伴随太阳射电暴的严重和极端耀斑的威胁时，能够有效提高了系统的稳定性。

3.2 传播途径因素

在对GPS信息进行传递的过程中，传输路径给整个测量精度产生了很大的负面影响。一般表现在以下三个主要方面：首先，电离层落后因素。在地球上空出现的电离层对电磁波产生了很大的折射效果，而由于GPS信息是一个电磁波，这也就使得GPS信息在传递的过程中，传播速度、传输路径等相关方面都会有相应的改变，表现为电离层落后。具体延迟效应的显著程度和电磁波频谱、电离层折射影响程度等相关方面都存在着直接关联；其次，对流层落后。地球上产生的对流层对电磁波也有相应的折射效果，使得GPS信号传递速率也发生了相应的改变。总而言之为以下两点：

（1）电磁波的影响。在卫星信息进行传递的过程中，电磁波频谱和波段的变化会受到电波效应的影响，数据和结果都会发生一系列变化，这样接收到的卫星信息就将与所传播信息产生相应的误差，这便是电磁波误差。（2）雷达卫星信息在经过对流层传递过程中，传递频次会受到折射现象的影响，再外加信息传递本身受到气温、相对湿度和压力等外界条件的差异，传递频次的变化程度会更加明显，所以对GPS定位的性能造成一定的影响，进而影响其定位速度和准确度。

3.3 GPS信号接收机因素

首先，GPS信息接收机的时差，导致这种钟差形成的最主要原因是基于GPS标定时间与GPS信息接收机钟面距离的差异；再次，基于GPS讯号接收器管理与软件层面原因所导致的偏差，即GPS讯号接收器在收到讯号时，具体的定位数据通常都与数据处理硬件、软件等层面原因发生了密切的联系；其三，周跳影响因素。主要是基于GPS信息在接收机本机振动时形成的相位和接收机与卫星轨道载荷相位间的差距，但在实际开展测量时，通常只能够观测到很小部分，也因此直接影响到了GPS信息接收机的接收效果。

（1）在实际实践中，与地面作业人员所用的信号接收器有着很大差异，不仅是信息接收的设备硬件和软件的不同，对接受信息的实效性和准确性以及全面性都有重要影响，这些问题都会对土地测量结果产生一定的影响。（2）在开展GPS定位工作时，相关工作人员要对观测值进行确定，同时在这一基础上进行相关检测，而且需要高度重视实际测量中心的确定，否则容易忽视周跳状况，所以在开展测试工作时，要做到具体问题具体分析，根基实际情况来进行测试，避免危害到相关的GPS系统定位的坐标成果，同时防止对定位准确性不利影响的产生。

4 提高GPS土地测绘精度的方法建议

4.1 改善测绘硬件和设施

检测设备的精确度受硬件设备特性的影响比较大，在实际的检测工作进行中，由于精确地检测结果很易于受到上述各种因素的某些负面影响。所以就要求在GPS土地测绘中，对相应GPS接收机的特性做出了测试。这其中时间和天线位置的偏移等容易出现问题的环节需要进行详细的测试。而且为了提高检测数据的准确性，还需要选用合格的GPS接收器。在土地测绘过程中，一旦这两个地方的基准线间距大于10 km，则就必须使用双频GPS接收机，这一设备能够有效减弱相对电离层的影响，同时也能够保证测量的准确性。单频的GPS接收机在土地基准线距离在10 km范围内就能够满足要求，而且这种规格的接收机能耗量较低，运行稳定性比较好，所以在使用过程中增强了其可靠性，同时也能够更好地适应不同土地环境的需要。

4.2 改进测量方法和手段

（1）GPS网的设计。在进行这一环节的工作时，相关工作人员需要用GPS基线长度科学的调整相差值，以便于精准度能够符合相关要求。在实际的应用过程中，还可以通过实际运行过程中产生的数据信息反馈来进行网形结构的调整，以便使之更符合规定，更进一步保证检测结果的精准度。

（2）关于农田测量的选点。首先，要确定GPS地面接收器的地平高度角必须在合理的区域内，而且地面接收器所安装的地方也必须正确，且在信号接收过程中，必须防止对GPS信息产生的负面影响问题。最后，选择了一些对电磁波传播不会产生影响的地方，即远离雷达站、无线电台等工作地点。如确实避不开，就必须选择合适的位置，与雷达站之间的间距保持合理可控的范围，有效地减少对电磁波的负面影响的问题，并减少与事件有关的误差问题。

（3）土地测绘的主要观测要求。就是在此测量阶段中，需要恰当的时间控制对中方位。在测量之前，必须严密地检查设备仪器高度。一旦出现了具有严重影响检测精度的原因，则必须设立监测墩，以减少这些因素造成的影响，从而增加了测量的准确性。其次，在进行土地计量相关标准的制定时，应该保证计量时间的重组型，同时对计量频率进行合理安排，以此来确保相应采集的数据均符合要求，以便于数据测量的作用能够得到有效实现。

（4）测绘数据要保证高度的准确性。首先，相关工作人员要对观察到的所有数值进行检测，以保障其准确可靠，然后按照测量标准进行科学合理的数据分析，复测建筑基线等的大数据分析也是其中重要的组成部分。其次，由于高程起算的数值对内部平面坐标分布有较强的敏感度，所以在对二者进行顺序排列和关系处理时要保证其均匀性，以保证测量的精准度，进而保证测量工作效用的发挥。

4.3 做到严谨测量与计算

在进行土地测量的流程中，相关工作人员要严格按照相关运行标准开展工作。严格的检测可以大大提高土地测绘的准确性，最大程度地达到测绘要求。首先，必须要对观测数据认真检测，并且一定要严格按照规范，做好相关测量数据结果和信息的收集工作并进行精准计算，根据计算结果进行数据分析，在这一工作环节中如果存在不确定数据，就要对土地进行重新测量，从而保证数据信息的准确性。

4.4 增强 GPS 土地测绘技术中测绘精度的相关对策

对GPS信号接收机特点进行了评价，其中着重关注到GPS信号接收机所产生的信道间偏差和钟误差等，尽可能减小其误差，这样就可使得整个GPS测试的误差范围可以实现均匀分布。同时在完成了此次的GPS测控网络设定工作后，并未考虑使用完全开放式的网型架构，只是选择或采用了封闭式子环和闭合环，而且还在一些前提条件允许的特殊情形下，还选择或采用了三角形测试结构，这也对整个测量任务中的定位精确度和测控网准确度的提升有着重要的意义。在整个流程中，尽量避免测绘现场有较多的反射物体，比如：建筑物、坡地、沟谷等；同时，为减少对电磁波所产生的影响，在选取地点上，也尽可能避免微波中转站、无线电台、雷达站等；另外，在此次测量的流程中，针对测量前后的仪器高程选取了其平均数，并针对有特殊要求的地方建立了观测墩，也因此减少了对中误差和整个测量项目所造成的干扰。

5 总结

随着科技的不断进步，新的时空数据和工程计算方法层出不穷，工程师能够基于现有的理论方法超越传统制图，允许景观形态的定量表征和各种景观主题信息的整合。提出具体的工程技术对策，以进一步提高GPS地籍测量技术的测绘精度。文章通过研究GPS土地测量准确度的主要影响因子，以期对GPS土地测量技术的发展作出一定的贡献。