淺談工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

張茂松

摘要：GPS測(cè)量技術(shù)經(jīng)過幾十年的不斷研究發(fā)展，目前已作為一種成熟的測(cè)量技術(shù)而在工程測(cè)繪、導(dǎo)航、衛(wèi)星定位等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中，工程測(cè)繪是GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。本文重點(diǎn)對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的優(yōu)勢(shì)及具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述，旨在促進(jìn)GPS技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，推動(dòng)該技術(shù)與工程行業(yè)更快發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)繪；GPS測(cè)量技術(shù)；優(yōu)勢(shì)；應(yīng)用

前言：最新GPS技術(shù)通過將傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)與現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)有機(jī)融合為一體，形成了一個(gè)兼具傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)的新型測(cè)量技術(shù)，從而大大提高了自身的測(cè)量精度、適用范圍與工作效率。大量實(shí)踐表明，應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)繪，可以解決傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)存在難題，滿足測(cè)量精度要求，對(duì)現(xiàn)代工程測(cè)繪與工程施工而言具有非常重要的實(shí)踐意義。

1.GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的優(yōu)勢(shì)

1.1定位精準(zhǔn)、測(cè)量高效

定位精準(zhǔn)、測(cè)量高效是GPS定位技術(shù)較之其他測(cè)量技術(shù)所具有的一個(gè)突出性優(yōu)勢(shì)，也是該技術(shù)在工程測(cè)繪中得到普遍應(yīng)用的一個(gè)主要原因。從GPS測(cè)量技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中所得到的測(cè)量結(jié)果來看，其不僅測(cè)量精度高（平面測(cè)量誤差通常<1mm）、測(cè)量效率高，幾乎能夠滿足各種測(cè)量精度要求的工程測(cè)繪，而且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的測(cè)量，在現(xiàn)代工程測(cè)繪中有著良好的適應(yīng)性和實(shí)用性。GPS測(cè)量技術(shù)高效的測(cè)量主要體現(xiàn)在在靜態(tài)定位模式下，雙頻接收機(jī)對(duì)信息的采集只需要花費(fèi)5分鐘左右的時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于其他一般的測(cè)量技術(shù)。

1.2功能全面、操作方便

功能全面、操作便捷是GPS測(cè)量技術(shù)擁有的主要優(yōu)勢(shì)之一。我們對(duì)GPS技術(shù)最了解的就是其衛(wèi)星定位與導(dǎo)航功能，殊不知其還可以用于測(cè)量、測(cè)速和測(cè)時(shí)等很多方面，這充分說明了GPS測(cè)量技術(shù)功能的全面性與適用范圍的廣泛性。就GPS技術(shù)的測(cè)量功能來說，目前已在很多領(lǐng)域得到了推廣應(yīng)用，如航空攝影、工程測(cè)繪、海洋探測(cè)等。利用GPS技術(shù)的測(cè)量功能主要實(shí)現(xiàn)的是從空中對(duì)地面進(jìn)行攝影，獲取地面的縱向圖；對(duì)地球板塊、地殼運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行測(cè)量，了解地質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化情況及其對(duì)工程施工的影響。

成熟的GPS測(cè)量技術(shù)自動(dòng)化水平非常高，使得其在實(shí)際應(yīng)用中操作起來非常方便快捷，可以大大簡(jiǎn)化工程測(cè)繪環(huán)節(jié)，提高測(cè)量工作效率，減少資源、成本費(fèi)用的投入。運(yùn)用GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)繪時(shí)，測(cè)量人員只需要根據(jù)不同測(cè)量項(xiàng)目分別完成對(duì)GPS接收機(jī)的安裝，然后等待GPS接收機(jī)自動(dòng)獲取完整的相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析即可完成項(xiàng)目測(cè)量工作。由于GPS測(cè)量技術(shù)的高自動(dòng)化水平使得很多測(cè)量工作都是由接收機(jī)自動(dòng)完成，這就大大簡(jiǎn)化了工程測(cè)繪工作，降低了工程測(cè)繪復(fù)雜度，使工程更為經(jīng)濟(jì)。

2.GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

2.1 GPS水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

在工程測(cè)繪中，水準(zhǔn)測(cè)量是常見的一個(gè)測(cè)量項(xiàng)目，以往對(duì)工程水準(zhǔn)的測(cè)量往往存在較大偏差，水準(zhǔn)距離偏遠(yuǎn)，不利于工程施工。而應(yīng)用GPS水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)來負(fù)責(zé)工程測(cè)繪中的水準(zhǔn)測(cè)量項(xiàng)目，測(cè)量人員通過GPS接收機(jī)可以獲取到全面準(zhǔn)確的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)而獲取到施工現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)水準(zhǔn)距離的精確測(cè)量，可以較好的保證水準(zhǔn)測(cè)量精度滿足工程測(cè)繪要求，為工程施工奠定良好基礎(chǔ)。需注意，應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)時(shí)，必須要嚴(yán)格按照事先制定的測(cè)量計(jì)劃來進(jìn)行，并嚴(yán)格保證外觀測(cè)量的進(jìn)度，避免測(cè)量精度受到影響。

例如，在建設(shè)大型公路工程項(xiàng)目時(shí)，測(cè)量人員對(duì)GPS接收機(jī)獲取到的衛(wèi)星同步圖片進(jìn)行深入解析，根據(jù)圖片提供的信息，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)地貌對(duì)施工場(chǎng)地實(shí)施水準(zhǔn)測(cè)量。在沿公路每隔200米處設(shè)置一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的位置盡可能放在較為堅(jiān)固的地方，如房基等，對(duì)設(shè)置好的水準(zhǔn)點(diǎn)做好詳細(xì)記錄工作之后，水準(zhǔn)測(cè)量任務(wù)便完成。

2.2GPS衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用

衛(wèi)星定位是GPS技術(shù)的最主要功能，也是應(yīng)用的主要目的。利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)繪，基于的原理主要是物理原理與幾何原理的相結(jié)合。即利用地面接收裝置與系統(tǒng)空間分布衛(wèi)星之間的相互通信，實(shí)現(xiàn)從多角度對(duì)目標(biāo)物體的跟蹤定位，從而獲取到物體的當(dāng)前位置信息，具體如圖1。在這方面，工程測(cè)繪應(yīng)用的主要是GPS衛(wèi)星定位技術(shù)中的動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式。GPS動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式，以載波相對(duì)觀測(cè)量為定位依據(jù)，通過在地面上安裝接收裝置和在觀測(cè)基站上選取一個(gè)控制點(diǎn)，控制點(diǎn)點(diǎn)位必須足夠精確，從而在實(shí)現(xiàn)對(duì)工程精確高效定位的同時(shí)，保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可以滿足工程測(cè)繪精度要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量目標(biāo)位置信息的實(shí)時(shí)采集與不同角度觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的全面測(cè)量。

2.3GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

除了上述兩種測(cè)量技術(shù)之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，它主要應(yīng)用于測(cè)量環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用可以有效解決地勢(shì)險(xiǎn)峻、地質(zhì)地理環(huán)境差的測(cè)量作業(yè)難題，減少工程測(cè)繪中人員傷亡事故發(fā)生。測(cè)量人員利用GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量環(huán)境的模擬構(gòu)造，而且構(gòu)造出的測(cè)量環(huán)境還具有仿真性與交互性功能，這是傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將獲取到的與工程測(cè)繪相關(guān)的一系列三維圖片存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，通過計(jì)算機(jī)軟件相應(yīng)處理后這些三維圖片便會(huì)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，將工程整體測(cè)量流程顯示出來。

總結(jié)：對(duì)于現(xiàn)代工程建設(shè)而言，GPS測(cè)量技術(shù)儼然已成為工程測(cè)繪中所必不可少的一項(xiàng)重要技術(shù)，在工程定位、水準(zhǔn)測(cè)量、施工場(chǎng)地模擬等諸多方面均發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，我們?cè)诔浞掷肎PS測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)該技術(shù)功能進(jìn)行不斷的拓展豐富，力求為工程測(cè)繪提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。