宋劍飛

（遼寧省地質(zhì)勘查院有限責任公司，遼寧 大連 116100）

GPS技術(shù)在經(jīng)過了漫長的發(fā)展后，已經(jīng)逐漸的完善，應用的范圍也十分的廣泛。GPS技術(shù)不僅能夠提供更高的自動化水平，還能提高定位的精準度，提高效率，并且GPS技術(shù)可以提供全天候的定位信息[1]。GPS技術(shù)的原理是實現(xiàn)對已知的地理位置衛(wèi)星到接受距離的位置間的基本向量。在兩端安裝相應的位置定位接受裝置，通過衛(wèi)星的同步觀測，將觀測的數(shù)據(jù)記錄并分析，以達到明確兩點間基本向量的目的。目前GPS技術(shù)已經(jīng)得到了進一步的優(yōu)化，目前的GPS技術(shù)能夠做到在實際測量的過程中，不會受到通視條件的限制，提高了信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，對于定位時的精準度也明顯照以前的技術(shù)更高，在短時間內(nèi)就可以對目標完成觀察并做出相應的處理獲得一個清晰的三維坐標圖，同時依然是可以全天候的進行操作，也更加方便快捷[2]。目前的GPS技術(shù)應用的測量設備也有著良好的使用價值，使得GPS技術(shù)能夠服務于更多的領(lǐng)域，同時也為地質(zhì)測繪領(lǐng)域的發(fā)展趨勢提供幫助。

1 GPS技術(shù)的路徑數(shù)據(jù)獲取與分析

目前GPS技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取形式主要分為兩種，一種是二進制格式，一種是十進制格式。通過GPS接收機能夠清晰的識別和使用獲取到的數(shù)據(jù)[3]。

目前十進制中的語句格式高達數(shù)十種，只要根據(jù)系統(tǒng)所要完成的任務，從對應的語句中找出定位的數(shù)據(jù)信息，再將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換到高斯平面坐標系中，以此就完成了坐標系的統(tǒng)一。

為了能夠使數(shù)據(jù)滿足GPS技術(shù)的測量和定位需求，還要根據(jù)GPS三維地形將數(shù)據(jù)制作成電子地圖，這就需要對GPS獲取的數(shù)據(jù)進行坐標的變換?？梢赃x用GPS技術(shù)中的天球坐標系統(tǒng)以及地球坐標系統(tǒng)進行變換。天球坐標系統(tǒng)的優(yōu)點是不會受到地球自轉(zhuǎn)的影響，通常被用于衛(wèi)星的定軌以及標記衛(wèi)星的運動狀態(tài)。

而地球坐標系統(tǒng)是將坐標系固定在地球上，與地球的自轉(zhuǎn)同步，以此這個系統(tǒng)也被稱之為地固坐標系。其優(yōu)點是對于數(shù)據(jù)的處理簡便，通常被用于只關(guān)心測量結(jié)果在地球上應用的農(nóng)業(yè)當中。

2 GPS技術(shù)的路徑數(shù)據(jù)處理

通過GPS技術(shù)獲得的路徑數(shù)據(jù)信息存在著誤差，還要通過特殊的處理方法才能開始規(guī)劃。GPS在測量數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的誤差會受到多方面的影響，例如儀器產(chǎn)生的誤差、人為操作產(chǎn)生的誤差以及外界環(huán)境因素產(chǎn)生的誤差等，其中人為操作產(chǎn)生的誤差可以通過安置基準測量站進行消除。

通過使用傳感器可以對GPS的天線進行一定程度的數(shù)據(jù)校正，但通過實際操作發(fā)現(xiàn)，傳感器對GPS定位誤差的消除效果明顯，但對高程測量中的誤差消除效果有限[4]。因此通過傳感器校正后的數(shù)據(jù)還應該進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法中的區(qū)間估計法進行最后校正，將極大和極小值以及與實際情況相差很大的數(shù)據(jù)修正。再用另一種移動加權(quán)平均法的方式對已經(jīng)排除極大、極小值和嚴重不符合實際的數(shù)據(jù)剩下的誤差較小的數(shù)據(jù)進行校正。

3 GPS技術(shù)的路徑規(guī)劃

通過GPS技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過處理后，要走進行最后一步的路徑規(guī)劃，GPS技術(shù)的路徑規(guī)劃在實際的操作中會受到很多因素的影響，例如施工車輛的動力、路程、彎道、費用等都會對路徑規(guī)劃產(chǎn)生影響。通過對這些因素進行分析找出解決問題的方法，路徑規(guī)劃要滿足施工車輛運動轉(zhuǎn)向的要求，同時還要考慮道路的寬度以及重復平地的次數(shù)[5]。在遵循路徑規(guī)劃要求的基礎上，GPS技術(shù)主要的目的是根據(jù)需求規(guī)劃出最佳的行駛路徑，不論是在何種的平底方式，行駛路徑都會對平底的效果產(chǎn)生影響。

GPS技術(shù)在平地上進行路徑規(guī)劃中，農(nóng)田覆蓋區(qū)域的效率是判定路徑是否最優(yōu)的主要原因。在農(nóng)田區(qū)域內(nèi)的作業(yè)，行駛路徑一般規(guī)劃為沿直線進行，當施工車輛的速度以及施工寬度不發(fā)生改變時，平地作業(yè)的長度是農(nóng)田區(qū)域和道路作業(yè)寬度的比值，這表示規(guī)劃的路徑總長度為定值。

對于GPS技術(shù)的路徑規(guī)劃中的不同彎道類型在平地作業(yè)過程中的成本消耗也大有不同，通常情況下，施工車輛的最小轉(zhuǎn)彎決定著轉(zhuǎn)彎的類型。大多數(shù)GPS測量的數(shù)據(jù)間隔為6m～8m，為了滿足轉(zhuǎn)彎要求，在每行之間的間隔要按照施工車輛需要進行施工的寬度取值為3m～6m。地頭緩沖區(qū)的計算公式如下：

公式中，C代表地頭的寬度，A代表設備寬度，R代表施工車輛轉(zhuǎn)彎時的半徑，b為出線長度。

GPS路徑規(guī)劃是以有規(guī)則的平滑地面行駛路線為主，通過上述路徑的規(guī)劃方法可以按照不同的類型對路徑進行規(guī)劃，總共規(guī)劃出了四種路線分別為連續(xù)路線、旋轉(zhuǎn)路線、對角路線以及跨越路線，對這四種路線進行分析，若路線不滿足GPS路徑規(guī)劃條件，則可以將這種路線排除在外。

4 結(jié)語

本文對于GPS技術(shù)的運用路徑的研究已經(jīng)有了一定的進展，但還是存在一些難以解決的問題，例如在研究是土地區(qū)域類型主要是規(guī)則的長方形塊地，但對于不規(guī)則的塊地，由于研究水平的限制，并沒有進行探究；目前的路徑規(guī)劃系統(tǒng)只針對土地區(qū)域沒有爬坡的平整路面進行作業(yè)，對于如何更好的規(guī)劃有坡度的土地平滑路徑仍需要進行深入的研究和改良；在土地平滑的區(qū)域作業(yè)，忽略了施工車輛轉(zhuǎn)彎時消耗的功率因素，因此在實際的道路規(guī)劃中應當將影響施工車輛效率的因素以及影響平地作業(yè)產(chǎn)生費用的因素進行更具體的分析。