在工程測繪中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用分析

楊莉

[摘要]隨著信息時代的發(fā)展和現(xiàn)代科技的進(jìn)步，工程測繪技術(shù)的先進(jìn)性也得到了迅速的提升，測繪技術(shù)的科技含量越來越高。作為工程測繪技術(shù)系統(tǒng)中的重要組成，GPS測繪技術(shù)與一般測繪技術(shù)相比具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢。鑒于此，本文著重分析GPS測繪技術(shù)的工作原理和應(yīng)用特點，并進(jìn)一步探討GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的具體應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]工程測繪GPS測繪技術(shù)；應(yīng)用

與傳統(tǒng)的陸上測量技術(shù)相比，GPS具有很多優(yōu)勢，傳統(tǒng)打大地測量技術(shù)依賴于測站點至目標(biāo)點的通視情況，如果視線方向有障礙物，則必須繞道測量。一般來說，傳統(tǒng)方式的距離測量被限制在5Km左右，氣候因素限制著傳統(tǒng)測量的運(yùn)作。與傳統(tǒng)測繪方式相比，GPS測繪技術(shù)不受氣候條件的限制，也不需要通視要求，同時還可以實現(xiàn)高精度、全天候測量運(yùn)作。因此，本文對GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析對于現(xiàn)代工程建設(shè)而言具有重要的價值與意義。

1、GPS測繪技術(shù)的工作原理

24顆GPS衛(wèi)星在距離地面1萬2千公里的高空上，以12小時的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測中，可以得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用三顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（x，Y，Z）。考慮到衛(wèi)星的時鐘與接收機(jī)時鐘之間的誤差，實際上有4個未知參數(shù)，X，Y，Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測點的經(jīng)緯度和高程信息。

2、GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用特點

總的來說，GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用特點包括精度高，速度快，無需通視，操作簡單，全球布網(wǎng)，全天候作業(yè)，三維坐標(biāo)，應(yīng)用廣泛。具體的分析，GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用特點如下：

2.1提升工程測繪的測量速度

在現(xiàn)代科技的帶動下，GPS測繪技術(shù)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，與GPS測繪相關(guān)的計算機(jī)軟件水平也得到了升級改造，從而使GPS測繪技術(shù)體系的應(yīng)用優(yōu)勢越來越突出。傳統(tǒng)的測繪技術(shù)不僅需要耗費大量的人力和物力，同時還無法保證測量精度，這些問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了工程測繪的發(fā)展。GPS測繪技術(shù)只需要在相關(guān)設(shè)備內(nèi)輸入與測繪對象相關(guān)的環(huán)境參數(shù)，在幾十分鐘的時間內(nèi)便可以獲得精準(zhǔn)的測量結(jié)果，完成測繪工作。其次，20千米以內(nèi)靜態(tài)測量工作一般只要十幾分鐘便可以迅速完成，動態(tài)測量工作僅需要幾分鐘。由此可見，GPS測繪技術(shù)可以實現(xiàn)高速測量。

2.2高效精準(zhǔn)定位

在靜態(tài)測量過程中，GPS測量結(jié)果的準(zhǔn)確性可以達(dá)到99.99%，幾乎完全隔離外界因素的干擾，也正是這種高效精準(zhǔn)定位功能才使得GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得以迅速擴(kuò)展。采用GPS測繪技術(shù)得到的靜態(tài)測量數(shù)據(jù)，數(shù)量級可以達(dá)到亞毫米的級別，動態(tài)測量數(shù)據(jù)級別也可以達(dá)到厘米級別，這種精度級別不僅可以滿足一般工程測繪的需求，同時也可以滿足更高精度的測繪任務(wù)，例如建筑物的微變形測量，只有通過GPS測繪技術(shù)才能夠?qū)⑦@種變形程度表示出來。鑒于此，GPS測繪技術(shù)的高精度是傳統(tǒng)測繪技術(shù)不能相提并論的。

2.3操作便捷簡單

GPS測繪技術(shù)在工作過程中只需要安裝好相關(guān)設(shè)備，接通電纜，然后輸入相關(guān)參數(shù)即可進(jìn)行測量工作，隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，GPS接收機(jī)的功能性越來越強(qiáng)大，技術(shù)人員在操作過程中需要承擔(dān)的任務(wù)量越來越少。操作該技術(shù)的相關(guān)人員只要通過特定觀測設(shè)備對其進(jìn)行有效控制即可，當(dāng)?shù)玫綔y繪結(jié)果以后直接關(guān)閉電源，便可以結(jié)束測繪工作。由此可見，GPS測繪技術(shù)在操作過程中十分簡單。

除上述應(yīng)用特點以外，GPS測繪技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性能也尤為突出，即與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，GPS測繪技術(shù)在有效縮短工程周期的同時節(jié)省了大量的人力和物力，降低了對測量站互通的要求，因此其經(jīng)濟(jì)性較好。

3、GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

3.1 GPS定位技術(shù)的應(yīng)用

GPS定位技術(shù)的具體應(yīng)用主要表現(xiàn)在GPS外業(yè)測繪和GPS布網(wǎng)兩個方面，首先在實施GPS外業(yè)測繪工作之前要通過GPS定位技術(shù)準(zhǔn)確的定位出測量點，測量點的準(zhǔn)確定位是GPS外業(yè)測繪工作實施的基礎(chǔ)和前提，因此GPS定位技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵。GPS布網(wǎng)也是GPS測繪技術(shù)實施的重要環(huán)節(jié)，測繪工作開展以前要對相關(guān)環(huán)境進(jìn)行全面分析，合理規(guī)劃和布線，從而為GPS測繪技術(shù)的實現(xiàn)提供保障。通過GPS定位技術(shù)進(jìn)行合理布網(wǎng)，可以在控制網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)獲得準(zhǔn)確的測繪數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，從而實現(xiàn)測繪工作的最終目標(biāo)。

3.2實時動態(tài)測繪法

工程測繪技術(shù)體系中，利用GPS測繪原理的測繪方法還包括RTK技術(shù)，即載波相位動態(tài)實時差分技術(shù)，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。在基準(zhǔn)站上安置一臺GPS接收機(jī)，對所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測，并將將其觀測數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時地計算并顯示出用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。

高精度的GPS測繪必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。從RTK技術(shù)在現(xiàn)代工程測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用情況分析，其已經(jīng)成為解決高精度測繪問題的重要方式，其應(yīng)用范圍也在進(jìn)一步擴(kuò)展。

結(jié)論：

綜上所述，通過分析GPS測繪技術(shù)工作原理，說明了GPS測繪技術(shù)迅速發(fā)展的內(nèi)在原因，通過分析GPS測繪技術(shù)的特點，說明了GPS測繪技術(shù)在工程測繪工作中的應(yīng)用優(yōu)勢，通過分析GPS定位技術(shù)和動態(tài)測繪技術(shù)，說明了GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的具體應(yīng)用。隨著時代的發(fā)展，GPS技術(shù)的功能日益強(qiáng)大，其應(yīng)用領(lǐng)域從工程項目逐漸走近人們的日常生活，因此加大對GPS測繪技術(shù)的研究力度是十分必要的。