GPS在公路工程勘测中的应用

第一篇：GPS在公路工程勘测中的应用

GPS在公路工程勘测中的应用

武二杰孙现锋

（1：郑州市公路勘察设计院 河南 郑州 2：郑州市公路勘察设计院 河南 郑州）摘 要 本文主要结合G310线控制测量工作，介绍GPS接收机在进行公路工程静态控制测量中的内外业工作过程方法及注意事项。

主题词 GPS控制网 公路应用

1． GPS概况及研究的目的和意义

1．1 概况

GPS（Global Positioning System）又叫全球卫星定位系统,是目前最先进的卫星导航定位系统，该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能型（陆地、海洋、航空和航天）全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位、和定时的功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。因其相对定位精度较高,而越来越被广泛应用于大地控制测量领域,使常规大地测量发生了深刻性变化,GPS的基本作业模式主要有静态定位、准动态定位、动态定位及导航作业四种。

1．1．1 GPS定位原理

GPS定位属于无线电定位范畴，最基本的方法有距离定位法和双曲线定位法两种。

（1）距离定位法

如S1、S2、S3为已知位置的三颗卫星，P为GPS接收机天线所在位置（即欲求位置点），P到S1、S2、S3的距离利用电磁波传播理论计算后，P点的位置按公式即可求出，也就是说，分别以S1、S2、S3为圆心，以距离PS1、PS2、PS3为半径，画出三个园，其交点处即GPS接收机的位置，它具有经度、纬度、高程和时间的四维特性。

（2）双曲线定位法

如S1、S2、S3、S4为已知位置的四颗GPS工作卫星，P为接收机天线位置，即待求点位置，如果已测量出P点到两个已知卫星间的距离D，即

D = │Si│-│Sj│（i≠j）

则可以Si、Sj 为焦点，以D为焦距绘处三组曲面，三个不同的曲面交会于一个

点，即P点位置。这种方式需要三个距离差值，至少需要观测四颗以上的GPS卫星，才能完成观测定位工作。

1．1．2 GPS在公路工程中的应用

（1）控制测量

目前公路路线GPS控制测量实施方案有两种：

一、所有路线控制点全部采用GPS施测。

二、沿路线每隔5-10Km布设一对GPS点作为路线的基本控制，在此基础上，用常规仪器进行导线点加密。方案一的优点是速度快、质量高，但其设备要求较高，GPS接收机要求为动态双频。在本次测量中我们采取了这种方法。

（2）测量和施工中的中线放样

利用GPS的实时动态(RTK)测量技术与电子手簿配合，利用已有的数据资料，在实地进行中线测量，由于GPS测量具有三维信息，因此在放样中线位置时，也可测得其高程（精度有待于进一步研究，可作为对照校核用）。因为能显示横断面的方向，也可进行横断面测量。

（3）在公路竣工验收中的应用

在竣工测量时，GPS可以测定路线的平纵曲线，看其是否满足设计要求，通过(RTK)动态采样，可获得精确的道路坐标、坡度、平曲线、竖曲线等各种参数，从而检验道路施工质量。

总之，路线勘测及隧道贯通测量是公路工程建设中重要的工作，以往大多采用传统的测量方法进行控制网建立及施测，由于该类测量控制网大多以狭长形式布设，并且很多工程穿越山林。周围已知控制点很少，使得传统测量方法在网形布设、误差控制等多方面带来很大问题。同时传统作业方法时间也较长，直接影响了工程建设的正常进行。自从将GPS技术引入公路交通工程领域以来，其测量效率及测量精度得到可喜的提高。

1．2 研究的目的及意义

随着经济建设的发展，公路等级不断提高，也就要求测量手段要有相应的发展和提高，为了更好的适应西部大开发，提高公路测量水平，为了GPS技术在公路建设应用中更加成熟和广泛，对使用GPS中的一些问题加以总结，对于公路事业的发展和进步是非常必要的。

2． 测量研究工作的主要依据

《公路勘测规范》（交通部JTG C10—2007）

3． 测量实施的主要工作及内容

3．1 GPS测量的外业准备及技术设计书编写

在进行GPS外业工作之前，做好实施前的踏勘，资料收集、器材筹备、观测计划拟定、GPS仪器检校及设计书编写等工作。根据收集资料情况及规范要求布设控制网。

3．2 GPS测量的外业实施

3．2．1 选点

选点工作开始前，除收集和了解有关测区的地理情况的原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况，决定其适宜的点位外，选点工作还遵守了以下原则：

1．周围应便于安置接收设备和操作,视野开阔的较高点上。

2．点位目标要明确，视场内障碍物的高度角应符合规定。一般规定最小截止高度角为15°以上不应有障碍物，以减少GPS信号被遮挡和吸收。

3．远离大功率无线电发射源(如电视台微波站)其距离不小于200m,远离高压输电线距离不得小于50m，以避免电磁场对GPS信号的干扰。

4．点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路经效应的影响。

5．点位选在交通方便,有利于其它测量手段扩展和联测的地方。

6．地面基础稳定,易于点的保存。

7．选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。

3．2．2标志埋设

标石的制作及埋设按规范要求进行，埋设工作完成后，按要求提供如下资料：点之记、GPS网的选点网图、选点与埋石工作技术总结。

如工作区处于地广人稀且周围无明显特征点的地区时，应配备手持GPS并记录点位坐标（必须注明采用的坐标系统及设置参数，建议采用与1：5万地形图一致的坐标设置），这对于后续的工作将有很大的帮助。

3．2．3观测工作

观测中一般选用进口双频动态接收机（Ashtech Z型和Trimble4800型）进行，采用静态观测模式。为提高工作效率及精度，可采用四台机器同步观测，连网形式采用边连式。根据GPS常规进行天线安置，开机观测要同步进行，同步观测时段长度根据GPS观测PDOP值及接收卫星数量，在12～25分钟之内调整。（基本要求：PDOP≤6，卫星数≥4）。一个时段观测完成后，由GPS测量仪自动生成一个观测记录，同时观测者必须认真填写测量手簿。

观测记录和测量手簿都是GPS精密定位的依据，必须认真、及时填写，坚决杜绝事后补记或追记。

外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝一式两份，分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。存储介质的外面，适当处应贴制标签，注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、测量手簿编号等。

接收机内存数据文件在转录到外存储介质时，不得进行任何剔除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。

3．2．4 数据处理

数据处理工作在每天外业完成后进行，这样可以检查当天的观测情况，以对不合格点位及时补测。数据处理及网平差均采用随机软件。平面控制测量采用国家统一的平面坐标系统—1954年北京坐标系。WGS—84与1954年北京坐标系统的转换采用国家控制点重合转换，重合点位与控制网两端及中间部位并均匀分布，在三维约束平差计算时剔除有明显问题的三角点。

GPS网的数据处理采用随机软件进行解算，分为三个步骤：一是基线解算，二是闭合差检验，三是网平差解算。

在基线解算时有些参数的不同取值（如：卫星高度角、采样间隔、卫星的取舍、参考卫星的选择、观测时段的选择）会产生不同的结果，如何判断这些参数的和理性，要靠对计算结果的正确分析和在实践中不断积累经验。对于基线解算的数据质量，GPS接收机数据处理软件有两个检验指标：（1）方差比（Ratio）≥3；（2）中误差≤0.02，满足上述两项指标的基线为合格基线，否则为不合格基线，禁止使用并重新测量。本次测量中经计算发现某一时段的结果不理想，经分析为此时段卫星状况不好，后在其他时段补测，经解算合格通过。

闭合差检验是数据处理的重要步骤，由基线组成的最小闭合环必须满足规范规定的限差，闭合环检验合格后才能进行网平查计算，网平差计算时需输入中央子午线精度等信息，然后就可由随机软件计算出各GPS点的坐标。

一般情况下，采用常规导线测量对GPS控制网进行加密时，可将两组GPS点作为已知点，对加密导线点进行附合导线平差，平差所用的边长可直接采用测距仪所测距

离。在平差过程中，发现角度闭合情况较好，一般Km长的附合导线角度闭合差在60″以内，而由边长推算的坐标增量闭合差也满足要求，但与角度闭合差相比稍大。尤其在高等级公路及大型桥梁、隧道的导线测量中，应该采用更精确的经过改正的边长进行平差，只有考虑了椭球体、投影变形的影响，才能求出精确的边长，其计算方法如下：

（1）将测距仪观测的长度规划到椭球面的长度，计算公式为：

s = D + Dd

Dd =-(D * Hm)/ρm

式中：s——归化到椭球面的长度；

D——地面上的观测距离；

Dd——高程归化改正；

Hm——观测边的平均大地高；

ρm——该地区平均曲率半径。

（2）将椭球面的长度归化到高斯平面的长度，计算公式为：

so = s + Δs

Δs =(s * ym)/(2 * ρ2 2 m)

式中：so——归化到高斯平面上的长度；

ym——在高斯平面上离中央子午线垂距的平均值。

现很多随测量设备所带的应用软件中都包括以上计算程序。

4． 问题及建议

1．公路为线状构造物，控制网布设沿路线呈条带状，为保证测量精度，测量连网形式采用边连式，故测量设备应不少于三台。建议测量每组采用四到五台，一是可以使测量效率成倍增加，二是可增加同步环数量，保证精度，即使有个别基线不符合要求也不影响施测结果。

2．测设单位进行GPS设备配置时应考虑动、静态兼容，同时又考虑到经济实用的原则。建议采用1（基准站）+2（动态RTK）+1（或2静态）的配置，即考虑了静态控制测量（3-5台），又能够进行实时动态（RTK）测量、放样及施工控制。

3．测量前应根据近期测区的星历情况（随即软件中可查），合理安排测量时间，避开卫星条件不好的时段，达到保证测量质量和节省时间的目的。在对G310线进行

测量时，根据星历预报发现测区内13：00—15：00左右卫星状况不好，实际测量时发现此段时间的测量结果也很不理想，故将此段时间改为休息及移站时间。

4．坐标转换及计算过程中应注意投影带的选取，中央子午线的确定应以路线所经过的中央位置为准。地形起伏高差比较大的地区的投影面应选取测区平均高程投影面，已知控制点坐标必须经过换算才能参与约束平差。根据以上原则进行坐标计算才能保证最小平曲面误差。

5．自定义坐标系或无已知控制点进行平差计算时，应利用全站仪等设备所测量的基线数据进行点校正。

5． 经济、社会效益及应用前景

经近些年我国测绘部门和公路工程部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功用于大地测量、工程测量中，给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

GPS在本次公路工程测量中有明显的社会经济效益：

1、缩短了测量时间，提高工作效率

本次控制测量共布点24个（分布于长26Km、宽约2Km地带）。根据以往经验，在传统三角网测量、计算方式下最少需用15天的时间。而使用GPS测量及用随机平差软件计算，只需4天的时间。

2、提高测量精度，减少工作强度

GPS测量精度高，测量速度快，其精度是传统测量方式所不能达到的。

3、测量数据自动分析处理，减少了手工劳动，保证结果的准确性

在传统控制测量方式中，测量数据的分析处理所占的比重很大，因为计算数据量大而出现的错误也相应增多。而应用计算机读取数据计算，则只需简单的操作就能完成，而且由于数据导入完全自动进行，大大的减少了错误几率而保证了结果的准确性。随着公路等级的不断提高，对于工程测量及施工的精度要求也越来越高，应用传统的测量手段很难达到要求，而GPS系统正是在这种要求下得到推广和应用，并有着广阔的发展前景。

参考文献：

《公路勘测规范 》（交通部JTG C10—2007）

第二篇：实时GPS测量在公路工程中的应用

在GPS测量中，影响观测精度的主要误差可分为以下三类：

一、与GPS卫星有关的误差

与GPS卫星有关的误差主要包括卫星的轨道误差和卫星钟的误差卫星钟差

由于卫星的位置是时间的函数，因此，GPS的观测量均发精密测时为依据，而与卫星位置相对应的信息，是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。在GPS定位中，无论是码相位观测或是载波相位观测，均要求卫星钟与接收机时钟保持严格的同步。实际上，以尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟（铷钟和铯钟），但是它们与理想的GPS时之间，仍存在着难以避免的偏差和漂移。这种偏差的总量约在1ms以内。对于卫星钟的这种偏差，一般可由卫星的主控站，通过对卫星钟运行状态的连续监测确定，并通过卫星的导航电文提供给接收机。经钟差改正后，各卫星之间的同步差，即可保持在20ns以内。

在相对定位中，卫星钟差可通过观测量求差（或差分）的方法消除。

2卫星轨道偏差

估计与处理卫星的轨道偏差较为困难，其主要原因是，卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站，以难以充分可靠的测定这作用力，并掌握它们的作用规律，目前，卫星轨道信息是通过导航电文等到的。

应该说，卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度越长，此项误差的影响就越大。

在GPS定位测量中，处理卫星轨道误差有以下直种方法:

1)忽略轨道误差

这种方法以从导航电文中所获得的卫星轨道信息为准，不再考虑卫星轨道实际存在的误差，所以广泛的用于精度较低的实时单点定位工作中。

2)采用轨道改进法处理观测数据

这种方法是在数据处理中，引入表征卫星轨道偏差的改正参数，并假设在短时间内这些参数为常量，将其与其它求知数一并求解。

3)同步观测值求差

这一方法是利用在两个或多个观测站一同，对同一卫星的同步观测值求差。以减弱卫星轨道误差的影响。由于同一卫星的位置误差对不同观测站同步观测量的影响，具有系统误差性质，所以通过上述求差的方法，可以明显的减弱卫星轨道误差的影响，尤其当基线较短时，其效用更不明显。

这种方法对于精度相对定位，具有极其重要的意义。

二 与卫星信号传播有关的误差

与卫星信号有关的误差主要包括大气折射误差和多路径效应电离层折射的影响

GPS卫星信号的其它电磁波信号一样，当其通过电离层时，将受到这一介质弥散特性的影响，便其信号的传播路径发生变化。当GPS卫星处于天顶方向时，电离层折射对信号传播路径的影响最小，而当卫星接近地平线时，则影响最大。

为了减弱电离层的影响，在GPS定位中通常采用下面措施

(1)利用双频观测

由于电离层的影响是信号频率的函数，所以利用不同频率的电磁波信号进行观测。便能多确定其影响，而对观测量加以修正。因此，具有双频的GPS接收机，在精密定位中测量中得到广泛的应用。不过应当明确指出，在太阳辐射的正午或在太阳黑子活动的异常期，应尽量避免观测。在尤其是精密定位测量。

(2)利用电离层模型加以修正

对于单频GPS接收机，为了减弱电记屋的影响，一般是采用导航电文提供的电离层模型，或其它适合的电离层模型对观测量加以修正，但是这种模型至今仍在完善之中，目前模型改正的有效率约为75％。

(3)利用同步观测值求差

这一方法是利用两台或多台接收机，对同一卫星的同步观测的求差，以减弱电离层折射的影响，尤其当观测站间的距离较近时（<20km)，由于卫星信号到达各观测站的路径相近，所经过的介质状况相似，因此通过各观测站对相同卫星信号的同步观测值求差，便可显著的减弱电离层折射影响，其残差将不会超过0.000001。对于单频GPS接收机而言，这种方法的重要意义尤为明显。

2对流层折射的影响

对流层折射对观测值的影响，可分为干分量与湿分量。干分量主要与大气的湿度与压力有关，而湿分量主要与信号传播路径上的大气湿度有关。对于干分量的影响，可通过地面的大气资料计算；湿分量目前尚无法准确测定。对于输送短的基线(<50km)，湿分量的影响较小。

关于对流层折射的影响，一般有以下几种处理方法：

(1)定位精度要求不高时，可不考虑其影响。

(2)采用对流层模型进行改正；

(3)采用观测量求差的方法。与电离层的影响相类似，当观测站间相距不远(<20km)时，由于信号通过对流层的路径相近，对流层的物理特性相近，所以对同一卫星的同步观测值求差，可以明显的减弱对流层折射的影响。

3多路径效应影响

多路径效应亦称多路径误差，是指接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号，信号叠加将会引起测量参考点（相位中心点)位置的变化，从而便观测量产生误差，而且这种误差随天线周围反射面的性质而异，难以控制。根据实验资料表明，在一般反射环境下，多路径效应对测码伪距的影响可达到米级，对测相伪距的影响可达到厘米级。而在高反射环境下，不仅其影响将显著增大，而且常常导致接收的卫星信号失锁和使载波相位观测量产生周跳。因此，在精密GPS导航和测量中，多路径效应的影响是不可忽视的。

目前减弱多路径效应影响的措施有：

(1)安置接收机天线的环境，应避开较强的反射面，如水面=平坦光滑的地面以及平整的建筑物表面等。

（2）选择造型适宜且屏蔽良好的天线等。

（3）适当延长观测时间，削弱多路径效应的周期性影响。

(4)改善GPS接收机的电路设计，了减弱多路径效应的影响。

三、接收设备有关的误差

与GPS接收机设备有关的误差主要包括观测误差，接收机钟差，天线相位中心误差和载波相位观测的整周不定性影响。观测误差

观测误差包括观测的分辨误差及接收机天线相对于测站点的安置误差等。

根据经验，一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1%。故知道载波相位的分辨误差比码相位不小，由于此项误差属于偶然误差，可适当地增加观测量，将会明显地减弱其影响。

接收机天线相对于观测站中心的安置误差，主要是天线的置不与对中误差以及量取天线高的误差，在精密定位工作中，必须认真，仔细操作，以尽量减小这种误差的影响。接收机的钟差

尽管GPS接收机高有高精度的石英钟，其日频率稳定度可以达到10的-11方，但对载波相位观测的影响仍是不可忽视的。

处理接收机钟差较为有效的方法是将各观测时刻的接收机钟差间看成是相关的，由此建立一个钟差模型，并表示为一个时间多项式的形式，然后在观测量的平差计算中统一求解，得到多项式的系数，因而也得到接收机的钟差改正。载波相位观测的整周未知数

载波相位观测上当前普遍采用的最精密的观测方法，由于接收机只能测定载波相位非整周的小数部份，而无法直接测定开波相位整周数，因而存在整周不定性问题。

此外，在观测过程中，由于卫星信号失锁而发生的周跳现象。从卫星信号失锁到信号重新锁定，对载波相位非整周的小数部分并无影响，仍和失锁前保持一致，但整周数却发生中断而不再连续，所以周跳对观测的影响与整周未知数的影响相似，在精密定位的数据处理中，整周未知数和周跳都是关键性的问题。4 天线的相位中心位置偏差

在GPS定位中，观测值是以接收机天线相位中心位置为准的，因而天线的相位中心与其几何中心理论上保持一致。可是，实际上天线的相位中心位置随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，即观测时相位中心的瞬时位置（称为视相位中心）与理论上的本单位中心位置将有所不同，天线相位中心的偏差对相对定位结果的影响，根据天线性能的优劣，可达数毫米至数厘米。所以对于精密相对定位，这种影响是不容忽视的。

在实际工作中，如果使用同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测站上，同步观测同一组卫星，那么便可通过观测值求差，以削弱相位中心偏移的影响。需要提及的是，安置各观测站的天线时，均奕按天线附有的方位标进行定向，使之根据罗盘指向磁北极。

第三篇：GPS在公路工程控制测量中的应用

GPS在公路工程控制测量中的应用 摘要：GPS（Global Positioning System)全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统。其应用技术已遍及国民经济的各个领域。在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。本文将以开封市的省公路路网项目为例，概略叙述GPS系统在公路工程控制测量中的应用。

关键词：GPS定位系统 公路工程 控制测量 应用

一、概述

GPS全球定位系统（Global Positioning System)在公路工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。我们先了解一下GPS系统的组成，工作原理以及在测量领域的应用特点。

1.1GPS系统的组成GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，除此之外，测量用户当然还应有卫星接收设备。

1.1.1 空间卫星群 GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成，并均匀分布在6个轨道面上，各平面之间交角为60o，轨道和地球赤道的倾角为55o，卫星的轨道运行周期为11小时58分，这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗GPS卫星发送出的信号。

1.1.2 GPS的地面控制系统 GPS的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站，主控站的作用是根据各监控站对 GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时还对卫星进行控制，向卫星发布指令，调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。GPS地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。

1.1.3 GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。例如：我们在控制测量中使用的天宝（Trimble）4800GPS测地型接收机其技术指标为：

双频主机、天线，RTK电台一体化；

独特的电池设计、无需接线，使用4h以上；

5次/秒的快速位置更新，可靠的卫星“超跟踪”技术；

新型于薄式控制器，4M或10M的PCMCIA数据存储卡;

测量精度：静态测量5mm+lppm

RTK测量 10mm十1ppm（平面）

20mm十1ppm(高程）

这些技术指标充分的满足了控制测量的精度要求。

1.2GPS的工作原理

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻ti同时接收了3颗(A、B、C)以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得 P点的维坐标(Xp,Yp，Zp)，其数学式为：

SAP2=[(Xp-XA)2+(Yp-YA)2+(Zp+ZA)2]

SBP2=[(Xp-XB)2+(Yp-YB)2+(Zp+ZB)2]

SCP2=[(Xp-XC)2+(Yp-YC)2+(Zp+ZC)2]

式中(XA，YA，ZA),(XB，YB，ZB),(XC，YC，ZC)分别为卫星A，B，C 在时刻ti的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。（如： WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。）在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。

二 GPS测量的技术特点

相对于常规的测量方法来讲，GPS测量有以下特点：

2.1 测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

2.2 定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

2.3 观测时间短。观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。例如使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。

2.4 提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

2.5 操作简便。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

2.6 全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

三、GPS系统在实际测量工作中的应用，公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能：静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标；动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位，实地放样地面上。开封市的省路网改造项目应用GPS测量是于2001年开始的，2002年在省道豫04线和尉氏--通许段48公里的中线测量和国道310线郑汴高速连接线11.8公里的控制测量中推广使用了静态功能这一技术。据开封市公路工程勘察设计院有关专家介绍，经过多次的复测验证，GPS技术定线测量的精度可以完全满足公路勘察设计和公路建设的精度要求。

3.1 国道310线郑汴高速连接线控制测量

3.1.1建立布网方案

国道310线郑汴高速连接线北连郑汴高速，向南穿越正在开发的开封经济技术园区，地物地貌较为复杂，部分区域和方向有遮挡，该测区内原有BJ54坐标系的E级控制点二个(已知起算点)，其中a1（X=3852759.5680，Y=528870.9190，H=72.0080）位于医药商厦门前，b1（X=3852808.6230，Y=527915.2590，H=72.0000）位于大学西边的路口处，根据工程需要在市委、水利局、书店、雕塑、检察院附近加密控制点，以便于测设，我们建立控制网。

3.1.2 大地测量法

主要采用大地测量仪器如经

纬仪、全站仪、测距仪等。国道

310线郑汴高速连接线控制网采用

测边网，高程采用测距三角高程，按照观测技术要求进行施测。外

业观测数据经数据处理并进行平差计算。

3.1.3 GPS静态测量法GPS静态测量法就是根据制定的观测方案，将三台天宝4800GPS接收机安置在待定点(a2,c1,c2,c3)上同时接收卫星信号，直至将所有环路观测完毕。观测数据经平差计算得到54北京坐标系的坐标。

3.1.4大地测量法与GPS测量法结果比较

由于两种测量方法本身的测量误差和坐标转换数学模型误差以及在平差计算中观测量权配置等因素引起两种测量方法的结果存在一定的差值，由于其三维坐标差值均小于±10mm，因此可以满足国道310线郑汴高速连接线加密施工控制网的精度要求。

3.2 GPS的动态测量（RTK）在东京大道新建工程的应用

东京大道新建工程周围地势起伏较大，在北城墙外JD4～JD5区间穿越五十公顷面积的国家森林公园，大范围的密林、密灌地使通视较为困难，而规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样，导线附合或闭合长度和结点导线结点间距等指标都有严格规定，这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。开封市公路局勘察设计院于2000年用10人花费20天时间，用全站仪和测距仪通

过导线形式完成了该路段进行了控制测量。2001年在工程开工前对 该路段实施GPS的RTK动态测量，对中线进行恢复和校核。

以已知控制点 JD4、JD5为基准点，然后在基准点JD4上架设GPS基准台，用GPS1H和GPS2两台天宝（Trimble）4800GPS接收机分别安置在控制点上，测出点HZ4、ZD7、ZD8、ZD9、ZD10、ZH5、的三维坐标，每点测量时间为5s。根据所测坐标计算出相应边长值。

为验证市勘察设计院2000年的对东京大道新建工程在控制测量的精度，我们分别以JD4和JD5为基准站对国家森林公园周围原加密的控制点A、B、C、D、E也进行了RTK测量，进行了坐标比较。

运用GPS测量的基线有14条，边长差值最大为16mm。控制点坐标测量点数7点，除E点发现有人为的破坏痕迹外，三维坐标能够比较的元素有27个，差值小于施工测量规范规定的要求，从以上比较可知，RTK测量可以用于工程的控制测量是非常有效的新技术。原来10人20天的外业任务，使用GPS测量仅用5人6小时时间，可见利用GPS测量能大大提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

四、小结

通过以上对GPS测量的应用事例的探讨，可以看出GPS在公路工程的控制测量上具有很大的发展前景：

第一 GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

第二 GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

第三 GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

第四 GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

第五 GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这

些地区地形条件的限制，实施常规的几何水准测量有困难，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。

第四篇：GPS在民航中的应用

GPS在民航中的应用 航路导航

航路主要指洋区和大陆空域航路。各种研究和实验已经证明，GPS和一种 称之为接收机自主完善性监测（RAIM）的技术能满足洋区航路对GPS的导航精度、完善性 和可用性的要求，而且精度也能满足大陆空域航路的要求。GPS和广域增强系统也能满足大陆空域航路 精度、完善性和可用性的要求。GPS的精度远优于现有任何航路用导航系统，这种精度的提高 和连续性服务的改善有助于有效利用空域，实现最佳的空域划分和管理、空中交通流量 管理以及飞行路径管理，为空中运输服务开辟了广阔的应用前景，同时也降低了营运成本，保证了空中交通管制的灵活性。GPS的全球、全天候、无误差积累的特点，更是中、远程航线上目前最好的导航系统。按照国际民航组织的部署，GPS将逐渐替代现有的其他无线电导航系统。GPS不依赖于 地面设备、可与机载计算机等其他设备一起进行航路规划和航路突防，为军用飞机的导航 增加了许多灵活性。终端区非精密进近

包括非精密进场/着陆、CAT-1、2、3类精密进场/着陆。GPS及其广域增强系统完全 满足非精密进场/着陆对清度、完善性和可用性的要求；再用局域伪距差分技术/系统增强，能满足CAT-

1、2类精密进场的要求。目前实验表明，采用载波相位差分技术，精度可达到 CAI-3b类的要求。可以肯定，各种增强和组合系统（如LAAS、WAAS、INS等）与GPS将成为进场/ 着陆的主要手段，仪表着陆将最终被取代。由于GPS着陆系统设备简单、无需复杂的地面支持 系统，它将适合于任何机场，包括私人机场和山区机场。理论上，GPS着陆系统可以引导 飞机沿着任意一条飞行剖面和进场路径着陆，这就增强了各种机场着陆的灵活性和盲降能力。3.场面监视和管理：包括终端飞行管理和机场场面监视/管理。场面监视和管理的目的就是 要减少起飞和进场滞留时间，监视和调度机场的飞机、车辆和人员，最大效率地利用终端 空间和机场，以保证飞行安全。GPS、数字地图和数字通信链为开发先进的场面导航、通信和 监视系统提供了全新的技术，可以确信基于GPS/数字地图的场面监视和管理将为机场带来很大 效益。终端区精密进近航路监视

目前的监视是一种非相关监视系统，主要是利用各种雷达系统，可以和机载 导航系统互成备份。但这种监视系统地面和机载设备复杂、价格高、监视精度随距离而 变化，作用距离有限，不可能实现全球覆盖和全球无间隙监视。GPS和航空移动卫星系统的出现，将改变这种传统的监视方法，机载GPS导航系统通过通信自动报告自己的位置这种“自动 相关监视系统ADS”已经提出，目前的演示和实验已经证明ADS为飞行各阶段的监视都会带来益处，特别是为了洋区和内陆边远地区空域实现自动自动监视业务提供了可能。这将杉其有 效地减轻飞行员/管制人员的工作负担，同时也增加了ATM的灵活性。

第五篇：GPS在林业中的应用

GPS在林业中的应用

批

准：

审

核：

编

写：

2012年 06月 20

目录

前言..................................................................................................................................................3 1GPS在林业中的应用简介............................................................................................................3

1.1 应用功能...........................................................................................................................4

1.1.1 GPS定位功能.........................................................................................................4 1.1.2 GPS测距功能.........................................................................................................5 1.1.3 GPS测速与导向.....................................................................................................5 GPS在森林调查中的应用...........................................................................................................5

2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用.............................................................................6

2.1.1 测定森林分布区域.................................................................................................6 2.1.2 进行样地初设与复位.............................................................................................6 2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线............................................................................6 2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算 7 2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用.............................................................................7

2.2.1 在动物资源调查中的作用.....................................................................................7 2.2.2 在植物资源调查中的作用.....................................................................................7 GPS 在林业作业中的应用..........................................................................................................8

3.1 GPS在林业生产和规划中的应用....................................................................................8

3.1.1 在工程测量中的应用.............................................................................................8 3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用..............................................................................8 3.1.3 在林业专题图制作中的应用.................................................................................8 3.2 GPS在造林中的应用........................................................................................................8

3.2.1 GPS在飞播造林中的应用.....................................................................................8 3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用..........................................................................9 3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用.............................................................9

3.3.1 设计踏查.................................................................................................................9 3.3.2 采伐设计.................................................................................................................9 3.3.3 林地管理...............................................................................................................10 3.3.4 验收检查...............................................................................................................10 3.3.5 毁林案件勘察.......................................................................................................10 4 GPS在森林保护中的作用.........................................................................................................10 4.1 GPS在森林防火中的应用..............................................................................................10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用............................................................................10 4.1.2 森林防火中GPS的技术应用..............................................................................11 4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用...................................................................11 4.2.1 病虫害的监测.......................................................................................................11 4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用...................................................................11 5 GPS在林业其他方面的应用.....................................................................................................12 5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用..................................................................................12 5.2 GPS在林业科学研究中的应用......................................................................................12 6总结.............................................................................................................................................13

前言

随着科学技术的进步和发展，林业系统新技术应用越来越普及，应用范围越来越广泛。特别是GPS技术的推广应用，在森林资源监测、营林规划设计、森林灾害预警、科学宏观决策等方面带来了深刻的变革和重大影响，显著提高了林业系统各部门的经营管理水平。

在林业系统中，GPS的普及应用有效地提高了林业工作的效率和精度，改变了传统的林业工作模式，实现了无纸化和一体化作业流程，使林业的工作模式出现了质的突破，大大地提高了林业调查内、外业的效率和精度。GPS是林业部门未来作业中必不可少的工具，广泛使用一定会取得巨大的经济效益和社会效益。GPS在林业中的应用简介

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，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列，为社会和经济的发展提供有力的保障。

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，使林业工作者在野外工作中有了新的导向、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，像袖珍计算器的大小，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。

1.1 应用功能

林业工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位导航仪进行定位、测距、测线、测面积和导向等功能。

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。扑火队伍和运载货物的装备配有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。GPS在森林调查中的应用

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，由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

美国林业局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

在我国森林资源清查中，固定样地的定位与复位测量是采用地形图引线定位和直接搜寻样地的方法，此法费工费时而且精度较低。GPS技术的快速动态定位特性，为上述工作提供了有力的技术支持。差分定位是目前GPS最为广泛使用的方法，其基本思路是：借助一个已知精确位置的参考点（一般为国家级测量控制点）和一个数据通信链（无线电），使用GPS接收机和电台达到运动载体实时精确动态定位的目的。差分方法有伪距差分、坐标差分、相位差分3种。利用差分GPS导航功能，只要输入固定样地的纵横坐标，按导航方向可直接到达样地中心。通过2003年连续清查使用GPS技术发现，较以前方法提高工作效率2倍以上，且精度极高。

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 利用差分或测量型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。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 在工程测量中的应用

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、投入高的缺点。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在飞播造林中的应用

利用GPS的导航功能，可以更有效地实施飞播造林工程。这种方法可以减少地面工作人员数量、降低劳动强度、节约飞播经费、加快了飞播进度，为实施大面积、大规模造林工程提供了技术保障

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，极大地降低了作业难度。

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、内蒙等省区的分类经营、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在森林资源评估及森林资源管理中的应用

在森林资源评估：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。

3.3.1 设计踏查

使用GPS对准备采伐的伐区、小班进行踏查，初步确定小班及伐区的位置、面积、运材线路等，经过内业进一步筛选后，确定需采伐的小班；对占用的林地，使用GPS进行初步定位、量测，以决定是否审批或初步计算各种补偿费用。

3.3.2 采伐设计

在采伐设计中，可使用GPS定位、求面积、割分采伐小班，将GPS采集的数据提供给资源管理GIS，能够绘制采伐设计图，还可用于运材林道的设计等等。

3.3.3 林地管理

林地资源是林业生存与发展的基础。对各种征占、侵占林地的行为，可用GPS准确定位、求面积，将GPS采集的外业数据提供给GIS，绘制出被征占、侵占林地的准确位置、面积及图形。

3.3.4 验收检查

在对采伐的小班进行验收时，使用GPS可快速、准确地定位所采伐的小班位置是否正确、面积是否准确、是否超边越界等。

3.3.5 毁林案件勘察

毁林案件勘察、乱砍滥伐、毁林开垦、蚕食林地、放牧毁坏造林地等的林政案件时有发生，使用GPS可快速、准确地勘察被毁林地的位置、面积，并可用GPS采集的数据，绘制出被毁林地的位置图，为案件的处理提供准确数据。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

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。

GPS技术在森林防火上可发挥重要作用。我国较早利用的如沾河林业局，利用差分GPS技术，在防火飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机。防火飞机巡飞时，如有火情热红外系统立刻发现并被GPS确定发生位置的精确坐标，配合地面防火塔，迅速向地面接收站报告。GPS和地形图配合使用，可以确定林火的进展情况。用GPS确定林火的位置，在地形图上绘制火场示意图。这样就可以及时地掌握林火的发生范围、面积等。为采取相应的扑救措施提供了依据；依靠GPS的导航功能，可实施飞机直接灭火措施。首先把火场的位置信息输入到GPS接收机，然后利用它进行导航，快速寻找火场，实施快速灭火（如，喷洒灭火剂、运送灭火队伍等等）。

4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用 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，从而正确做出判断及时进行防治。

4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用

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。

目前，国家正在实施天然林保护工程，建立全国天然林保护工程信息系统，这一系统的技术核心是计算机网格技术、“3S”技术和多媒体技术。病虫害防治是天然林保护工程中必须考虑的专业问题，研究利用GPS进行大面积病虫害防治方法具有现实意义。国内外许多从事林业的专家已经在这方面进行了初步研究。

应用GPS为林业飞防导航，可以摆脱庞大的地面指挥和信号系统，减少车辆、通讯设备和人员的使用，降低组织工作的难度，减少人力、物力和财力的浪费，降低防治成本；免除地面指挥人员和信号队员饱受日晒和药薰之苦，降低劳动强度，提高工作效率；对于山高林密的作业区，信号队员不易到达或不能及时到位，人工导航漏喷或重喷现象严重，GPS导航很好地解决了这一问题。应用GPS导航可以彻底摆脱地面信号标志和人工信号队导航。广西应用飞机喷撒白僵菌原粉防治马尾松毛虫有20 多年的历史，GPS导航技术的应用将使飞防工作迈上新的台阶。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。

6总结

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，正确做出决策就显得尤为重要。GPS在林业建设行业中市场广阔，应用潜力巨大，已在森林资源调查、规划设计林区物探、荒漠化监测、森林防火、森林病虫害防治等方面取得了可喜的成绩，GPS技术的普及为林业发展提供了新技术和新方法，彻底改变了林业部门原有的工作模式，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，一定会带来经济效益和社会效益共同进步。