浅谈GPS技术在林业中的应用

浅谈GPS技术在林业中的应用（14篇）

1.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇一

GPS在林业中的应用研究与探讨

GPS在林业中的应用研究与探讨 摘要

社会经济的高速发展，森林资源的开发和保护需要紧紧跟上经济发展的步伐，及时掌握资源动态变化，正确作出决策就显得尤为重要。

GPS技术这一全新的现代定位方法已经全面取代光学和电子仪器，它与现代通迅和计算机技术相结合，使用测定三维坐标的方法，将测量定位技术扩展到海洋和外层空间，同时从定点扩展到区域，从表态扩展到动态，精度达到毫米级，从而大大拓宽应用范围，在地球物理学、气象、海洋、交通等领域获得广泛应用。

GPS系统是一个高精度，全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。随着它应用的不断深入，它已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性的高新技术产业。

GPS技术的普遍应用必将促进林业工作向着精确、高效、现代化的方向发展。是今后林业部门作业中必不可少的工具，如广泛使用一定会取得巨大的经济效益和社会效益。

关键词：GPS定位导航测算快速高效准确 前言

将GPS这一先进的测量技术应用在林业工作中,能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精密坐标,完成森林调查与管理中各种境界线的勘测与放样落界,成为森林资源调查与动态监测的有力工具.GPS技术在确定林区面积,估算木材量,计算可采伐木材面积,确定原始森林,道路位置,对森林火灾周边测量和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。在森林中进行常规测量相当困难,而GPS优越的定位、导航技术可以发挥它的优越性,精确测定森林位置和面积,绘制精确的森林分布图。GPS在林业中的应用已经不再局限于以上这些功能，它在林业应用中的不断深入和扩展必将改变林业现状，使林业步入现代化的行例，为社会和经济的发展提供有力的保障。

1.全球定位系统(GPS)简介

在森林、树丛和山系中考察时，如何辨别方向，如何返回，是林业工作者面临的实际问题。森林、树丛中没有定位、导向路标，如何返回出发地和标本采集地亦是难题。有许多人在科学考察中可能有过时间长短不一的迷路经历。全球定位系统(GPS)的出现，是林业工作者在野外有了新的导向、定位工具。

GPS利用分布于外层空间的多颗卫星为地球表面任意一点提供定位、导航和测绘服务。除了军事用途外，GPS也广泛用于民用。GPS定位导航仪利用接到的卫星播放的信号，经过几何计算来确定位置。全球定位系统播放卫星星历和卫星位置推算信号，前者给出系统中每一颗卫星的位置和状况，后者给出播放信号之卫星的定位信息。GPS定位导航仪接到信号后，根据接收信号的时间与发射初始时间之差计算出定位导航仪与卫星之间的距离。当算出与至少三颗定位卫星之间的距离后，GPS定位导航仪就能确定其在地球表面的空间位置。

现在，全球定位系统接收仪的体积越来越小，象袖珍计算器的大小，重量不足400克的手持式全球定位系统定位导航仪的面世，给野外的定位、导向和测速带来了极大的便利。使用全球定位系统能在两分钟内确定工作人员所在位置的经纬度和海拔高度。其天线亦可以分离安装在汽车的挡风玻璃上。

民用型GPS定位仪的单机精度一般为15米，实际使用时定位精度可能更高些。目前，人们提出了几种校正GPS定位导航仪精度的方法，如位置差分，伪距差分、载波相位差分等。对于林业工作者而言，尤其是长期在野外工作的人员，其活动范围常常达到数公里、数十公里，对于在野外的定向，即使误差15米目标物一般也已在肉眼可见范围内。然而，当进行高精度测量时，就必须利用上述方法进行校正。

1.1应用功能 林业工作者在野外工作中手持GPS定位导航仪有定位、测距、测速和导向等

功能

1.1.1 GPS定位功能

在野外工作中确定位置是定向测距的第一步。GPS定位导航仪具有自动抽样定位功能。有些型号能每10分钟自动开机定位将数据记录于缓冲区，然后自动关机，有的能够连续25小时自动定位记录信息。利用GPS的定位功能，不但可以将标本或数据采集地点的精确位置记录下来，而且依靠其导向功能多少年后，即使地表景观和标志物改变了，亦能找到过去的标本采集地点，并不需要借助地图。这一优点在大海、大湖、沙漠和林业中显得更为重要。

通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中，通过GIS来产生地图，如过火区边缘，交通道路，防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置转化成点，线，或多边形数据。GPS与扑火队伍和运载配备GPS和相应的通讯设施后，就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中，GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可以对行动的方向，位置，到达的目标地，及时的纠正和调整。

1.1.2 GPS测距功能

利用输入定位点数据，或某地点的经纬度和海拔高度，GPS定位导航仪能计算地球表面上任意两点间的距离。在野外工作中，可以将出发点或工作点储存为定位点。然后可随时测定距这地点的距离。亦可测定任意两个定位点间的距离。于是，解决了野外样线调查时样线长度的测定。样线的长度常达数千米或数万米。若用皮尺和记步器测定，或是无法实现或是误差较大。当我们研究野生树种的生长区域或生长地点时，利用GPS定位导航仪将这些地点定位并储存后，可以研究某些树种在某些区域的分布，以及这些树种的生存条件如地理位置、地貌、气候、湿度，同时也可研究该林区的整个生态系统的不同组成的分布。当测定某树种的分布区域时，只要将分布区的最宽处两点定位。GPS定位导航仪均能在瞬间计算出分布区域的宽度，也可通过测得的数据算出其面积。同时把不同的树种的数据记录并描绘成图，就可以得到该区域内树种的分布图，并可根据最新发现随时更新旧图。

1.1.3 GPS测速与导向

GPS具有测定速度和方向导航的功能。在人迹罕至,地形复杂,地物丰富和交通不便的偏远山区,尤其原始森林,天然林中大树遮天,面积广阔,难辨方向,常常造成工作人员迷失方向，GPS的导航功能可以使人们顺利的找到出发的起始地点。

2.GPS在森林调查中的应用

在森林资源清查中的应用。在森林资源一类调查中,利用GPS的导航功能,输入固定样地的坐标,有GPS接收机引导调查人员到达样地,不仅定位速度快,精度高,而且可以将原有的明标改成暗标。在森林资源二类调查中,利用GPS进行测量定位,可以快速,高效,方便地把调查的样本单元落实到地面上进行测量和调查。同时,储存在GPS接收机中的样地坐标及调查数据还可通过数据转化直接形成数据库,从而有利于数据的汇总统计。

2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用 2.1.1测定森林分布区域

测定森林分布区域.美国林业局是根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材.对木材面积的测量闭合差必须小于1%.在一块用经纬仪测量过面积的林区,采用GPS沿林区周边及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正,得到的结果与已测面积误差为0.03%,这一实验证明了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积,使用GPS进行测量时,沿周边每点上都进行了测量,而且测量的精度很高。

2.1.2进行样地初设与复位

利用手持GPS进行省固,局固监测样地初设与复位,只需输入坐标,不需引点引线,且位置准确,效率高,复位率达100%。在我国去年黑龙江等省的国家一类清查中,采用手持GPS进行复位测定,取得了良好的效果,工作效率提高5-8倍,定位误差不超过7米,其成果受到国家林业局资源司的充分肯定。

2.1.3利用手持GPS导航伐开境界线

利用手持GPS导航伐开境界线,如平坦地林班线的伐开和确立标桩。以往该类工作采用角规,拉线等方法,工作强度大,误差高,准确度低,进场需要反工,浪费严重.采用GPS后,利用其航迹纪录和测角,测距功能,不但降低了劳动强度,而且准确度高,落图简便,极大的提高了效率。

2.1.4利用差分或测量GPS对林区各种境界线实施精确勘测,制图和面积求算。

利用差分或测量GPS对林区各种境界线实施精确勘测,制图和面积求算。如：各种道路网,局界,场界地类位置和绘制图形并求算面积,转绘于林业基本用图上,达到对各种森林地类变化的动态监测的目的,测量精度达到分米级。

利用差分或测量型GPS进行图面区划界线的精确现地落界,如两荒界,行政区界等.解决现地界线不清和标志位置不准的普遍存在的问题。

2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用 2.2.1在动物资源调查中的作用

在野生动物资源调查中,利用GPS接收机寻找样带的起点,并根据输入的样带终点坐标引导调查人员在规定的样带线内调查。

由于接收机还有存储运动轨迹的功能,因此可以在数据转化时显示调查的速度,轨迹的数据,从而对调查质量进行质量监督和管理。另外GPS还可用于野生动物栖息地的定位,根据栖息地的森林景观类型权数推算总体种群数量。

2.2.2在植物资源调查中的作用

在野生植物资源调查中利用GPS进行生物密度分析，初设及复位样地对植物的多度和频度进行调查。GPS定位可以对古树名木及稀特有植物进行研究和保护。3.GPS在林业作业中的应用

3.1 GPS在林业生产和规划中的应用 3.1.1在工程测量中和应用

GPS可以克服山高林密,交通和透视条件差或常规测量困难及精度不高等林业工程测量的不足,可以快速,高效地实现森林资源勘察,地形测量,林区公路勘测等。

3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用.采伐林地一般是地形陡峭,树高郁闭,灌木丛生,常规伐区调查难度大或精度不高,采用GPS接收机进行伐区调查设计可以克服因植被阻挡和坡度造成的通视困难,随调查人员的运动实时记录下伐区边界坐标及运动轨迹,与计算机接口后方便地进行标图并求出伐区面积。

3.1.3在林业专题图制作中的应用

GPS可用于在森林调查样点和生长预估，观测样点的导航定位,可用于林区公路,涵洞和各种物标的测量,可用于种群分布,数量和野生动物迁移区的确定,GPS在测量学上带来的变革,彻底改变了传统林业专题图在制作上的手工绘制,成图慢,精度低,投入高的确点,GPS配合地理信息系统可以满足多种专题图制作的要求,并实现出图的准确,高效和自动化。

3.2 GPS在造林中的应用

3.2.1 GPS在飞播造成林中的应用

在没有采用GPS之前，飞行员很难对已播和未播林地进行判断，经常会出现重播和漏播的情况，飞播效率很低。采用GPS后，利用其航迹记录功能，飞行员可以轻松了解上次播种的路线，从而有效避免了漏播和重播。此外，利用航线设定功能，飞行员可以在地面对飞行距离和航线进行设定，在飞行中按照预先设定好的航线工作，极大降的降低了作业难度。

3.2.2 GPS在造林分类，清查中的应用 利用GPS的航迹记录和求面积功能,林业工作人员很容易对物种林的分布和大小进行纪录整理,同时了解采伐和更新的比例,对各林业类型进行标注,方便了林业的管理.在我国黑龙江和吉林,内蒙等省份的分类经营,造林普查,资源调查中,已经开始大量采用GPS技术,取得了很好的效果,不但节省了大量的人力,物力和资金,而且极大的提高了工作效率。实践证明,采用GPS完全可以取代传统的角规加皮尺的落后测量手段,并取得极大的经济效益。

3.3 GPS在森林资源评估中应用

在进行森林资产评估时,可以用GPS接收机和数据处理软件系统精确地测定各林种,各不同年龄林分的面积,水资源,农田,荒山,宜林地等面积,从而避免评估中的主观随意性,提高森林资产评估的准确性,公正性和科学性。

4.GPS在森林保护中的作用

4.1 GPS在森林防火中的应用4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用 GPS和地理信息系统,卫星遥感技术相结合,可以建立高效,实时,实用的林火信息管理系统,一旦发生森林火灾,只需输入利用遥感技术获得的火点坐标,系统即可自动选定最佳的行进线路,利用GPS接收机对扑火队进行实时的导向和定位,从而及时,准确到达火场,组织扑救工作。另外,GPS还可以简单精确地测定受灾林地面积,估计森林火灾的损失,.并输出森林火灾受害图,火险等级图等,对森林防火有重要的意义。

4.1.2森林防火中GPS的技术应用

利用实时差分GPS技术,美国林业局与加里弗尼亚的喷气推进器实验室共同制定了“FRIREFLY”计划。它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机,使用这些机载设备来确定火灾位置,并迅速向地面站报告。另一计划是使用直升飞机,无人机或轻型固定翼飞机沿火灾周边飞行并记录位置数据,在飞机降落后对数据进行处理并把火灾的周边绘成图形,以便进一步采取消除森林火灾的措施。

采用手持GPS进行火场定位,火场布兵,火场测面积,火灾损失估算,精确度高,安全性强,能够实时,快速,准确地测定火险位置和范围,为防火指挥部门提供决策依据,已为国内外防火机构广泛采用。4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治的应用 4.2.1病虫害的监测

利用GPS对虫害和病害进行跟踪调查，了解病虫害的发生位置，发展程度及分布状况从而正确作出判断及时进行防治。

4.2.2病虫害防治(农药喷洒)农药喷洒中的应用.飞机属于高速飞行的动态用户,在飞机上加装GPS,不仅可使其在全球范围内获得连续实时的导航能力,而且还能够得到高精度的三维定位和速度信息,这对于飞机的升空,着陆,飞行方向及速度的确定,空中准确投掷及空中交通管制有重要的意义。

5.GPS在林业其他方面的应用 5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用

森林旅游多在人迹罕至,地形复杂,地物丰富和交通不便的偏远山区,尤其原始森林,天然林中大树遮天,面积广阔,难辨方向,常常造成游人的失踪和消亡。GPS接收机已被徒步山林旅行,森林荒漠探险,森林草地狩猎的人们视为“护身符”。同时利用安装在旅游车上的GPS,实时获得汽车位置,运行速度和方向,加上“风景导航”系统,便可随时计算出旅游车的位置,并向系统查询景区信息,指示最近的景区特色,解说资料及行走方向,也可自由选择想去的景区并由车上的GPS自动选择最佳的行走路线。

5.2 GPS在林业科学研究中的应用

由于森林资源的具体特点,使林业科研需要借助于大量的资源数据才能进行动态预测和科学经营。GPS是森林资源信息和数据的重要捕捉手段,经过简单的数据和信息转化成为基础的数据库和图形库.在林业地理信息系统的开发研究中,GPS不仅是属性数据和空间数据的重要来源,而且可以改善GPS数据的准确度和数据更新效率,加速地理信息系统在生产实际中的推广应用。总结：在森林资源调查工作中应用GPS技术，可直接按坐标确定样地位置，解决了小比例尺地形图找明显地形地物为引点的难题，克服了地形图本身有误差、传统的罗盘仪引线测量引起误差以及其它因素造成样地定位不准的问题。实践证明，GPS定位精度高于罗盘仪引线定位。

GPS优越的导航、定位功能不仅提高了地面样地定位精度，而且大大减少了野外作业时间和工作量，节省了时间，提高了工作效率，为林业工作的更深入开展提供了方便，使林业由传统林业向现代林业和数字林业的转变迈进了一步。因此，在林业工作中推广应用GPS技术是非常重要的。

参考文献：1.《测量学》中国林业出版社出版主编：李秀江 2.《森林资源动态监测与林业部调查实用技术手册》

宁夏大地音像出版社2005年出版编号：11241 3.《GPS在林业中的应用》作者：贾建刚

来源：www.3gpda.net

2.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇二

GPS是英文Global Positioning System (全球定位系统) 的简称, 随着科学技术的发展和GPS技术的开放, GPS技术已经应用在国家军事、测绘、资源勘查、交通运输、水利、气象、土地、林业等各行各业, GPS以其无比的便利性、优越性得到人们的青睐, 笔者结合工作经验与大家交流GPS技术结合GIS技术在林业定位工作中应用。

2 目的及意义

目前在林业规划调查设计中, 对于实地某一点的定位工作应用非常广泛, 例如资源查找、标准地勘察、造林设计等, 但是据了解, 目前最基本的定位方法有两种。

(1) 在地图上取点以后, 应用GPS导航技术得到导航定点, 这是在森林资源调查中标准地查找应用最多的方法。

(2) 根据专业水平和工作经验, 在实地核对地形地物, 并在地图上人为定点, 这是在造林设计规划中应用最为广泛的方法。

但是随着科学技术的发展和林业标准化、信息化的实施, 对于调查规划设计精度的需要进一步提高, 上述两种方法的弊端逐渐突出, 笔者根据专业知识和自己的探索, 通过验证现场GPS采点, 结合GIS技术定位的方法, 扩大了林业工作外业调查定位的方法和途径。

3 方法思路

主要通过GPS的采点技术, 先取得实地点的坐标数据, 再通过GIS的可视化功能, 将GPS取得的点坐标显示到GIS上面, 最后结合人为判读的方法进行定位修正。

4 方法介绍

4.1 准备工作

(1) 地图收集, 电脑, GPS野外机, GIS数据处理软件准备。

(2) GIS软件的安装和调试工作。

(3) GPS的设置及调试工作。

(4) 地形图扫描配准或者是矢量化。

4.2 方法步骤

(1) GPS定位点坐标采集:在需要定位的地点启动GPS, 等待GPS搜索到卫星信号以后, 将GPS放在需要定位的地点, 大约等待5min GPS自动定位后, 保航点, 以上工作完成后便完成了GPS的实地点坐标采集工作。

(2) 打开ARCGIS软件, 导入已经配准或者矢量化完毕的地图。

(3) 在ARCGIS工具栏中找到“转到xy”标示, 并输入在上述 (1) 中采集到的点坐标, 点击“缩放至”工具按钮, 将会看到采集到的点显示到了已经配准的地图上面。

(4) 人为进行修正后添加标注, 如果有精度要求请结合实际工作对点信息进行使用。

4.3 方法演示

(1) GPS定位点坐标的采集。启动GPS, 等待GPS搜索岛卫星信号以后, 将GPS放在需要定位的地点地面上, 大约等待5min (不同型号GPS自动定位时间不一样, 具体查阅GPS使用说明书) GPS自动定位后, 保存航点后就完成了GPS点坐标的采集工作, 例如本次记录点信息如表1。

(2) 在arcmap中导入配准或者矢量化完毕的地图, 示意图如图1。

(3) 在定位工具中“转至xy”按钮中输入 (1) 中采集的点坐标数据并进行定位, 示意如图2。

(4) 人为进行修正后添加标注, 如果有精度要求请结合实际工作对点信息进行使用, 示意如图3。

5 方法探讨

GPS结合GIS技术定位的优点是解决了人为判断方法人为原因造成的失误和导航技术的繁琐, 此定位方法操作简单;其弊端是精度得不到保障, 只能提供粗略的定位支持, 还需要结合人为的判读, 同时对于高精度的数据要求, 需要更进一步验证数据的精度。

6 结语

随着林业信息化、办公自动化及现代化的发展, 对于林业相关科学技术要求越来越高, 对于工作效率和工作质量也提出了更高的要求。

摘要：指出了随着科学技术的发展, GPS定位技术广泛被应用到林业调查的各项工作中, 介绍了GPS和GIS技术在林业调查中的定位技术, 给广大林业工作者提供参考, 以提高林业调查工作定位技术的精确性。

关键词：GPS和GIS,林业调查,定位

参考文献

[1]杨克诚.Gis软件实验指导书[M].昆明:云南大学出版社, 2009.

[2]汤国安.ArcView地理信息系统空间分析方法[M].北京:科学出版社, 2002.

3.浅谈GPS在林业生产中的应用 篇三

1.面积计算、核实

以GPS接收机（型号eTrex Venture奇遇）為例，有两种测面积的方法，可测出一块闭合地块的面积，可应用于林业生产设计面积计算与验收核实、森林过火面积调查、森林资源监测、固定样地调查、森林火灾的扑救及档案管理等方面。方法一是航线面积法，可测出由航线上所有航点组成的多边形的面积。最多可求出一个50边形的面积。具体方法如下：

（1）在主菜单页面选择航线，进入航线页面。

（2）将光标移至“新的”进入航线创建页面。

（3）在“EMPTY”处（在带下划线的空行处）确定时，将打开查找菜单。

（4）此时可用查找菜单选择一个航点，按“确定”可将此点加到航线中，或者将GPS调到卫星界面定点，定点后，在航路点菜单中选择“加入航线中”，选此航线后确定，屏幕下文显示“成功加入航路点”把地块边界线“航线”上所有点依次加入后便可完成航线创建。

（5）光标移至主菜单的“航线”后，选此航线，打开页面顶部选项菜单，选“面积计算”确定，可求得面积。

方法二是航迹测面积法，能测出由航迹所围成的区域的面积。具体方法如下：

（1）选择工具页面中的“面积计算”确定后进入测量面积页面。

（2）按屏幕上的“开始”钮。

（3）沿测量的区域边界走出一个闭合轨迹。

（4）走完后，按屏幕上的“停止”钮，GPS自动计算出面积；如没走完，就选了“停止”，GPS自动连接停止点与起点，并计算出面积。

2.作业小班区划及微机成图

在上述面积计算中，如闭合地块（航线、岛屿多边形、闭合轨迹）是三类作业小班，上述步骤实质上即是完成了作业小班的区划和面积计算。需要补充的是，如作业小班区划中，有共同的一段航线可借用，可使用编辑航线功能，在“查找”菜单中选择“航路点”后，依次选取可用的共同的航点。注意输入顺序与要区划小班的前进方向一致。这一操作可提高设计效率、避免重复作业。用PC串行数据口将GPS与电脑相连。启动Map Source软件，选择Auto Detect，MapSource自动探测GPS后，点OK可与计算机进行通讯。通讯时，GPS接收机必须打开。点击数据上传，打开Open From Device对话框，选择要传输的数据项如航路点 Waypoint 和航线Routes后，点击打开按钮，可以把GPS中的数据下载到计算机中。利用抓手工具Hand Tool和绽放工具Zoom Tool调整图形位置和图形比例，比例尺为1：10000时，可打印机输出。

3.结合三类地块生成工具，进行作业小班区划

数字化营林工作中，开发了“三类地块生成工具”此工具软件独立完成营林生产设计中的地块野帐落图功能。营林工作人员可利用此工具软件对生产设计中的地块进行确定。软件设计了两种落图方式；罗盘数据方式和GPS数据方式。目前我们地块的落图通常采用罗盘数据方式。采用罗盘数据方式落图（录入地块）步骤如下：

（1）（在蓄积量与面积计算软件中进行）原始面积野帐录入和平差。

（2）（在记事本或EXCEL中）形成文本数据A。

（3）（在三类地块生成工具中进行）大界文本数据A的导入、小班分割和地块手动划分与重命名、地块文本B的形成。

（4）林业局端的设计录入向导中的地块录入是利用GPS点录入和打开固定格式的文本文件。这个文本我们命名为文本B，需要三类地块生成工具提供。三类地块生成工具在工作过程上即是完成了从文本A到文本B的转换。在三类地块生成工具的应用中，我们实践出了通过GPS数据方式，转换到罗盘方式，进而完成落图的方法，通过以下工作流程完成了作业小班的区划。步骤如下：

（1）通过GPS的航迹功能（工具――面积计算）进行现地测量。

（2）应用Map Source软件，用微机接收GPS航迹数据，选中航迹Tracks出现地块图和航迹数据。双击航迹，出现该航迹属性框Tracks Properties，列出航迹上所有航点性质，（长度、方位角度等）此时可将航迹的航点数据，通过文件Files另存为Save as菜单，保存为TXT格式，并在TXT文本中选中可用的航点属性部分数据，进行复制到EXECL表格中，达到数据成列出现的效果，再对EXECL表格进行调整，达到三类地块生成工具格式要求的EX-CEL格式或TXT格式的文本A。

（3）在三类地块生成工具中进行大界文本数据A的导入，进行地块划分，完成后导出文本，形成地块文本B。

（4）还可在选中航迹出现地块图时，用超级屏捕软件进行截图，超级屏捕截取的图片格式为bmp格式，加存为jpg格式，如命名01.jpg，在打开方式中选画图程序，可进行编辑。

GPS在森林经营中的应用，是林业生产调查设计上的突破，提高了外业调查科技含量和工作效率，成图质量大大提高，使外业成果更好地应用于内业管理，提高了应用水平。相信随着GPS系统硬件的不断完善、软件程序的设计开发和GPS的普及，GPS在森林经营领域的应用将不断细化、充实和加强。

4.森林资源监测

随着我国经济发展及社会环境意识的增强，森林资源监测体系也随之不断发展和完善。在林相图上，利用公里网格，确定监测样地的具体位置、样地个数，并计算出每个监测样地的具体坐标。利用GPS的导航功能，准确地查找到监测样地，进行数据收集。

5.GPS在森林防火中的应用

（1）在森林防火中，采用GPS进行火场定位、火场布兵、火场测面积及火灾损失计算，其精准度高、安全性强，能够实时、快速、准确地测定火场位置，为参加扑火扑救的队伍进行精确的定位导航，保证扑救队伍能够选择最佳路径，最短时间内抵达火场实施扑救。

（2）用GPS确定林火的位置在地形图上勾绘火场示意图，这样就可及时地掌握火灾的发生范围、面积等。

（3）依靠GPS的导航功能，可实施飞机直接灭火措施，既节省时间又减少了扑火队员的体力消耗，同时还可以保障他们的安全，减少损失。

GPS还是旅游忠实向导，无论白天黑夜、森林峡谷、晴天雨天，在旅行中利用它可以随时了解所处的地理位置、行走速度和方向、调整和选择前进的路线，指导旅游者到达预定地点或从预定地点返回。GPS全球卫星定位技术是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天侯和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。随着科学技术的不断发展，GPS系统在森林经营和森林防火中的应用也将进一步的提高和完善。

4.GPS技术在工程测量中的应用 篇四

GPS技术在工程测量中的应用

通过对列入矿业权价款地质找矿矿工作计划的山西省灵丘县古道沟钼矿普查项目中GPs技术的实际应用,来阐述说明GPS技术具有全天候、高精度、定位速度快、布点灵活和操作方便等特点.

作 者：任晓芳 作者单位：山西省地质勘查局212地质队,山西,长治,046000刊 名：华北国土资源英文刊名：HUABEI LAND AND RESOURCES年，卷(期)：“”(2)分类号：P27关键词：工程测量 RTK GPS

5.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇五

摘要：GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的简称。它是科技不断发展和进步的成果，也是技术的不断创新的具体体现。GPS技术因其精确的定位功能，从而被广泛应用到各个领域中，如军事、民用交通导航、摄影、测量等。下面主要介绍GPS测绘技术在工程测绘中的应用。

关键词：GPS技术;工程测绘;应用;数据;计算机

前言：GPS技术在工程测绘领域的广泛应用，进一步提高了工程测绘工作的效率和测量的精准度。本文简要介绍GPS技术的基本原理以及在测绘工作中的原理，重点介绍了GPS技术在工程测绘中的实际应用和实施过程，并预测了GPS技术的发展前景。

1 、GPS 技术的基本原理

GPS技术最核心的就是定位，其工作原理：将GPS的信号接收机根据要求设置在某一个位置上，GPS卫星不间断的发送自身的星历参数和时间信息，通过计算机将接收到的信息通过计算、数据处理，算出接收机所在的三维位置。

6.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇六

1 GPS的概念

GPS是全球定位系统的简称, 是一个能够在全世界范围内实时进行定位和导航的系统。其原理就是:GPS利用分布在外层空间的众多卫星为地球表面的任何一个点进行定位、导航和测绘。

2 GPS的基本操作特点

GPS在进行信号接受的时候, 仪器必须要水平放置, 接收信号的部位要朝向上方天空方向, 这样接受的信号会更强也更准确;在导航过程中, 将所要到达的具体位置输入到GPS中, 这样GPS就能够准确无误进行导航, 到达指定位置;因为GPS在测距的过程中还是存在一定的误差, 这就需要在测距操作中多加一些相应参数, 这样可以尽量减小误差提高准确率;GPS可以在实际操作中, 围绕一个小的范围转一圈读出这一区域的面积。

3 GPS在基层林业中工作中的应用

3.1基层林业工作中识图定位

对于刚参加林业基层林业工作不久或是野外调查工作不多的技术人员而言, 在地形生疏又没有向导的条件下, 经常会出现试图定位困难的问题, 从而给基层林业工作产生很多不利影响。在野外调查工作中, 通过GPS来确定个人所在横坐标和纵坐标, 再通过测量工具在地形图上根据GPS提供坐标进行测量计算, 这样一来就可以迅速找到自己在地形图上的具体位置。与此同时, 依据GPS显示的方向、地势走向和海拔等基础数据, 结合身边地形地貌, 这样就能简单明了地知道方圆数理的基本地理环境, 从而更好更快速地开展工作。

3.2基层林业工作中调查设计

基层林业工作中的调查设计是个反复繁杂的过程, 这就势必需要大型的工作量, 由浅入深、层层递进, 要是使用GPS就不用这么复杂, 既可以化繁为简又可以提高工作效率。同时, 在基层林业施工过程当中, 一些工作人员对地形、地貌、区域划分并不是了然于心, 通过GPS和设计资料、图纸就能明确清晰, 既提高了工作效率又可以保质保量完成工作。

3.3基层林业工作中审查鉴定

林业审查鉴定是基层林业工作不可或缺的环节, 通过设计单位提供的调查、设计资料, 在GPS中输入相应的数据和对应坐标, 利用GPS的导航功能, 这样就能准确无误地找到审查鉴定的工作位置。当抵达指定地点以后, 通过GPS就能快速分析判断周围位置和基本情况。

4尚存在问题

GPS虽然在基层林业工作应用中带来了很多方便, 但是在实际应用中难免还会存在些尚未克服的问题。在以后的基层林业工作中, 为充分发挥和利用GPS这一高科技仪器, 要做到以下三个方面:一是各级林业部门和各级领导要进一步重视和加强GPS的配备, 只有GPS的数量多了, 每一位林业技术人员, 才有可能接触并使用这一高科技工具, 通过使用, 逐步熟悉和掌握GPS的多种功能和用处, 更好的促进和提高基层林业工作的效率和质量;二是加强对技术人员使用GPS的培训, 通过认真学习、了解、熟知GPS的各项操作功能后, 这样才能够更好地去使用操作;三是改革旧观念, 打造更优质的基层林业。

结束语

7.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇七

【关键词】森林资源；定位精度；GPS

国家森林资源连续清查也简称一类调查，是国家森林资源调查体系的重要组成部分，是以掌握宏观森林资源现状与动态为目的，以省为单位，利用固定样地为主进行定期复查的森林资源调查方法，其成果是制定和调整林业方针政策、规划、计划，监督检查各地森林资源消长任期目标责任制的重要依据。为了提高地面样地定位的准确性和样地的复位率，保证森林资源连续清查的抽样精神和固定样地的连续性，我省复查普遍使用了先进的GPS定位技术。在我国林业调查工作中大面积、大范围内使用GPS定位技术并获得成功，达到了提高工效和样地定位精度的目的，大大提高了样地复位率，有效地解决了地形图比例尺小、地形图误差大、引线测量样地定位误差大、样地难以复位等问题。

1.GPS简单介绍

全球定位系统GPS是由美国建立的一个卫星导航定位系统，由空间部分、地面监控部分以及用户接收机三大部分组成，包括24颗卫星（21颗主用， 3颗备用）。GPS定位技术具有精度高、速度快、成本低的显著优点，成为目前世界上应用范围最广泛、实用性最强的全球精密授时、测距、导航、定位系统。这几年在我国的一类清查中得到了广泛的应用，取得了很好的效果。

1.1 GPS的工作原理

GPS工作过程可分为5个逻辑步骤：利用GPS卫星做后方交会测量；GPS接收机用无线电信号的传输时间来测量距离；测量时间，精确地定时；利用GPS高轨运行，获得卫星在太空中的确切位置；改正信号在经过大气层时造成的延迟。

1.2 GPS参数设置

GPS卫星是以WGS84坐标系为根据建立的，GPS单点定位坐标属于WGS84坐标系，而在森林资源清查工作中使用的是大地坐标系（北京54坐标系）。由于坐标系与我国国家大地坐标系之间存在着平移和旋转关系，在实际应用中，根据已知公共点在两个坐标系中的坐标，用大地坐标系与直角坐标系的关系式，计算两套坐标系之间的转换参数，实现将GPS接收的信息转换为北京54坐标。

2.GPS在森林资源连续清查中的主要应用

2.1寻找复位样地的位置，充分利用GPS的导航功能

样地复位是连续清查成败的关键，怎样提高样地的复位率一直是连续清查工作存在的没很好解决的问题，在连续清查工作中，总有样地没有复位，这大大影响我们连清数据的稳定性和可比性。自从GPS技术的广泛应用后，复位率大大提高， 我省森林资源复查工作中，取得了非常好的效果，样地复位率达到100%。具体做法是将复位样地西南角坐标作为航点，把其上次复位时的坐标输入手持GPS接收机，利用GPS的导航功能，寻找样地的位置，是样地复位有效途径。

2.2对样地直接定位

森林资源清查工作中，地图上没有明显地物点，就连现地也找不到明显地物点，于是我们采用了先进的GPS定位技术（只有样地中心点附近50m范围内是同一地类时才允许直接定位），对样地进行直接定位，比传统的找引点、用罗盘仪引线定位的方法，节省了大量的人力、物力，极大地提高了工作效率。对一些用GPS直接定位的样地进行了检查验证，样地中心点定位误差均小于10m。

3.测量实际坐标

样地复位后或新设样地定位后，用GPS测出西南角的实际坐标，下期用GPS导航即可复位样地，提高样地的复位率。特别是新设样地对下期复位非常有用。下期调查队员只要用本期回采的GPS实际坐标就可以寻找到样地。在这几年的一类清查中得到了很好的证明。

3.1新设样地的辅助定位

有的地图上没有明显地物点，只好在固定样地附近选择永久性的明显地物点（向电线杆，大石头，桥涵等）作为引点，用GPS测出引点的坐标，根据引点和样地西南角（或者中心点）的理论坐标计算出引线的方位和距离，引线连测确定样地的位置。

3.2遥感判读的实地验证

样地室内遥感判读结束后，对判读结果要进行实地验证，计算出正判率。现在我们都利用GPS的导航功能来确定遥感样地的位置，可将抽中的判读样地的理论坐标输入GPS，到现地根据处理好的卫星数据找到遥感判读样地进行实地调查，将调查结果再与遥感判读结果对比，从而可以计算出遥感判读的正判率。

3.3有效对调查人员进行监督管理，检查GPS的轨迹

GPS具有航迹显示，航点存储的功能，可以把野外调查人员开展工作的活动路线以及应该到达的航点记录在GPS内，从而监督控制调查人员是否按要求到达样地现场，有效杜绝了调查队员敷衍了事、弄虚作假等情况的发生，提高了调查队员的责任心，保证了连清的工作质量。

4.在森林资源连续清查中应用GPS的优点

（1）减少了工作量，提高了工作效率，大大节省了工作经费，森林资源连续清查固定样地都采用引线连测定引点都选择样地附近图上有现地能找到的固定的明显地物点作为引点。地形地貌复杂多样，有平地、丘陵、低山、中山、高山，在地形复杂，人烟稀少的中低和大面积沙漠地区，地图上永久性的明显地物很少，选择引点常常非常困难，即使找到了明显地物点，引线距离往往是好几百米，距离太长，在山区测量工作量很大，且非常困难，常常要翻山越沟。用GPS辅助定位，可在样地附近选择图上没有而现地有的永久性明显地物点作为引点，引线距离短，可减少工作量，大大提高工作效率。由于充分利用GPS的导航和定位功能，以前找一个样地要几天，现在几个小时就找到。

（2）提高样地复位的精度：利用GPS辅助定位，引线的方位和距离是用公式进行计算，且引线的距离小，一方面可以避免由于地形图的收缩变形引起的引线距离的误差，也可避免在图上量测由于人为因素引起的误差，另一方面又可减少测量引起的误差，从而大大提高样地定位的精度。在样地附近找现地的明显地物作为引点，提高了样地定位精度，又有利于下期样地复位。在森林资源连续清查工作中应用GPS技术，可直接按坐标确定样地位置，解决了小比例尺地形图找明显地形地物为引点的难题，克服了地形图本身有误差、传统的罗盘仪引线测量引起误差以及其他因素造成样地定位不准的问题。实践证明，GPS定位精度高于罗盘仪引线定位。提高了样地的复位率，使连续清查的系统更加连续稳定，大大减少了改设样地的发生，样地复位率都很高，基本都达到了100%。

5.结论

8.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇八

GPS(RTK)技术在城市市政管理中的应用

GPS技术的未来似乎是无可限量,技术进步带来的梦想也是没有止境的.GPS系统为地球表面上每一块土地提供了一个全新的、瞬时可知的地址 & MDASH;GPS技术应用于城市市政管理测绘量是管线红线放样的一项重大技术革命,其应用及开发的前景十分广阔.尤其是实时动态(RTK)定位技术在市政管线红线放样测量中蕴含着巨大的技术潜力,本文介绍了GPS中的.RTK技术在市政管线红线放样的应用及其对市政管线红线放样的巨大推进作用.

作 者：束其胜 Su Qisheng  作者单位：江苏省淮安市经济开发区市政管理处,江苏,淮安223001 刊 名：现代测绘 英文刊名：MODERN SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)：2009 32(2) 分类号：P228.4 关键词：市政管线   红线放样   GPS   RTK   静态定位   动态定位  

9.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇九

实时动态GPS测量技术在水深测量中的应用研究

本文基于笔者多年从事水深测量的.工作经验,以实时动态GPS测量技术为研究对象,探讨了其原理,作业步骤及误差处理方法,文章首先简要介绍了水深测量定位方法和RTK定位技术,而后以此为基础,探讨无验潮水下地形测量的基本原理和方法,进而基于笔者的工作实践,给出了详细的作业步骤,最后,笔者基于大量相关文献,分析探讨了影响测量精度的因素及处理对策,相信本文的研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

作 者：罗凯 作者单位：广东海事局海测大队,广东广州,510320刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(15)分类号：P2关键词：实时动态 GPS测量 水深测量 无验潮 RTK

10.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇十

【关键词】GPS技术;矿区测量;应用

1.GPS系统概述及工作原理

1．1全球定位系统

GPS是由美国军方研发的卫星导航系统，该系统由三部分组成：空间部分（即GPS卫星）、地面监控部分（即地面监控系统）、用户部分（GPS信号接收机）。

1．1．1空间部分

GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，在用GPS信号导航定位时，为了解算未知点的三维坐标，必须四颗以上GPS卫星。

1．1．2地面监控部分

GPS的地面监控系统包括一个主控站，三个注入站和五个监测站以及通信与辅助系统，主控站的作用是根据各监测站汇总来的观测数据进行计算，得出卫星在轨的一系列参数，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去，监控站接收卫星信号，监测卫星的工作状态，注入站是将主控站计算的数据注入到卫星中去。

1．1．3用户部分

由GPS接收机及数据处理设备构成，其作用是通过接收卫星发来的信号，确定地面点的三维坐标。

1．2 GPS的工作原理

GPS定位的基本原理是把GPS卫星视为一种飞行的动态已知点，在其瞬间位置已知的情况下（星历提供），以GPS卫星和用户的GPS接收机天线相位中心之间的距离作为观测量，进行空间距离后方交会，从而确定出用户所在的位置（即三维坐标）。

2.GPS的静态测量作业方法及组网方式

2．1 GPS静态测量的基本作业方法

把二台以上的GPS单频机或双频机分别安置于待定点上，然后同步进行连续观测，按照所建矿区控制网的等级确定采样间隔、时段长度、观测时段数、卫星截止高度角、同时观测有效卫星数等，外业数据采集完毕，内业采用专门的软件进行解算，求得待定点的三维坐标。

2．2 GPS静态测量的组网方式

GPS网的连接方式通常有点连接方式、边连接方式、网连接方式三种基本方式。在矿区测量工作中常常采用边点混合连接方式、星型布设方式、导线连接方式等。

3.实时动态差分GPS系统(RTK技术)

实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成，具体操作是将一台GPS接此机安置在某一基准点上作为基准站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，通过计算机解算出流动站上点的三维坐标。

4.矿区地面测量的主要工作内容

矿区地面测量的主要工作包括：平面控制网的测布设、矿区地形图的测量、矿区平面图的测绘、地下管线的测绘及放样、地面的变形监测等。

4．1利用GPS的静态测量技术建立矿区控制网

矿区控制网要求在国家一、二等控制网的基础上，建立三等、四等或等外控制网，根据采矿工程的需要来确定。用GPS系统静态测量技术建网时，应在网中带入至少二个以上国家控制点，其原因是GPS系统所用坐标系与我国目前系统采用的坐标系不同，GPS系统采用的是84地心坐标系，我国采用的是54坐标系或80坐标系，这样不同的坐标系统需要转换，若想把GPS观测的在84坐标系中的坐标转换到54坐标系或80坐标系，就需要在控制网中带入我国国家控制点的坐标。

在组网方式上，力争构成同步环，视控制网中控制点个数，确定几台接收机同时进行观测。

4．2矿区地面测量除控制测量外，其他测量任务均可用实时动态(RTK)技术来完成

RTK测量的基本工作方法是：①在基准站安置GPS接收机，进行基准站设置，②进行流动站设置，③采集已知点坐标解求七参数并验证该参数，④若解求七參数正确，即可以进行数据的采集，⑤数据下载：将移动站的电子手薄与计算机连接，用专门的软件就可以外业所测的数据下载到计算机中进行编辑整理。工程放样时，可将要放样的点的坐标预先储存在移动站中，这样就可以按照点放样、线段放样方式进行连续的放样。RTK技术适用于矿山地形测量、矿区平面图的测量、碎部测量及放样等。

5.结束语

相对于常规的测量方法来讲，全球定位系统GPS测量有以下特点：测站之间无需通视、定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、 操作简便、自动化程度很高、 全天候作业等特点，因此，只要将各种GPS测量技术充分运用到矿区测量生产实践中，并与常规测量方法相结合，不但可以节省人力、财力、物力、缩短工期，还可以大大提高工程的质量和精度。■

【参考文献】

［１］周忠谟,易杰军,周琪.GPS卫星测量原理与应用.北京：测绘出版社,1997.

［２］胡明城,鲁福.现代大地测量学.北京：测绘出版社,1994.

11.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇十一

作为土地管理中的专业测绘, 根据土地权限有关的内容进行确认界面的测量施工作业。包括地籍测绘, 土地整理, 土地利用开发, 土地现状调查, 农田保护区划定, 违法用地调查, 土地的所有权的出租转让变更, 建设用地的勘测, 项目竣工的验收等。土地测量工作的特点是准确度要高, 施工作业的区域必须平衡, 相对于市区的施工区域, 由于城市建筑物密集, 交通也相对农村繁忙, 这种情况用常规的测量方法比较难, 而且效益又不好。如果施工区域在农村, 地域面积广阔, 从施工控制测量到土地调查, 都可以用GPS实时动态 (RTK) 测量技术。这这种测量技术是近几年新兴的技术, 和常规的测量技术相对比有很多显而易见的优点[1]。本篇研究结合土地测量的实践, 分析GPS实时动态 (RTK) 测量技术在土地测量工作中的应用。

1 GPS实时动态测量系统的构成与特点

1.1 GPS测量系统主要由以下三部分构成:

1.1.1 卫星信号接收系统:

包含2台GPS接收机以上, 并且分别按要求装置在两台接收机 (基准站和流动站) 上, 当多用户服务系统开始工作时, 基准站同时服务, 需要采用双频GPS接收机, 使采样率和流动站采样率互相一致。

1.1.2 数据传输系统:数据传输系统是GPS实时动态技术测量的重要装备, 是由基准站的数据发射装置与流动站数据接收装置组成。

1.1.3 软件解算系统:

实时动态定位测量的软件解算系统对于整个动态定位测量有关键的作用, 目的在于保证实时动态测量的结果的准确性和可靠性。

1.2 与传统测量方法相比, 具有以下优势:

1.2.1 可以克服外部不利因素的影响。

1.2.2 因为GPS测量技术定位精确程度高, 数据的测量安全可靠, 测站间的区域无需通视。。

1.2.3 GPS测量技术的方法操作方便, 容易使用。

1.2.4 施工操作的人员少, 而且对于整个施工定位准确速度快, 提升了总体的效益。

2 RTK技术在土地测量中的技术探讨

2.1 施工前的测量准备工作先要扎实, 其中包括包括熟悉GPS接

收机的相关操作, 处理软件的熟练使用, 对测量操作规程的熟练操作规范。在对土地利用的分析前提下, 制订适合的GPS测量方案。此外测量队伍的组建也重要, 包括三个人, 仪器导航员, 仪器操作员, 和记录员。仪器导航员主要是寻找变化的地域进行施工, 仪器操作员是操作GPS的操作规程, 并且对工作状态的正常进行监视。记录员主要是对土地的详细规程进行记录。

2.2 因为变更控制网的加密实时动态定位技术在地籍测量中应用, 可以根据实际需要, 灵活布设控制点。

是不需要任何控制点的, 但考虑到差分计算的要求, 所以, 测区内必须有一定数量的测绘控制点。

3 RTK初始化处理

3.1 RTK初始化的处理

GPS动态定位应用中存在两个问题:一是地域确定的范围整周模糊, 二周跳的修复是在运动过程中。进行初始化的处理的前提是RTK整周未知数据搜索技术的处理, 在实时状态下, 它是在控制器内进行的, 其关键在于实时地搜索的同时, 判定相位观测值的整周未知数。初始化的效果能否顺利完成, 就等于说整周模糊是否稳定, 软件的初始化不能完成, 对下一轮的工作会有影响, 初始化一旦完成后, 仪器本身会有自动提示。在区域作业时, GPS动态定位容易造成失锁, 有时需要经常初始化。这时候, 就需要考虑是否选用初始化速度较快的GPS测量系统, 来减少初始化完成的时间。

3.2 变化图斑的标识

土地利用变更调查只需要对土地的利用属性进行调查。然后测量它们的边界和登记变化属性。为了加速测量工作, 在测量之前应该先确认大致区域方向, 要供野外作业测量使用, 但是传统的土地管理有弊端, 只能用被动使用上报数据的方法来供测量运用。但是常规的测量有弊端, 存在误报, 漏报以及地域空间的性质不稳定。采用遥感的技术来测量, 会对空间的位置区域清楚精确。所以, 可以通过GPS动态定位结合土地的数据进行复合分析来讨论具体土地的情况。

3.3 空间数据采集

测量前最先需要打开GPS接收机, 锁定4颗卫星以上, 进入控制菜单进行初始化状态, 设置确定采样率和天线视角, 当初始化完成后才可开始移动测量。在测量中, 天线先要架设在一个特定支撑杆上, 超过人员的头顶并且对移动天线进行垂直。使物体的遮挡避免。控制点的测量需要采取静态差分的方法记录。才可以达到厘米的精度, 比如水渠, 路段的这些物体。可以把测量的天线放置正确, 然后记录属性信息, 并输入GPS接收机。

4 结论

测量作业时对于土地权限和属性有关的确认并且进行界桩, 但是特点是精确度要求高, 碎点数量大, 并且要求作业施工区域内的精度一定平衡, 使用GPS定位技术可以很大程度上提高作业的效率, 而且对于控制点数量的控制也有很大的作用, 并且优于常规的测量方法[2]。适合中心城市的土地测量.目前, 我国的土地管理部门, 越来越重视对土地测量的信息化和准确性, 只有充分利用现代化的科学技术, 才能推动我国土地管理的信息化发展, 提高我国国土资源管理的现代化水平。

参考文献

[1]王广运, 郭秉义.差分GPS定位技术与应用[M].北京:电子工业出版社, 1996.

12.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇十二

通过对RTK作业方法及成图软件的研究,探索出了适于RTK在线路测量中的数据采集方法,并对输出数据进行研究处理,使处理结果可被线路绘图软件直接调用,实现了RTK线路测量全流程自动化,使线路测量比常规方法变得简单、方便、可靠、快捷.这一技术在西气东输、靖成输油管道等重大工程中发挥了重要作用.

作 者：郭中社 夏江 赵根庄 魏立峰 GUO Zhongshe XIA Jiang ZHAO Genzhuang WEI Lifeng 作者单位：郭中社,夏江,GUO Zhongshe,XIA Jiang(河北省地勘局,测绘院,河北,廊坊,063000)

赵根庄,ZHAO Genzhuang(河北省基础地理信息中心,河北,石家庄,050031)

魏立峰,WEI Lifeng(秦皇岛市城市规划管理信息中心,河北,秦皇岛,066001)

13.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇十三

摘要：文章简要介绍了GPS—RTK技术基本原理及构成，阐述了GPS—RTK技术在矿山测量中的应用，分析了GPS—RTK技术具体应用中的优势和缺点，并就RTK技术在实际应用中遇到的问题提出相关的见解。

关键词：卫星；GPSRTK；动态定位；矿山测量

实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术lGPS—RTK系统原理及构成发展的一个新突破，在矿山中的应用极为广泛，主要11基本原理用于矿区地形测量、爆破工程测量，采剥矿岩量验实时动态(RTK)定位系统由基准站、流动站和收、排土场和尾矿坝测量、钻孔、剖面点、探槽、取样数据链组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的钻孔、技术境界的标定和地质点的坐标放样与求测、保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为地质填图等。20008年在白云铁矿东采场1544基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连8m清扫平台和主采场166i续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，1482n清扫平台，全长60000余米勘探线的施工放样工作；东采场钻孔孔位通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，流的测量和靠界验收测量；以及2009年的排土场验收动站上的计算机(手簿)根据相对定位的原理实时工作中都采用了RTK技术，测量1～2s，精度就可计算显示出流动站的3维坐标和测量精度。这样用以达到..1～3cm，且整个测量过程不需要通视，效率户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解高，有着常规测量仪器不可比拟的优点。..算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。1．2RTK测量系统的构成

RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。

1．2．1GPS接收设备

在基准站和用户站上，分别设置双频GPS接收机。由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确的解算整周未知数。当基准站为多用户服务时，其接收机的采样率应与用户接收机采用率最高的相一致。1．2．2数据传输设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射台与用户站的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量、数据的传输速度。1．2．3软件系统

支持实时动态测量的软件系统的质量和功能，对于保障实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性和精确性，具有决定性意义。这种软件系统突出的功能是能够快速解算整周未知数，选择快速静态、准动态、和实时动态等作业模式，实时完成对解算结 果的质量分析和评价。2 GPS技术在矿山测量中的作业流程 2．1内业准备工作

内业准备在实施GPS外业测量前，应事先对测区进行踏勘，根据矿山测量的特点完成内业的准备工作，主要包括以下几个方面的内容：

(1)根据工程项目，设定工程名称。

(2)参数设置。基准站的数据采样率一般为4～5s，流动站的数据采样率一般为1～2S，高度截止角通常设定为lO。(3)若已知坐标转换参数，则输人手簿。

(4)实施工程放样。实施工程放样前，内业输入每个放样点的设计坐标、线路方位角，以便野外实时准确放样。2．2求定测区转换参数

矿山测量是在WGS一84坐标系或独立坐标系上进行的，这就存在WGS一84坐标与独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。(1)对于较大型的测区事先测定转换参数，在RTK作业时，直接输入参数和基准站坐标。利用高等级控制点同一点的2种坐标求出的转换参数。

(2)也可在RTK作业时临时求得转换参数。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS一84坐标，然后流动站联测3个以上的高等级的控制点，求解坐标转换参数。2．3基准站的安置(1)基准站可设立在精确坐标的已知点上，也可设立在条件较好的未知点上。

(2)基准站安置应选择在地势较高、通视无遮挡、电台有良好覆盖区域的地方，首选是测区中央地区。

(3)为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200m范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源。

2．4 GPS～RTK施测及放样

在测区首级控制的基础上，利用点校正方法，求解坐标系统转换参数，选择对天通视较好，四周无各种强电磁干扰源的地方设置基准站。当测区可见GPS卫星数在5颗以上，一般只需5～15s就可完成初始化而得到固定解J。每台移动站只需一人即可进行测量作业，每次开始作业应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，应用GPS电子手簿即可进行地形地物点、勘探线剖面、勘探工程点的放样作业，每点采集记录时间约1～10s。实时动态..RTK数据处理相对简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。可进行图形编辑，也可经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。在勘探工程点放样上，RTK同样能实时地提供导航数据，不仅可以使你快速找到点位，而且能提供定位精度。如在勘探线上加放点和测点，依据GPS电子手簿显示的定线导航数据同样能够快速上线。利用GPS---RTK放样，无需对讲机传递导航数据和方向，GPS电子手簿导航画面可以快速上点、上线，极大提高了工作效率，减轻了测量人员的工作强度。因此，RTK测量既可以实时提供点位坐标和高程，又可实时知道测量点位精度，能够较大地提高工作效率。同时从测量结果来看，RTK测量点位精度可达厘米级，完全能够满足矿山测量的需要。3 RTK技术的测量速度

RTK技术的测量速度主要由初始化所需时间决定，初始化所需时间又由RTK技术差别、接收卫星的数量和质量、RTK数据链传输质量等因素决定，快速解算技术越先进，在一定的高度角下接收到的卫星数量越多、质量越好，RTK数据链传输质量越高，初始化所需时间就越短。在良好的环境条件下，RTK初始化所需时间一般为几秒；不良环境条件下(尚满足RTK基本工作条件)，技术先进的接收机也需要几分钟到十几分钟，而技术较差的接收机则很难完成初始化工作。我们目前使用的拓普康公司生产的HIPER双频RTK在良好的环境下，初始化所需时间为5S到.10min这取决于基线的长度和多路径效应的强烈程度。在不良环境下，仍能较顺利地进行RTK测量，主要是这种机型拥有先进的共同跟踪专利技术和多路经抑制专利技术，即使测区内有一部份地方环境恶劣，其观测值点位中误差仍在±2．5cm以内。4 RTK技术的优点

(1)传统测量外业容易受到地形、气候、季节等诸多因素的影响，使测量精度、作业速度都受到很大限制，在能见度低，通视条件差的情况下，有些测量作业根本无法进行，而GPS—RTK技术解决了这个问题。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完5km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数。

(2)定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累，测站间无需通视。在没有已知基准点或基准点被破坏而造成的控制点不足的地区和由于地形复杂、地物障碍而造成的通视困难地区都能快速的、高精度定位。

(3)综合测绘能力强，作业集成度高，易实现自动化。可胜任各种测量内、外业工作。基准站能够为不同用户提供多项信息输出，流动站利用内置软件控制系统，在作业时无需人工干预便可进行整周未知数的动态初始化解算，使辅助测量工作尽可能减少，作业精度也自动控制和记录，从而使自动化作业指挥系统的建立成为可能。

(4)操作简便，对作业条件要求不高，数据传输、处理、存储能力强，与计算机、全站仪等测量仪器通信方便。

(5)作业人员少，定位速度快，综合效益高。GPS接收机仅需一个人操作，在待测点等待1～2S即可获得该点的坐标，外业效率高，内业便于计算机处理，节省了时间和人力。5 RTK技术的缺点

虽然RTK技术在矿山测量中有较广阔的应用前景，但经过工程实践证明，GPS—RTK技术存在以下方面不足。(1)各观测值都是独立观测的，仪器是否处于正常状态，观测的数据是否可靠?在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁都要联测已知点进行比对，以确定基准站和流动站参数是否设置正确，数据链通讯是否正常。

(2)受高程异常值问题的影响，RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得比较困难，精度也不均匀，影响 RTK的高程测量精度。(3)在测量过程中，有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长，有时甚至无法获取固定双差解，这时可适当提高高度截止角。

(4)不能达到1000％的可靠度，在稳定性方面不及全站仪，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。6结束语

在科学技术飞速发展的今天，GPS—RTK技术给测绘工作带来了革命性的变化，它改变了传统的测量模式，它能够实时完成厘米级定位精度，在不通视的情况下远距离测量坐标，它具有测量人员少、速度快、不需要同时观测、精度高等特点，能够极大地提高工作效率。但是它的作业方式是依赖于有足够的卫星数、稳健的数据链等外界条件，在矿山测量中显得很突出，有时会出现无法正常作业的情况，这就需要不断完善GPS —RTK技术，寻求先进的作业方式，使RTK技术不断成熟，才能够更好的服务于矿山测量。参考文献

14.浅谈GPS技术在林业中的应用 篇十四

随着工程测量领域广泛应用GPS以及PTK技术的成熟, GPS定位的精度已经达到了前所未有的高度, 一些国际的知名公司开始在工程机械自动控制领域应用GPS技术, 尤其是应用的3D控制技术对传统的施工方法产生了革命性的改进。在精确定位运动中的测量目标的时候, 采用的PTK技术需要两个GPS接收器来共同完成, 一个固定在控制点作为参考站, 即GPS基站;另一个安装在推土机或挖掘机等工程机械上, 即GPS接收器。

徕卡公司推出的世界首台通用型机械控制系统MC1200具有以下独特的性能:由于平地机铲刀平移控制技术能够对铲刀的平移进行自由的而控制从而加速了整平工作的进程;横坡固定技术能够使操作手通过此系统对横坡的坡度保持恒定, 尤其适用于公路路肩以及公路断链等处的施工;平地机桅杆倾斜技术由于能够计算出桅杆各个方向和角度的倾斜, 从而能够对刀片的位置进行精确定位;GPS和TPS (全站仪) 互换技术, 用户可以把GPS天线取下, 换上自动全站仪即PS后对设备进行3D控制的精度要远远高于3D GPS系统, 其适用于需要精确整平的公路以及机场等项目。由于目前徕卡公司最新的GPS1200系统的测量精度已经达到了毫米级, 从而使得GPS技术应用于工程机械控制领域已经成为可能。

2 GPS定位的基本原理

GPS定位的基本原理为:将高速运动卫星的瞬间位置作为已知起算数据, 然后采用空间距离后方交会的方法确定待测点的位置。如图1:假设在地面待测点上安置GPS接收机的时间为t时刻, 那么就能给测定GPS信号到达接收机的时间△t, 再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式:

上述四个方程式中待测点坐标x、y、z和Vt0为未知参数, 其中di=c△ti (i=1、2、3、4)

di (i=1、2、3、4) 分别为1-4号卫星到接收机之间的距离。

△ti (i=1、2、3、4) 分别为1-4号卫星的信号到达接收机所经历的时间。

c为GPS信号的传播速度 (即光速) 。

四个方程式中各个参数意义如下:

x、y、z为待测点坐标的空间直角坐标。

xi、yi、zi (i=1、2、3、4) 分别为1-4号卫星在t时刻的空间直角坐标。

可由卫星导航电文求得

Vti (i=1、2、3、4) 分别为1-4号卫星的卫星钟的钟差, 由卫星星历提供。

Vt0为接收机的钟差。

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z和接收机的钟差Vt0。

3 徕卡3D控制系统简介

使用3D控制系统之所以能够使机械通过一两次往返施工就能给达到设计位置, 这是由于其能够将直接输入机械计算机的工程设计数据自动生成三维数字模型, 并且对工程机械上铲刀的当前位置和设计数据进行实时比较后输出校正控制信号来对铲刀进行控制。这种以绝对坐标X、Y、Z为基准的全新的控制方式由于摒弃了测量、打桩以及放样等传统的工序, 从而能够对高程控制、平整度控制以及坡度控制等问题进行一次性的解决。此系统主要由以下四部分组成。

第一, 通讯设备:此通讯设备由无线发射装置和调制解调器组成, 其有效地实现了定位设备和机载计算机之间的数据传输。

第二, 控制设备:此设备是由一系列控制器和传感器组成的。为了达到施工的设计位置, 此设备会根据安装部位的不同对控制机械自身以及铲刀的横纵坡以及倾斜度等进行测量, 然后根据根据机载计算机传来的校正信息来控制机械铲刀。

第三, 定位设备:此设备由GPS或TPS组成, 其分为的3DGPS控制系统和3DTPS控制系统分布适用于对精度要求不同的工程。

第四, 记在计算机:输入的工程设计数据能够通过机载计算机生产三维数字地形模型, 根据收到的测量数据算出工程机械的实际位置和方向后并与设计值进行比较, 同时将校正信息输出到控制设备来调整机械。

4 徕卡3D GPS控制系统的优势

第一, 与传统施工方法比较:传统的施工方法要求先对项目现场进行初测, 然后项目设计、实地打桩放样、工程机械施工以及测量打桩放养、施工然后再次测量打桩放养, 如此反复直至施工到设计位置。这种方法具有以下缺点:测量人员工作量大;反复进行测量打桩放样造成了机械的闲置;机械驾驶员在驾驶机械的同时还要以打好的桩为参照物, 由于需要反复调整机械铲刀, 不仅要求驾驶员具有较高的技术水平和经验, 同时也对施工现场造成了安全隐患。而使用徕卡3DGPS控制系统由于实现了无桩施工从而省去了测量人员现场打桩放样的工作, 并且减少了机械的闲置时间;驾驶员专注于机械驾驶并且由3D系统对铲刀进行控制, 不仅降低了驾驶员的工作强度和对其技能的要求, 同时能够短时间内精确地达到最终设计的位置;实现了内外业数据的实时无缝链接。经实际工程项目检验, 使用此系统能够至少提高30%的施工效率。

第二, 在解决方案时采用GPS的优势:由于系统的精确度达到了30MM, 从而在节约施工材料的同时提高施工质量;由于在GPS基站和施工机械之间不需要保持通视, 从而适用于大型土木工程项目;经过一次性设置后就能给保证连续施工;由于工程设计数据能够直接应用于项目施工中, 因此减少了不必要的误差;利用一个基站可以同时控制多台设备;由于提高了施工效率而显著缩短了工期;此系统由于不受天气和光线的影响从而能够进行全天候施工;徕卡3D GPS控制系统真正实现了无桩施工, 大大减少了工作量, 同时GPS接收器还可以单独用于施工前后的现场测量工作, 是全站仪之外的一个高端测量仪器。

5 徕卡3D GPS系统在国内外的应用

国外目前已经将GPS控制系统广泛应用于工程机械领域, 除了实现工程机械的三维定位外, 还大大提高了功效效率以及降低了机械操作成本。其特点为:

第一, 减少重复工作。使用此系统能够第一时间在控制室内得到设计的反馈消息, 并且据此进行修改, 从而在降低重复工作的同时减少了工作成本。

第二, 在室内实现了完全控制。在室内由于实现了3D显示和机械控制从而大大降低了测量和检查土地平整的工作量, 因此, 有效提高了机械的利用率。通过3D显示, 操作手不仅能在无桩的情况下导航机械, 并且还能够对机械是否在设计和施工范围内进行工作进行准确的判断。

第三, 加快工作循环。由于在进行较少检测的情况下, 操作手就能给知道下一步的施工, 因此, 减少了不必要环节的工作量, 在加快工作循环的同时缩短了工期。

第四, 改善材料的利用率。由于对土方的平整度能够进行精确的计算从而保证不浪费基层材料而大大提高了收益。

第五, 实时交换数据的功能。装有GPS的工程机械会将专用的控制箱和显示器装在控制室内, 从而能够实现数据库数据的双向交换。

人工处理和经常性返工以及测量设计和建筑过程被分为不同阶段进行处理是传统工作方法最明显的缺陷, 这些都造成了设计变更。而机械装有GPS后能够实现无放样坡度控制和导航, 从而使得建筑土方的工作方式发生了显著的变化。

GPS3D不仅实现了土地的平整控制, 更有效的实现了室内设计和平整土地数据的实时交换。此外, 通过GPS和激光的结合使用能够有效提高土地平整的精度, 尤其对于施工初期土方工作量非常大的情况下, 通过GPS对工程机械进行导航能够在完全遵守设计图纸的情况下实现无桩施工, 这就减少了很多工作量。

6 徕卡3D GPS控制系统在中国的应用前景

在美国、澳大利亚以及欧洲许多国家的大型项目和施工企业都广泛应用徕卡公司的3DGPS控制系统, 并且取得了良好的效果。我国的施工机械生产厂家和施工企业都在积极的学习和引进最新技术, 但是在工程机械领域应用GPS还需要解决一些问题。为了降低价格保证市场份额, 国内的施工机械厂家都在对生产成本进行控制, 但是这并没有提高投资机械自动控制系统作为标准配置的积极性, 从而限制的3D技术的普及。此外, 很多项目并没有在工程设计环节完全采用数字化设计, 从而在使用3D技术时存在数字化原始设计资料的过程, 这也制约了3D技术的快速普及。

7 结语

工程设计工作随着CAD的广泛应用以及数字地形模型DTH技术的发展也在向着无纸化和数字化的方向发展, 3DGPS技术不仅革命性的改进了传统的施工方法, 并且也为将来的数字化施工奠定了基础。因此, 随着GPS和TPS的发展, 这种技术必然成为今后机械自动控制的主流。

摘要：MC1200作为徕卡公司推出的世界首台通用型机械控制系统, 其除了能够很好的应用于各类推土机、平地机、摊铺机以及铣刨机等自动控制外, 还能够有效的应用于不同种类的设备。徕卡公司在对传统施工工艺进行革命性改进的基础上推出的3D GPS控制系统由于具有先进的三维控制方法, 十分适合应用于平地机以及推土机等从事土方施工的机械上, 并且尤其适用于大型土木工程、道路工程以及机场和露天采矿等项目。

关键词：3D GPS控制技术,工程机械,应用

参考文献

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[2]刘卫军, 李占民, 文显武.基于GPS的远程监控系统在工程机械上的应用[J].筑路机械与施工机械化, 2007 (06) .