工程測繪中GPS測量技術(shù)的應用

劉麗　房媛媛

【摘 要】GPS （Global Position Systern）全稱為全球定位系統(tǒng)。隨著全球數(shù)字化進程，微電子技術(shù)和GIS技術(shù)獲得重大進展，衛(wèi)星導航、定位的理論趨于成熟。GPS技術(shù)具有功能較多、應用廣泛；觀測時間短、操作簡便；定位精度高、全天候作業(yè)等特點，作為通用設備越來越多地應用于科研和民用領域。本文主要分析了GPS測量技術(shù)在測繪工程的應用。

【關(guān)鍵詞】工程測繪；GPS技術(shù)；應用

GPS技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展給測繪領域帶來了根本性的變革，在目前的工程測繪中被廣泛的運用。GPS技術(shù)基于衛(wèi)星的無線電導航定位系統(tǒng)，能夠為用戶提供精密的三維坐標、導航與時間信息。工程測繪是工程建設的重要組成部分，現(xiàn)階段，我國基礎建設正在如火如荼的開展實施，在大型工程項目中，對測繪工作、測量技術(shù)提出了更高的要求和標準，傳統(tǒng)工程測量技術(shù)越來越不能滿足當前工程精度要求。如何，使用高精度、高效率的GPS測量技術(shù)推動我國工程建設的發(fā)展？筆者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，淺析了工程測繪中GPS測量技術(shù)的應用。

1.GPS測量技術(shù)的特點

1.1功能較多、應用廣泛

GPS可為各類用戶連續(xù)地提供動態(tài)目標的三維位置、三維速度和時間信息。因此它不僅可以用于測量、導航，還可以用于測速、測時。隨著GPS測量技術(shù)的發(fā)展，其應用的領域在不斷拓寬。目前，在導航方面，它不僅廣泛的用于海上、空中和陸地目標的導航，而且，在運動目標的監(jiān)控與管理以及運動目標的報警與救援等方而，也己獲得了成功的應用；在測量工作方而，這一定位技術(shù)在大地測量、工程測量、工程與地型變形監(jiān)測、地籍測量、航空攝影測量和海洋測繪等各個領域的應用己甚為普遍。如監(jiān)測地球板塊運動狀態(tài)和地殼形變；測定航空航天攝影瞬間的相機位置，實現(xiàn)僅有少量地而控制或無地而控制的航測快速成圖等。

1.2觀測時間短

利用GPS可進行實時導航定位，這對高動態(tài)運動載體的導航顯得尤為重要。當用GPS接收機作靜態(tài)相對定位（邊長小于15km）時，采集1h之內(nèi)的數(shù)據(jù)，即可獲得較高的定位精度。兩臺儀器每天止常作業(yè)至少可測定4條基線。如果采用快速靜態(tài)定位模式，對于雙頻接收機，僅需采集5min左右時間；對于單頻接收機，只要能觀測5顆衛(wèi)星，也僅需要采集15min左右的時間?？梢姡肎PS技術(shù)建立控制網(wǎng)，能大大縮短觀測時間，提高作業(yè)效益。隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件與硬件的不斷更新，目前，20Km以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需15-20min；快速靜態(tài)相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15hm以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2min；動態(tài)相對定位測量時，流動站出發(fā)時觀測時間只需1-2min，然后隨即定位，每站觀測時間僅需幾秒鐘。

1.3操作簡便

在操作上，GPS測量的自動化程度非常高，有的己達到“傻瓜化”的程度，操作員只需要安裝并開關(guān)儀器、采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)、量取儀器高度和監(jiān)視儀器工作狀態(tài)，其他工作則由GPS接收機自動完成，如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測和記錄等。假如在一個測站上需要作較長時間的連續(xù)觀測，通過網(wǎng)絡或其他通訊方式，將所采集的觀測數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中心，不需要任何人員人值守，就可以實現(xiàn)全自動化的數(shù)據(jù)采集與處理。在結(jié)束觀測的時候，也只需關(guān)閉電源，收好接機，便完成野外數(shù)據(jù)采集任務。此外目前的接收機體積也越來越小，重量亦越來越輕，便于攜帶和搬運。

2.GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應用

2.1大地測量程制網(wǎng)點測定

目前，GPS測量技術(shù)控制網(wǎng)己經(jīng)完全取代了用常規(guī)測距、測角手段建立的大地控制網(wǎng)，我國的GPS測量大地控制網(wǎng)工作于1991年開始，它利用GPS定位技術(shù)重新測量我國基礎控制網(wǎng)。囚為全國性的大地控制網(wǎng)點之間相距都在數(shù)千甚至上萬公里，常規(guī)的測量工具不能夠完成高精度的遠控制點的測量，而且測量效率低消耗人力過多。還有一類控制測量是城市GPS控制網(wǎng)，與全國性控制網(wǎng)測量相比，城市控制網(wǎng)測量點一般相距幾十公里，并且具有精度高、而積大、使用頻的特點常規(guī)的測量工具測量精度不均勻、費時費工，而且控制點經(jīng)常被破壞泯滅，嚴重影響了測量進度。GPS測量利用其定位范圍廣、效率高、精度高等優(yōu)點很好地解決了以上出現(xiàn)的各種問題，使工程、道路等測量工作實現(xiàn)突破性發(fā)展。

2.2工程變形的監(jiān)測

工程建設中經(jīng)常會遇到認為原因或者地殼運動而造成的建筑物位移，稱之為工程變形，其變形類型有陸地工程的變形、資源開采地區(qū)的地表沉降和圍堰大壩的變形等，這類變形通常都會造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測四個階段：基準設計、結(jié)構(gòu)強度設計、觀測時段設計、監(jiān)測周期設計中都起到了決定性作用。

2.3 GPS在水下工程中測繪中的應用

海洋資源的開發(fā)利用、海岸碼頭和港口的建設、航道的整治等水下工程都需要精度非常高的地形測繪圖，GPS技術(shù)的二維測定技術(shù)能夠?qū)λ鹿こ痰臋M向和縱向位置進行高精度測定，然后利用計算機進行地形圖的繪制。在水下工程縱向方面的測量利用測深儀，根據(jù)超聲波在水下傳播的時間得出水深，與此同時潮位儀還要進行潮位測定，來更正水深和地形的高程。橫向位置的測量采用差分GPS技術(shù)，解決了以前采用經(jīng)緯儀等傳統(tǒng)定位儀器而產(chǎn)生的操作繁瑣、抗外界干擾性低等問題，提高了水下工程的測繪。

2.4房地產(chǎn)測繪中的應用

在工程測量中常用的GPS測量技術(shù)為實時動態(tài)差分法，這種新的方法可以實現(xiàn)在戶外觀測之后隨即獲得高精度的定位，在房地產(chǎn)測繪工作中的應用尤為突出。在房地產(chǎn)和地籍測繪工作中利用實時動態(tài)差分法對每宗土地權(quán)屬界點進行測定，只需要一名操作人員使用一臺儀器在每個測定點上花費幾秒鐘時間，然后將所得大量數(shù)據(jù)通過計算機軟件運算處理后直接輸入GPS系統(tǒng)便可得到房地產(chǎn)或地籍測繪圖。因為實時動態(tài)差分技術(shù)不需要測點間通視，而且需要的操作人員也極少，所以該技術(shù)很大程度地提高了房地產(chǎn)或地籍測繪工作的效率。 [科]

【參考文獻】

[1]鄭乃發(fā).RTK測量技術(shù)的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（24）.

[2]李超.工程測繪中GPS測量技術(shù)應用綜述[J].科協(xié)論壇（下半月），2011（03）.

[3]王永新.GPS測量技術(shù)及其在公路施工中的應用[J].中國科技信息，2012（09）.

[4]費俊揚.GPS測量技術(shù)在山地風電場施工中的應用[J].水利水電施工，2010（06）.

[5]李元勃.GPS測量技術(shù)在泰寧城關(guān)至上青公路工程中的應用[J].公路與汽運，2013（05）.