GPS手持机在土地利用更新调查中的应用

1、GPS手持机在土地利用更新调查中的应用论文摘要：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根底上，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开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开展的需要。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

2、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开展，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GPSGlobalPositioningSystem即全球定位系统，是由美国建立的卫星导航定位系统，由空间星座局部、地面监控局部和用户设备局部3局部组成。空间星座局部由平均分布在六个轨道面的24颗卫星组成。地面监控局部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。用户设备局部主要由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定位的根本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作

3、为的起算数据，采用空间距离前方交会的方法，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，应用开发说明，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的技术得到了快速开展，操作也

4、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，好的可到达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到达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

5、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

6、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确实认，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采集规那么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那么的、新建的厂区、坑港等。3采集一条弧段或者几条弧段

7、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机的根底坐标系统是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局部都属于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

8、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。其中DX、DY、DZ是同一点在不同的坐标系统中空间直角坐标系的对应坐标值的差值，DA、DF是相应椭球对应的长半轴长度和扁率的差值。大地坐标系和直角坐标系关系如下列图：DX、DY、DZ的计算：在手持GPS机的应用区域内，从当地测绘部门收集35个点的北京-54或西安-80坐标系统的坐标值，然后在对应的点位上读取WGS-84坐标系的值，将收集到的坐标值根据不同的坐标系统按相应的

9、公式转换为空间坐标系的坐标值，用WGS-84坐标系的坐标值分别减去相对应的北京-54或西安-80坐标系统的坐标值，即可得出DX、DY、DZ的值。DX、DY、DZ的值计算之后要进行实地验证，方法如下：将计算出的DX、DY、DZ、DA、DF的值输入手持GPS接收机，再将GPS接收机的网格格式转换为UserGrid;格式，分别读取已标记点的公里网纵、横坐标值，并与相对应的公里网纵、横坐标理论值该理论值可通过高斯投影转换将大地坐标值转换为公里网纵、横值进行比拟，超过要求限差时要重新计算并查找原因。内业验证符合要求后在应用区域内选择35个点进行实测，实测值与值大于限差时重新计算并查找原因。4利用后差分技

10、术提高手持GPS机的定位精度4.1手持GPS机的定位误差及对策手持GPS机在定位过程中存在三局部误差,第一局部是公共误差，如卫星钟差，星历误差，电离层和对流层传播误差等；第二局部是电磁波传播延迟误差；第三局部是用户接收机电路及周围环境引起的误差，如内部噪声，多路径效应等。由于卫星距离地面高达2万km以上，第一、第二局部的误差影响在地面相当大的范围内是相同的，因此，在该点附近的GPS观测站可以利用在点测出的GPS误差对观测值进行改正。这种误差方式称为差分GPS定位技术。利用差分技术可以将卫星钟差和星历误差消除，并将电离层和对流层延迟误差局部消除。第三局部的误差可以使用屡次定位取平均值的方法局部消

11、除，对同一测量点重复屡次测量取平均值可以降低由GPS接收机内部噪声和环境电磁噪声引起的误差。4.2差分GPS定位技术及位置差分原理GPS差分技术是2个或多个GPS接收机同步观测，利用观测量之差，消除观测误差的公共项，提高定位精度的一种有效技术。它使用一台GPS基准站接收机和数台移动站接收机，利用实时或事后处理技术，使移动站测量消去公共的误差。根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为3类，位置差分、伪距差分和相位差分。因为大局部手持GPS机内部处理程序是固化在机内芯片中的，进行伪距差分和相位差分比拟困难，所以可采用位置差分。这种差分传输的差分改正数较少，计算方法简单，但要求基准站

12、和用户必须同步观测同一组卫星，所以两者之间距离不超过50km为宜。在土地利用调查的外野作业中，可以采用在野外记录测量数据，利用事后处理技术获得高精度的位置数据，即移动站使用屡次定位取平均值的方法记录下各定位点的位置坐标和定位时刻，在野外观测完毕之后，从基准站取得相应时段的误差改正值，在事后对各定位点坐标进行误差改正。5结束语在新一轮的土地利用更新调查中，手持GPS机的应用无疑会成为一个热点，它省时省力，操作简单、方便，在提高了生产效率的同时也大大节省了本钱。随着手持GPS机新技术在土地利用更新调查中的广泛应用，必将进一步推动土地调查的开展和创新。充分利用3SGPS|、RS、GIS等现代信息技术，会大大提高了工作效率和数据精度，为土地资源调查评价、规划、管理、保护和合理利用提供了强有力的技术支持和保障。参考文献1 张峰,冯静. 3S技术在土地利用更新调查工作中的综合应用探讨. 资源环境与工程,2006.20(3):41-432