GPS手持机在土地利用更新调查中的应用_差分技术-论文网

论文摘要:全国土地第二次调查是目前国土部门的一项重大任务。本文在对手持GPS机性能和定位精度研究的基础上,总结了一些实际工作中数据采集的方法,详细说明了GPS手持机中地方坐标系和国家坐标系的转换问题,并对其定位误差的处理措施和提高定位精度的方法做了说明。
论文关键词:坐标转换,差分技术

1引言

随着国民经济的快速发展和各项管理工作的深入开展,国土部门原有图件和资料与实地已相差甚远,越来越不适应新时期国土资源管理和经济建设可持续发展的需要。为了全面实施国土资源部“数字国土”、开展新一轮国土资源大调查,如何充分利用现代信息技术,保护和管理有限的土地资源,提高国土资源调查评价、规划、管理、保护和合理利用的水平,以信息化促进国土资源开发利用与经济建设、生态环境保护之间的协调发展,已成为安阳国土资源管理部门一项刻不容缓的重要工作。

2手持GPS接收机在土地利用更新调查中的应用

GPS(GlobalPositioningSystem)即全球定位系统,是由美国建立的卫星导航定位系统,由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分3部分组成。

空间星座部分由平均分布在六个轨道面的24颗卫星组成。地面监控部分是监测和控制卫星上设备地工作以及确保卫星沿预定轨道运行。用户设备部分主要由GPS接收机和数据处理软件以及微处理器和终端设备组成。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。

利用GPS系统可以进行海、陆、空、地的导航,导弹制导,大地测量和精密工程测量,时间传递和速度测量等,应用开发表明,利用GPS卫星信号能够进行毫米级精度的静态相对定位,亚米级精度的动态定位,厘米级精度的速度测量及毫微秒级精度的时间测量。

2.1手持GPS机

手持GPS是一种利用新一代卫星导航与定位系统相结合、体积小巧、携带方便、独立使用的定位导航设备,具有全天候、全方位实时三维导航与定位能力,有高灵敏度、高精度、自动化、价廉、使用方便等优点,已经广泛应用于大地测量,地址调查,资源勘查等众多领域。近年来,手持GPS的技术得到了快速发展,操作也越来越智能化,集成化。定位精度也越来越高,一般的手持机单点定位能够在10m左右,好的可达到3m左右,能够直接接受国家基站信号的手持差分GPS的单点定位精度能够达到1m左右。

2.2手持GPS机的导航功能

目前的手持GPS都有单点导航功能,航线导航功能,偏移报警功能,我们可以在土地更新外野调查中进行导航。

在外野作业之前,可以在调查图片上预先把调查范围内的一些特征点(如居民点、道路交叉口、河流交叉口等)的坐标解析出来,可以把一些特征线(河流、道路等)分解为由几个特征点连接而成,然后把这些点的坐标也解析出来,另外可以把一些特殊图斑中心点坐标解析出来,把这些点的坐标值分类输入到手持GPS中去,在外野调查中,可以根据调查内容的不同,进行不同的导航设置和一些警报。例如,对一些图斑属性进行调查时,可直接以这些图斑内的点坐标将导航设置为单点导航,这样就会很快找到需要调查的图斑;如想沿一条线对两边的地物进行调查,可以把此线上解析的点坐标设置成一条航线,然后设置成航线导航,并设置报警距离。这样,就可以在手持机的导航下,沿线两侧进行导航

2.3手持GPS机的定位功能

GPS测量技术与其他土地资源调查方法相比,具有精度高,操作简便、灵活、工作效率较高等优点。特别是在地形起伏较大、植被覆盖度较小的地区采用这种方法更显得优越。

常规测量如导线测量、三角测量等侧站之间要求通视,这样不但费工费时,而且精度不均匀。利用手持GPS机单点定位功能,可以实时测定结果,又可知道精度,再利用PDA实时传输数据,在满足精度的条件下,将一个地区的地形地物点位成图,大大提高了作业效率。

2.4手持GPS机的数据采集方法

利用一台接收机在控制点当作基准站,另外一个或多个手持GPS机当作流动站采集数据。采集完的数据要由地理信息系统进行统一的编辑、管理,GIS矢量数据的操作要基于对实体边界的确认,因此,利用手持GPS机采集数据提供变化区的封闭记录。在外野实际工作中数据采集的方法如下:

1)采集变化区域的边界,直接形成多边形。

2)采集规则变化区域边界上的拐点,内业时连成多边形。此方法适用于一些形状规则的、新建的厂区、坑港等。

3)采集一条弧段或者几条弧段回来和底边上的弧段共同组成多边形。此方法适用于变化区域的某些边界是地图上已有的边界。

以上方法是工作中总结出的经验,不仅可减少工作量,提高工作效率,而且可以提高数据精度,减少内业工作量。在实际的工作中,根据实地情况不同,可采取不同的方法。

3手持GPS机中的坐标系及其转换

现在常用的手持GPS机的基础坐标系统是WGS-84坐标系统,并内置有其他国家和地区的坐标系,输出的坐标值格式为大地坐标系的B,L,H值,也可通过“用户自定义”设置参数后输出高斯投影的平面直角坐标系X,Y值。而我国使用的地图资料大部分都属于1954年北京坐标系或1980年西安国家大地坐标系。这样就产生了坐标系之间如何转换的问题。不同坐标系之间存在着平移和旋转的关系,要使手持GPS机的测量数据转换为自己所需的数据,必须求出两个坐标系之间的转换参数,我们一般用的是五参法,只要用户计算出五个参数(DX、DY、DZ、DA、DF),并按提示输入即可在仪器上进行坐标转换。

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