天津市测绘院 天津市 300381
摘要：如今随着互联网技术的不断发展，电子地图已经成为了城市生活中不可或缺的存在，无论是手机外卖还是约车出行都需要依靠电子地图来进行导航。而在电子地图的制作过程中GPS测量技术的应用也是极为关键的，利用GPS测量技术能够对电子地图所需要的各类地理数据进行最快的采集。因此可以说GPS测量技术是电子地图制作的核心技术同时也是决定其效率的最大因素。本文主要探讨GPS测量技术在电子地图测绘中的应用问题。
关键词：GPS测量技术；电子地图测绘
当前互联网技术不断发展，各行各业对于导航精确度的需求不断提高。针对日益增长的需求，相关单位就必须加大对地形的勘测，以保证其他工作的顺利进行。电子地图在制作过程中，地形测量占工作总量的比重很大。随着GPS应用范围不断扩大，GPS与PDA的有机组合很好的促进了电子地图测绘工作的发展。
1 电子地图测绘的原理
GPS系统由3个不同的部分组成，包括GPS卫星星座、地面监测系统和GPS接收机。我们通常在测量中使用GPS接收器。GPS 采用测距交会的原理确定点位，其基本定位原理是每颗卫星在运行时，任一时刻的位置都用一个坐标值来表示，GPS 接收机所在的位置坐标为未知值，而卫星的讯息在传送过程中存在时间差，将此时间差值乘以电波传送速度，就可计算出卫星与 GPS 接收机间的距离，如此就可依三角向量关系列出一个相关的方程式。通过这个原理我们可以知道在 GPS 的测量过程中至少需要接收到 3 颗卫星发出的信号才能够对测量目标进行经纬度的坐标计算，如果收到了 4 颗卫星的信号则能够对高程值进行测量，而卫星的数量如果达到了 5 颗就可以使得 GPS 的测量精度得到极大的提升。通常情况下，GPS 接收机在运行状态下每秒接收的坐标数据都是最新的，因此其在运行过程中是不断接收数据并会对这些数据进行计算的。GPS 定位系统可以分为静态定位和动态定位，静态定位是指将接收器安放在一个固定不运动的点上对其进行短则数分钟长则数小时乃至更长时间的检测，从而对这个固定点的坐标进行确定，这种定位被称为绝对定位。动态定位则是至少有一台接收机处于运动状态, 测定的是各观测时刻运动中的接收机的点位。在电子地图测绘系统中采用的是动态定位。GPS 的全天候性以及极高的精准度和自动化、高效率的特点使得其在电子地图测绘制作过程中发挥了巨大的作用，在测绘过程中得到了广泛的应用。
2 GPS的两种定位判断
我们通过分析，将GPS定位系统的定位方法分成两种，一种是静态定位，一种是动态定位。
2.1 GPS的静态定位
静态定位，顾名思义，也就是在固定不变的位置进行的定位分析。GPS接收器固定在某一位置，在观测的时候不断地确定其位置，经过长时间的分析得出需要观测地点的三维坐标后将该位置记录，这种定位较为绝对，因为是将接收器固定，这就需要我们通过两台或者以上的接收器进行不同位置的接受信号，通过不断的观察才能确定这两者之间的位置是否准确，我们称这种位置为绝对位置。
2.2 GPS的动态定位
动态定位中所涉及到的接收器是处于运动状态而不是静止不动的，在测定位置的时候采用动态记录，这样只需要一台接收器就能完成。这种动态定位可以实现全方位的测量，精确度更高，而且效率较高，所以受到了一致好评，也是我们主要研究的方向。
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3 GPS电子地图测绘的方法
3.1 外业采集
外业采集是电子地图测绘当中最核心的工作，一般情况下外业采集是由 4 名工作人员共同完成的，这 4 名工作人员分别是：掌上电脑（PDA）的操作人员、数据记录员、带路者以及驾驶员。这 4 名工作人员必须满足一定的要求，首先 PDA 的操作人员必须有较为熟练的 PDA 操作技术并且在测试前要对测试的路线进行编号，如果测试路线已有编号则需要对路线进行核对，避免重复测绘所引发的资源浪费。记录人员则是负责记录工作，其必须能够与PDA 操作人员有着较为良好的默契程度并且要反应敏捷，在进行记录时不能有所遗漏，其准确率必须达到百分之百。带路者则需要对测试地点的路况及周围环境极为了解，既要引导作业车将整个区域的路线完整彻底地走完又要尽量避免走重复路线，因此其必须对当地的地理环境了若指掌。
3.1.1测绘过程中GPS无法定位
在测绘过程中 GPS 无法定位的现象屡屡发生，这种现象最根本的原因是无法接收到相应的卫星信号。遇到这样的情况最好的办法是将作业车先开到一个较为空旷周围没有过多干扰信号的地点,再对 GPS 进行定位，定位之后再开始进行测绘工作。需要注意的是，为了避免这种现象，GPS 接收装置安装的地点需要格外注意，不应该安装在地下室或者是大山树林密集的地方以及隧道当中。
3.1.2测绘过程中的GPS信号飘逸
GPS 信号飘逸也是测绘过程中经常遇到的问题，引发这种问题的因素较多，首先是与天气情况相关，如果在阴雨天气，GPS 信号就会较弱从而发生信号飘逸现象，这时可以采用延长天线来加强信号或者等天气转晴后再进行电子地图的测绘。其次，如果 GPS 信号本身较强但依旧使用延长天线同样也会使得信号出现飘逸现象，对于这种情况只需要取消使用延长天线即可。最后则是操作人员的误操作造成，这是人为因素，因此只有通过提高操作人员的素质才能够解决该类问题。
3.1.3车速过快引起测绘数据不准确
对于一般的车载 GPS其数据更新频率是 1 次 /s，因此测绘过程中车辆要保证匀速行驶，速度不宜过快，车速一般控制在 50km /h，防止在测绘过程中出现 GPS 接收信号中断，而使测绘数据不准确。
3.2内业处理
外业采集的地图数据本身是需要进行修饰和整理才能够被真正应用的，而这个过程我们称之为内业处理，其具体流程主要是以下几个环节。
3.2.1测绘地图数据的传输
将测绘的地形图通过数据线拷贝到PC机的硬盘上，启动e-RoadForPC进行数据的编辑。e-RoadForPC上的功能同PDA上的e-RoadForPDA是一样的。因此，可在e-RoadForPC上进行内业处理。
3.2.2测绘地图的数据编辑合并与核对
利用 e-RoadForPC 对地形图进行编辑，要求在外业测量时，数据记录员将路线的基本信息和附属设施信息进行编辑完善, 保证不丢失任何数据，编辑完成后还需要将地形图进行合并，在合并的过程中需要注意底图的选择。通常为了避免路线飘逸的现象出现都会采用空底图来进行合并，合并完成后还需要对测绘地图的数据进行核对，应当让熟悉地形的带路者对地图进行认真的核对，最大程度上减少路线的偏差和错误，如果路线偏差严重或者是信号飘逸严重就必须进行重新测绘。
4 结论
电子地图是导航、计算机图形学、数据库、地理信息系统等技术的综合应用,它把地理位置和相关属性有机结合起来 ,根据实际需要,准确、真实、图文并茂地输出给用户,满足用户对空间信息的要求。电子地图已经越来越多地受到人们的重视,并被应用到诸多领域,可安装在移动目标(例如车、船、飞机 )上,也可用于跟踪。特别是把 GPS导航定位的准确性与电子地图的直接性以及计算机的快速处理结合在一起 ,将使导航技术进入一个全新的领域。
参考文献：
[1]向晗,张若星.GPS和PDA在电子地图测绘中的应用探讨[J].智能城市,2016,2(12):51.
[2]胡连柏,齐利强.工程测绘中GPS测量技术的应用[J].科技资讯,2012,(19):46.
论文作者:孙雅思
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第13期
论文发表时间:2017/12/18
标签：电子地图论文; 测量论文; 过程中论文; 信号论文; 数据论文; 接收器论文; 位置论文; 《建筑科技》2017年第13期论文;