GPS测绘技术在地理信息数据方面的应用及前景浅谈

GPS测绘技术在地理信息数据方面的应用及前景浅谈

廖伟征

广西壮族自治区地理国情监测院

摘要：GPS是现代最先进的定位系统，在科学研究、政府行政机关以及民用生活等各大领域都发挥着重大的作用。为提高GPS测绘技术在各领域内地理信息数据方面的应用效果，本文将对GPS系统的功能以及特点进行分析，对其在测量中出现误差的原因进行研究，结合相关文献，探讨解决的措施，并对其发展前景进行浅谈。

关键词：地理信息；GPS；数据采集

前言

GPS全称为全球定位系统，也称为全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，该系统可以为地球表面约98%的地区进行准确定位与测速，将GPS应用到地理信息数据采集工作中，可以很大程度上节省人力、物力、财力资源[1]。笔者据此对GPS测绘技术在地理信息数据采集工作中的前景进行展望。

一、GPS的功能与特点

（1）GPS的功能及其应用

GPS的主要功能有5个：①精确定时：该功能主要应用于通信系统基站、天文台、以及电视台中。②工程施工：该功能主要应用于桥梁、道路、隧道等工程的施工中。③勘探测绘：该功能主要应用于城区规划以及野外勘探等工作中。④导航功能：这是生活中最常见的一种功能，例如手机导航、车辆导航等，实际上GPS的导航功能还包括船舶导航、飞机导航以及武器导航等[2]。⑤定位功能：主要应用于手机定位、车辆定位、电子地图以及PDA、PPC等通信设备的防盗等。

（2）GPS的特点

GPS作为新时代最先进的定位系统，其具有较多的优势及特点。首先，其功能受到天气的影响较小，能够全天候为大众服务；其次，其具有很大的覆盖率，能够对于地球表面98%的面积进行准确定位与测速；最后，GPS具有高精度的定点、定时、定速功能，能够广泛应用于各大领域中。

二、GPS测绘技术在地理信息数据采集工作上的应用

（1）在地理信息科学研究方面的应用

GPS在科学研究方面的应用涉及面较广。由于GPS具有高精度的时空分辨率以及观测功能，相关学者与科学家可以利用GPS对于地球的动态变化进行监测，对于海洋、地壳、大气层等进行剖析，从而获取相关数据[3]。同时，可以通过对测定卫星轨道，分析其影响参数来研究地球引力系数、地球自转参数、潮汐参数、大气以及电离层等。还可以用于对气象、地震等进行预测，为灾害的防范提供一定的参考依据。到目前为止，中国已经完成地壳运动观测GPS网络工程，并建立了连续观测基准站、定期复测基准站以及不定期复测站等，能够通过对地球板块的测量对地壳运动规律进行分析，从而对地震进行预测。

（2）在政府管理方面的应用

GPS在政府管理方面的应用主包括消防、公路管理、公安警察、银行系统、运输以及城区规划等部门等方面。以土地管理为例，土地管理作为城市建设与城区规划的重要工作，其对土地测量的精准度有很高的要求[4]。GPS在土地测量中的应用能够很好地协调人地关系，为测量工作提供非常精确的信息数据，将土地勘测效率大大提高，并有效降低了勘测的成本。除此之外，GPS对于各种灾害的防范以及救援也有很大的帮助，例如，其能够对于地震进行有效预测，以保证人们都够提前撤离震区，并且可以对于震源、波及范围等进行精确测量，以及对于余震的防范等。

（3）在民用领域方面的应用

GPS在民用领域方面的应用也较为广泛，尤其是科技不断进步和发展的形势下，人们的生活非常依赖GPS技术，人们的手机、汽车都会装有GPS应用软件。当人们需要查找路线，可以通过各种电子地图软件来查询，电子地图还能够根据实际路况以及用户所选择的交通方式为其设计最优路线，并且还会预设几个方案，例如距离最短的方案、时间最短的方案以及路况较好的方案等，为人类提供了很大的便利[5]。随着现代电子商业的发展，GPS技术显得尤为重要，很多电子商务软件都将GPS系统应用到其中。以餐饮服务的电子商务为例，现如今，专门为餐饮提供服务的应用软件越来越多，软件中一般都会应用GPS系统，当用户打开软件时，软件就会对于用户的所在位置进行定位，并将一定范围内的餐饮信息根据用户喜好及餐饮点相对于用户的距离进行排序显示，以便用户能准确选择[6]。同时，一些电子地图软件也将酒店、银行、医院以及饮食店等商铺信息融入其中，以便为用户提供更大的便利。总之，GPS测绘技术在民用领域方面也得到了较多的应用，推动了社会经济的发展。

三、GPS测量过程中出现误差的原因分析

（1）大气方面的原因

卫星与地球隔着大气层，因此卫星在向地面发射信号时，必须要穿过大气层。大气层的隔离作用会对信号产生一定的影响，导致信号会被稍微减弱或者延迟，产生一些误差。导致误差产生的大气层主要为电离层以及对流层的折射，我们应该寻求克服折射产生误差的方法[7]。以电离层为例，缓解折射误差的方法主要有三个：①采用两个不同频率的信号来发射，由于电磁波频率的平方与电离层产生的折射改正数成反比的关系，我们可以通过计算两个频率的伪距差将电离层折射的改正量折射出来。②采用两台接收机同时在基线的两头对信号进行观测，从而将电离层折射的影响降到最低的程度。③采用电离层延迟更正模型来降低误差程度。

（2）卫星方面的原因

在卫星方面产生误差的原因主要有卫星星历误差以及卫星钟的钟误差。以卫星星历误差为例，解决的问题的方法主要有两个：①采用两个或者两个以上观测站的观测值进行分析，从而降低由于卫星星历产生的误差[8]。②建立一个属于我们自己的GPS卫星跟踪网，从而对卫星运行轨道进行独立定轨，将误差降到最低。

（3）接收机方面的原因

与接收机有关的误差主要表现在以下两个个方面：①接收机天线的相位中心在运行过程中，会由于多种原因偏离中心位置，从而导致其相位中心产生偏差，信号发生一定的误差。②接收机在时钟上微小的偏差，会导致相关信号出现误差，其发射出的信号测量出的距离会产生较大的误差。

四、GPS的发展前景

优势

我国GPS的市场应用得到较大的发展，其具有覆盖面积广、精确度高、全天候服务、操作方便灵活并且价格较为低廉等特点，因此受到全世界各地用户的欢迎，现已被应用到科研、军用以及民用等各大领域中，不但有效提高了人们工作的效率，也为社会经济的发展作出了很大的贡献。尤其是在交通运输以及物流配送等方面，GPS得到了很大的应用。

劣势

由于开发成本较高，GPS车载系统的价格也居高不下，但是其功能却又比较单调，既不能对消费者提供实时有效地指导，也没有其他更多具有实际应用意义的功能，形成一种价格远超于价值的局面，导致我国GPS车载系统市场仍然较为冷淡，很多GPS市场企业处于唱独角戏的状态。

机会

目前，我国的出租车、货运车、客运车、各类船只以及铁路和航空等方面正在快速地发展，经济水平也正在快速提高。同时，GPS在导航、定位以及防盗等各方面也得到了很大的发展，消费者将会逐渐接受GPS车载系统融入市场，如果能够打开私家车辆以及公共车辆的市场，GPS车载系统将会得到更大的发展。

总之，只要我们继续努力，加深对于这方面的钻研，GPS测绘技术在地理信息数据方面的应用一定会取得更好的效果。

参考文献

[1]龚庆.关于地理信息技术在工程测绘中的应用[J].江西建材,2015,16:213.

[2]邓淑丹.三维警用地理信息系统应用[J].测绘科学,2014,01:74-77.

[3]王玲玲.GPS在乡镇国土信息化中的应用[J].中国西部科技,2014,06:76-77.

[4]聂小波,李兵,王雪艳,沈凤娇.基于移动互联网的定位服务平台建设[J].地理空间信息,2014,04:23-26+8.

[5]任娟,周旭斌,陈泽鹏.基础地理信息数据更新技术方法[J].北京测绘,2009,01:57-59.

[6]王卓,李军.GPS在地理信息数据采集方面的应用[J].黑龙江科技信息,2010,10:14.

[7]郑立平,白彦锟.GPS测量的误差分析[J].科技资讯,2005,22:19-20.

[8]韩丽荣.地理信息系统中GPS控制测绘技术的应用[J].时代农机,2015,11:12-13.