GPS技术在道路勘测设计中应用

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GPS技术在勘测中的应用

GPS技术在勘测中的应用

GPS技术在勘测中的应用引言:现代科技的发展带来了许多新的技术,其中全球定位系统(GPS)在勘测领域中发挥着重要作用。

GPS技术不仅提供了高精度的地理定位信息,还可以在勘测中实现数据的采集和分析。

本文将介绍GPS技术在勘测中的应用,并探讨其对勘测工作的影响与优势。

一、GPS技术的概述GPS是由一组位于地球轨道上的卫星系统组成的,可以提供全球范围内的定位、导航和时间信息。

通过接收多颗卫星发出的信号,GPS接收器可以计算自身的准确位置和速度。

GPS技术在勘测中的应用主要基于其高精度定位和导航能力。

二、GPS技术在地貌调查中的应用地貌调查是勘测中的重要环节,用于研究地表形态和地貌发育过程。

传统的地貌调查依赖于人工测量和现场勘测,费时费力且精度有限。

而利用GPS技术可以快速、准确地获取地表点的定位信息,进一步分析地貌形态和特征。

同时,GPS技术还可以结合遥感和地理信息系统(GIS)技术,实现地貌数据的空间分析和展示。

三、GPS技术在测量工程中的应用测量工程是勘测领域中的重要组成部分,涉及到土地测量、建筑测量等多个方面。

GPS技术的应用使得测量工作更加高效精确。

例如,在土地测量中,传统的测量方法需要耗费大量时间和人力,而使用GPS技术可以快速获取土地边界和界线的坐标,有效减少了测量成本和时间。

此外,在建筑测量中,GPS技术可以实时监测建筑物的位置变化,为建筑工程提供可靠的参考。

四、GPS技术在地震监测中的应用地震是地球表面发生的一种自然灾害,对于地震监测和预警具有重要意义。

利用GPS技术可以实时监测地球的运动和变形情况,通过对GPS测量数据的分析可以获得地震前兆的信息,为地震灾害的预测和减灾提供依据。

此外,GPS技术还可以通过监测地壳运动来研究地震的成因和机制,对于地震学研究具有重要贡献。

五、GPS技术在地理信息系统中的应用地理信息系统是一种集成了空间数据采集、存储、管理和分析的信息系统。

GPS技术与地理信息系统的结合可以更好地利用GPS测量数据,并进行地理空间分析。

GPS技术在勘测中的应用

GPS技术在勘测中的应用

GPS技术在勘测中的应用GPS(Global Positioning System)是一种通过卫星定位系统来测量和计算地球上特定位置的技术。

自从GPS技术的发展,它已经广泛应用于许多领域,包括勘测。

本文将探讨GPS技术在勘测中的应用,并展示它对勘测工作的重要性以及带来的益处。

一、GPS技术在勘测中的意义在传统的勘测过程中,勘测师依靠传统的测量仪器和方法来获取地点的坐标。

这种方式费时费力,并且在复杂的地形和环境中可能存在一定的误差。

而GPS技术的出现解决了这些问题。

GPS设备可以通过卫星接收器获取地球上任何一个位置的准确坐标,从而提高了勘测的效率和准确性。

二、GPS技术在勘测中的应用场景1. 土地测量:GPS技术在土地测量中的应用非常广泛。

勘测师可以使用GPS设备准确测量土地的边界和面积,用于土地规划、土地管理和地籍调查等工作。

传统的土地测量方法需要大量的实地勘测,而GPS技术可以更快速地获取大范围土地的坐标信息,极大地提高了工作效率。

2. 建筑工程测量:在建筑工程中,勘测师需要准确测量地形和地貌,以便进行规划和设计。

GPS技术可以提供准确的高程和地理信息,帮助勘测师了解地形的变化和地理特征,从而做出正确的决策和设计。

3. 矿产勘探:矿产勘探需要对矿石矿藏进行准确的测量和分析。

GPS技术可以帮助勘测师确定矿石的位置和分布,从而提高矿产勘探的效率和精度。

4. 道路和桥梁测量:在道路和桥梁建设中,GPS技术可以用于确定道路和桥梁的位置、长度和宽度等参数。

通过GPS测量,勘测师可以快速获取道路和桥梁的准确坐标,以便进行规划、施工和监测。

三、GPS技术在勘测中的优势1. 准确性:GPS技术可以提供高度准确的位置信息,勘测师可以在原始数据的基础上进行精确的计算和测量。

这种准确性对于勘测工程的准确性和可靠性至关重要。

2. 效率性:GPS技术可以大大提高勘测工作的效率。

与传统的测量方法相比,GPS可以快速获取大量准确的数据,节省了大量的时间和人力成本。

GPS全球定位系统在公路勘测设计中的应用

GPS全球定位系统在公路勘测设计中的应用

在工程测量方面,可应用GPS静态相对定位技术,布设精密工程控制网,用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。

应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测绘各种比例尺地形图和用于施工放样。

具体到公路工程方面,地形图测量,首级控制网的建立,控制点的加密以及道路中线、横断面、坡角线、占地界的放样等都可以利用GPS技术快捷准确地得以实现。

GPS系统组成GPS系统包括三大部分:空间部分-GPS卫星星座、地面控制部分-地面监控系统、用户设备部分-GPS信号接收机。

GPS星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。

24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55度,各个轨道平面之间相距60度。

每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度,同一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。

GPS卫星绕地球一周的时间为12恒星时,即对于同一地点,每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星,这样使得地球上任何一点在任何时段都可见到4~11颗G P S卫星。

G P S卫星的作用是发射测距信号和数据信号并接收地面控制信号适时地改正运行偏差。

地面监控系统包括1个设在美国本土科罗拉多的主控站,3个注入站和5个监测站,用以维护GPS卫星的正常运行。

GPS信号接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间,解释出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出测站的三维位置,甚至三维速度和时间。

GPS接收机主要由天线单元、主机单元和电源三部分组成。

GPS几何定位原理测量学中有测距交会确定点位的方法;同理GPS卫星定位也是利用测距交会的原理确定点位。

假设在地面上有3个无线电信号发射台,其坐标为已知,用户接收机在某一时刻采用无线电测距的方法,分别测得接收机至3个发射台的距离d1、d2、d3。

GPS技术在公路工程勘测设计中的应用

GPS技术在公路工程勘测设计中的应用

GPS技术在公路工程勘测设计中的应用摘要:国家社会经济的不断进步与发展,极大地促进了GPS技术的飞跃。

研究GPS技术在公路工程勘测设计中的应用,对于提升工程勘测设计水平具有极为关键的意义。

文章概述了相关内容,分析了GPS测量的优点,并就GPS系统在公路勘测设计中的应用展开了研究,望对相关工作的开展有所裨益。

关键词:GPS;公路工程;勘测;设计1前言随着公路工程勘测设计条件的不断变化,对其中GPS技术的应用提出了新的要求,因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨,以期用以指导相关工作的开展与实践。

基于此,本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2概述GPS这种技术起初是由美国研制的,主要应用于卫星的导航系统中。

它具有全天、连续、全球、实时的定时、定位功能,它可以帮助用户提供更加精密的坐标、时间、速度。

GPS技术的这些特点帮助工作者获得更多有利的信息,赢得每一位专业工作者的信赖。

现代社会,GPS技术已经成功的应用于大地的测量、各种工程上的数据测量、工程变形上相关数据的测量,检测,另外还有各种资源的勘察等等不同的学科领域,促进了测绘技术的迅速发展,使得测绘领域发生了影响深远的技术变革。

随着人们各种生活需求的不断增大,各种道路的建设需求也不断增加,在这种情况下测量、绘制技术也在不断进步。

3 GPS测量的优点3.1工程控制测量。

用GPS静态测量沿项目建立带型控制网,由于点与点之间不必要求通视,而且RTK动态测量覆盖距离较远,故控制点选点只须地形开阔,不再受距中线距离限制。

对于高等级公路要求达到一级导线要求。

GPS静态控制的精度可以轻松使测量更简便易行。

3.2绘制大比例地形图。

高等级公路选线多是在大比例尺(通常是1:2000或1:1000)带状地形图上进行,用传统方法测图,先要加密控制网,然后进行碎部测量,绘制成大比例尺地形图。

其工作量大、速度慢,花费时间长。

在GPS静态建立的控制网基础上,用GPS动态测量采集碎部点的数据。

GPS在道路勘测中的应用

GPS在道路勘测中的应用

GPS在道路勘测中的应用1.GPS测量特点目前公路勘测中虽已广泛采用全站仪等先进仪器设备,但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制,作业强度大,且效率低,勘测设计周期长。

利用GPS测量能克服上述缺陷,并提高作业的效率,减轻劳动强度,保证公路勘测设计质量。

相对于常规的测量方法,GPS测量技术主要有以下特点:1.1 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。

(要求测站上空不得有障碍,以免GPS接收卫星信号受干扰。

)1.2 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。

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。

1.3 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,在小于20km的短基线上,只需5min观测时间即可求得测点坐标。

1.4 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。

1.5 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,量取仪器高、打开电源、监视仪器的工作状态即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。

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。

1.6 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。

2.GPS在公路勘测中的应用2.1 GPS在公路控制测量中的应用公路勘测阶段首先进行控制测量,其主要任务是根据路线的基本走向布设控制点,进行平面控制测量和高程控制测量,作为测绘路线地形图、定线测设和施工放样的重要基础。

GPSRTK技术在公路勘测中的应用

GPSRTK技术在公路勘测中的应用

GPS RTK技术在公路勘测中的应用摘要:GPS技术在公路工程测量中得到了广泛的应用,其优势在于 GPS能够为世界上的任意一个用户提供高精度的三维坐标、速度、时间等数据。

本文主要阐述 GPS RTK技术在公路勘测、设计中的应用和坐标变换等方面的应用。

关键词:GPS;RTK;公路勘测一、GPS RTK技术1.RTK技术简介RTK (实时时基)技术是基于载波相位测量的实时差动技术,它可以在1~3秒内获得高精度(通常为厘米)的位置信息,在公路勘察设计和施工放样中被广泛采用。

2.RTK技术的基本原理RTK技术的基本思想是以具有高精度的头控点为参考点,以接收器为参照站,对卫星进行持续的观测,而流动站上的接收机则在接收卫星信号的同时,利用无线电发射装置从基准站接收实时观察数据。

随机处理软件按照相对位置的基本原理,对流动站点进行了实时的计算,并给出了相应的数据。

从而使使用者能够解出收敛性。

以测量点的测量精度为基准,计算出测量时间。

这样就可以减少不必要的观察,提高工作的效率。

3.RTK系统的组成RTK系统包括三大模块:参考站、数据链和移动接收机。

该系统采用2个以上 GPS接收器,分别接收(5个或更多个)的卫星信号,其中一个被设置在一个已知的座标点,另一个(移动台)用于测量未知点的座标。

RTK技术按差分法分为两种:一种是修改法,另一种是差分法。

校正方法是向移动台传送参考台的载波相位校正,校正移动台接收的载波相位,然后解出坐标;差分法是把参考台接收到的载波信号传至移动台,并通过求差解算出坐标。

二、GPS RTK技术在道路工程测量中的应用1. GPS RTK技术在大尺度地形测绘中的应用公路的选线大多采用大尺度的条形地图(一般为1:2000或1:1000)。

用常规的测图方式,首先要建立控制网,然后进行破碎部的测量,最后才能绘制出大尺度的地图,这不仅需要大量的工作,还需要很长的时间。

利用 GPS实时 RTK实时测量组成碎片的数据,利用计算机在室内绘制地图,只需获取碎片的坐标,并将其属性信息录入,并快速获取,减少了绘制过程的困难,节省了时间和精力。

GPS技术在勘测中的应用

GPS技术在勘测中的应用

GPS技术在勘测中的应用GPS(全球定位系统)是一种基于卫星导航的定位技术,它已经广泛应用于勘测领域,为地质勘查、土地测绘等工作提供了高精度的定位和导航服务。

本文将从GPS在勘测中的应用价值、GPS技术原理以及GPS在不同领域的具体应用等方面进行论述。

一、GPS在勘测中的应用价值GPS技术在勘测领域的应用具有重要的价值。

首先,GPS能够提供高精度的空间位置信息,使勘测工作可以更准确地确定各个点位的坐标,从而为后续的地质勘查、土地规划等工作提供可靠的基础数据。

其次,GPS具有全球覆盖的特点,无论是在城市还是偏远地区,都能够定位和导航。

这为勘测人员提供了更广阔的工作范围,并且大大节约了勘测时间和人力资源。

此外,GPS设备小巧便携,操作简单,不需要过多的专业知识,使得勘测人员能够快速熟练地掌握,并进行各类测量工作。

二、GPS技术原理GPS系统由24颗卫星组成,这些卫星分布在距地球约2万公里的导航轨道上。

GPS接收器通过接收多颗卫星发射的信号,并进行精确的时间测量来计算出自己的位置。

该定位过程主要包括信号接收、定位计算和坐标转换三个步骤。

信号接收:GPS接收器通过接收卫星发射的L1、L2频段的微弱信号。

这些信号经过接收器内部电路的放大和处理,最终转换为数字信号。

定位计算:接收器将接收到的信号与已知的卫星轨道数据进行比对,计算出信号传播时延,并得到接收器与卫星之间的距离。

坐标转换:通过同时接收多颗卫星的信号,接收器能够得到自己与多颗卫星之间的距离,利用三角定位原理计算出自己的位置坐标,并转换为地理坐标系统中的经纬度值。

三、GPS在不同领域的具体应用1. 地质勘查:GPS能够提供高精度的坐标定位,在地质调查、矿产资源勘探等领域发挥了重要作用。

勘测人员可以使用GPS定位系统在野外进行矿区勘察,并记录下每个点位的坐标和地理信息。

这样的数据能够为矿产资源的探测和开发提供准确可靠的基础。

2. 土地测绘:在土地规划和土地权属管理方面,GPS技术的应用也十分广泛。

GPS在工程勘测中的应用与探讨

GPS在工程勘测中的应用与探讨

GPS在工程勘测中的应用与探讨GPS在工程勘测中的应用与探讨GPS是一种全球定位系统,其在工程勘测中的应用越来越广泛。

在工程勘测中,GPS可以用于测量土地的形状、结构和位置,使勘测人员能够精确地确定未来建筑物和各种结构的位置和高度。

本文将从技术优势和应用案例两个方面探讨GPS 在工程勘测中的应用。

技术优势高精度:GPS测量可以实现毫米级别的精度,比传统的勘测方法更加精确。

这可以使工程设计师更好地理解工地的地形和地貌,从而更好地规划建筑物的位置和高度,从而更好地满足客户的需求。

效率高:GPS测量可以减少工程勘测人员在现场勘测所需的时间和劳动力成本,而且可以提高工作效率。

而且,利用GPS测量可以在不影响周围环境的情况下,快速高效地完成一系列勘探任务。

应用案例在道路设计和建设中的应用:GPS可以准确地测量道路的宽度、长度和高度,可以帮助工程设计者更好地规划道路的位置和方向。

为此,GPS可以帮助道路设计者更好地预测交通流量,从而为后续的道路设计提供重要的基础信息。

在建筑设计和建设中的应用:利用GPS可以快速测量一处建筑物的坐标、长度、高度和形状。

这些数据对于后续的建筑设计和建筑施工非常重要,可以帮助建筑施工工作组高效地完成相应的工作。

在地下工程勘测中的应用:利用GPS可以帮助地下工程勘测人员获得一个更加准确的地图,从而更好地利用地下空间。

在地下建筑和地下结构的设计中,GPS还可以帮助设计人员将地下工程与地面建筑物密切联系起来,从而更好地进行整体规划。

结论GPS在工程勘测中的应用越来越广泛,其精度、效率和可靠性得到了业内人士的高度认可。

在未来,GPS还将继续在工程勘测中发挥重要的作用,帮助工程勘测人员更好地完成工作任务。

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GPS技术在道路勘测设计中的应用浅析摘要:gps系统技术在道路勘探设计上的应用越来越广泛,本文将结合gps技术相关理论,简单介绍gps系统技术在道路勘探设计上的应用,尤其是对小区域进行gps控制测量实例中的应用和重要作用,分析这一技术对我国道路勘测设计具有重要价值。

关键词:gps技术;道路勘测设计;应用
abstract: gps systems technology in the application of road exploration design more and more widely, the paper will be combined with gps technology related theory, simply introduced the gps system technology in the exploration on the application of road design, especially for smaller areas gps control example of measurement of the application and the important function, analyze this technology to our country road survey and design is of important value.
keywords: gps technology; road survey and design; application
中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:
gps全球定位系统在世界勘探测量领域的应用越加广泛,主要是做为wgs-84的地心空间直角坐标系成果下的应用,在实际操作中需要转换到地方实际可用的坐标系。

通常采用两坐标系中的相关已知坐标的公共重合点,代入坐标转换模型并反求坐标转换参数,将
相关参数代回模型中计量各点的坐标转换。

因此,(b,l,h)或者(x,y,z)这些公共点坐标的精度和数值直接决定和影响转换这些参数及转换后的坐标精度。

一、gps的工程原理
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、坐标转换
首先,wgs-84坐标系和参心坐标系之间的关系。

实际上,卫星星历就是以这一坐标系为框架的。

实际应用测量成果是某一国家或地方的坐标系,因此解决定位成果的坐标转换问题十分必要。

借住著名的bursa7参数坐标的转换模型,可以得到如下数学模型:g= t (1)
其中的(x,y,z)tg是地心空间坐标系坐标,(x,y,z)tt则是地面参心坐标系坐标。

原则上,这重合点的公共部分至少有三个,依照最小二乘原则由公式1可求得三个平移参数(δx,δy,δz)t和(εx,εy,εz)t和尺度比参数m,最后将这些之外的余点的大地坐标转换成参心坐标。

gps的测量点基线向量三维坐标系以wgs-84的全球地心直角坐标系为基础定义的,经坐标系转换可得到椭圆球做基准的大地高h。

目前我国采用的是比拟大地水准面为基准的正常高系统hr。

两者之间的关系是ζ=h-hr,通过中和殿gps水准可求得重复点高程异常,最后对高程异常进行拟合与推估,得到待定点的高程异常,最终得到待定点的正常高程。

二、拟合模型
道路勘测设计上的高程系统中包括大地高、正常高和正高系统,因为gps得到的是大地高,而正规工程中还需要正常高,也就需要在一定的区域对数量和已知水准点进行控制,在这个环节,必须选择适当的拟合模型进行坐标求解,再利用差算法解决任意点的高程
差异问题。

常用的拟合模型有多项式曲线法、最小二乘法、三次样条曲线法和akima法。

对于多项式曲线法原理较为简单,但是并不适用于多控制点的情况。

但是,最小二乘法相比之下可以使用更多的控制点。

只是同时,控制点过多会导致曲线高削低补加大误差的情况。

三次样条曲线和akima法的拟合法,虽然解决了控制点多的一些问题,但是同时其精度也并不理想。

并且,这些方法存在一个共同的问题,就是求解系数矩阵会有病态矩阵的情况,导致高程异常和较大的误差。

在这种误差的避免上,可以采取拟合模型-正交函数模型。

首先,需要注意的是,gps进行拟合高程异常时必须根据地形变化和控制点数量以及分布情况灵活的选择拟合模型。

通常情况下,狭长线性区域的地形高程拟合模型,应该是正交多项可避免产生病态矩阵的模型,这样的拟合效果更好。

同时控制点数码控制在总点数的三分之一较为合适。

其次,地域较大或者过于狭长的地域,因为高程异常的变化巨大,不适合采取单一的拟合模型。

必须根据高程异常的变化综合利用多种模型分区拟合。

控制点选择上必须多选取具有地域特征的点,并且侧重分布均匀,这样的选择具有代表性,其拟合较方便且具备普遍性价值。

同时,即使是某一特殊区域,也可以多选择不同的模型拟合,方便数据拟合分析。

另外,在控制测量中可以借助拟合数据和实测数据进行互检,
这样易于查找和纠正错误。

也就是说,在选取拟合模型和实际运用中,要根据实际情况选取和检测更正,以使gps技术更好的进行高程拟合,为实际应用做好技术准备基础。

四、gps技术在道路勘探设计领域的应用
当前我国广州科学城利用gps技术快速而准确的获得了测量数据,在实际道路勘测设计中大大的提高了效率和精度,并且减少了测量劳动量同时解决了道路勘探难的问题。

综合评估这一市政道路的设计方案以及已知点位置的确定,可以根据该系统区域实际设计以下附和导线,如图1:
图1
上图中4个点进行过同步测验,每一时间段为1小时,组成了8个同步环。

黑龙江绥满路虎峰岭段高速公路东起牡丹江,西至尚志。

经平面控制测量
分析以d级gps网为其首级控制,通过e级完成,分别是24个和95个。

其平面系统采用抵偿坐标系完成,投影中心的子午线是129°,下图是d级gps分布设
计方案:
图2黑龙江绥满d级gps点布设方案
总之,通过gps技术的发展和更广泛的应用,基础导航和定位分析的精度将进一步
发展,三维坐标以及速度和时间将进一步提高。

这一技术在道
路勘测设计中的推广和发展可以加强精度和可靠性及稳定性,对我国地势复杂的地面情况既有很高的研究价值。

参考文献
1、张京礼,gps rtk技术在道路测量中的应用,交通科技与经济,2010,12(2)
2、王伟,gps技术在道路勘测设计中的应用,广东科技,2009(12)
3、叶毕升,gps测量在工程测绘上的应用,城市建设理论研究(电子版),2011(26)
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。

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