探究GPS在工程測(cè)繪上的應(yīng)用與發(fā)展

【摘要】作為眾多施工領(lǐng)域中必須的前期工作，工程測(cè)量工作展開(kāi)與進(jìn)行的優(yōu)劣對(duì)后期工程施工的順利進(jìn)行具有重要的意義和作用。然而工程測(cè)量工作并非易事，具有極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性與廣闊的工作面，因此要想更好的完成工程測(cè)量任務(wù)，就需要利用各種先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)與設(shè)備的幫助。全球定位系統(tǒng)（GPS）作為一種先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)，在工程測(cè)量過(guò)程中發(fā)揮著極為重要的作用。本文將主要對(duì)GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析與研究。

【關(guān)鍵詞】GPS；工程測(cè)繪；應(yīng)用發(fā)展

GPS是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能，能為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。目前，GPS已經(jīng)應(yīng)用于安全監(jiān)督、物流、測(cè)繪等諸多領(lǐng)域，進(jìn)一步提高了工程測(cè)繪工作效率以及測(cè)量的精準(zhǔn)度。與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，GPS測(cè)繪技術(shù)具有技術(shù)含量高、測(cè)量時(shí)間短、精確度高的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，充分將傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合在一起，對(duì)工程控制網(wǎng)的建立提供了技術(shù)前提，保障了測(cè)量結(jié)果的科學(xué)性和精確性，具有良好的發(fā)展前景。

1、GPS測(cè)繪技術(shù)的工作原理

GPS技術(shù)的工作原理是將GPS接收機(jī)設(shè)置在某一點(diǎn)上，GPS衛(wèi)星不間斷的發(fā)送定位信息，再利用計(jì)算機(jī)對(duì)接收到的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而確定接收機(jī)所在的三維位置。采用空間距離后方交匯原理來(lái)確定待測(cè)點(diǎn)的位置，獲得的高程是以參考橢球面為基準(zhǔn)的大地高。其誤差主要包括衛(wèi)星鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、電離層延遲誤差、對(duì)流層延遲誤差及多路徑誤差等。利用GPS進(jìn)行測(cè)繪，其坐標(biāo)系統(tǒng)分為空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)和地固坐標(biāo)系統(tǒng)兩種，這兩種坐標(biāo)系統(tǒng)在運(yùn)用過(guò)程中可以相互轉(zhuǎn)換，并借此判斷控制點(diǎn)的具體位置，從而使測(cè)量結(jié)果更為精確。按照定位的具體方式來(lái)劃分，其定位方式為相對(duì)定位和絕對(duì)定位兩種，前者主要基于空間幾何理論，在已知測(cè)量點(diǎn)和三顆衛(wèi)星距離的基礎(chǔ)上，通過(guò)有關(guān)數(shù)學(xué)理論，計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際位置：后者則是在已知經(jīng)緯度、海拔信息基礎(chǔ)上，判定測(cè)量點(diǎn)的空間坐標(biāo)。

2、GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的重要作用

工程測(cè)量是指對(duì)各項(xiàng)工程建設(shè)中所需的地理勘測(cè)、建筑設(shè)計(jì)、工程施工以及多角度檢測(cè)等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)繪的方法，工程測(cè)量在我國(guó)城市建筑、橋梁隧道、水利工程、鐵路交通等建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。而先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用不僅進(jìn)一步推動(dòng)了工程測(cè)量領(lǐng)域的進(jìn)步與發(fā)展，而且為工程測(cè)量工作更好的開(kāi)展帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)。工程測(cè)量工作作為建筑工程施工的前期階段，其測(cè)量精度的準(zhǔn)確性在很大程度上決定著后期建筑工程施工的順利進(jìn)行與工程施工的質(zhì)量，而GPS全球定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用則有效的保障了工程測(cè)量的精度與準(zhǔn)確性，從而為建筑工程的正常施工與建筑工程質(zhì)量的提高提供有力的保障。

3、GPS技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用

3.1在水下地形測(cè)繪方面的應(yīng)用

對(duì)于水下地形測(cè)繪工作而言，由于其有較為復(fù)雜的水系地形和測(cè)量環(huán)境，該類(lèi)型的工程測(cè)繪是測(cè)繪工作長(zhǎng)期以來(lái)的重大難題。但是隨著GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的廣泛應(yīng)用，使得了其便捷性和準(zhǔn)確性都有了較大程度的提升。傳統(tǒng)的水下地形測(cè)繪主要采用的是測(cè)深儀，主要有經(jīng)緯儀、外測(cè)距儀等主要儀器對(duì)水深進(jìn)行測(cè)量。而GPS測(cè)繪技術(shù)在水下地形測(cè)繪中的應(yīng)用，通過(guò)測(cè)深儀、終端接收設(shè)計(jì)以及差分GPS接收機(jī)等儀器間的相互配合，構(gòu)建起了有機(jī)的水下測(cè)繪體系，從而在大比例尺下的水下地形測(cè)繪工作中得到了較為廣泛的應(yīng)用，并且能夠較高的體現(xiàn)出水下地形的具體情況。

3.2在城市測(cè)量控制方面的應(yīng)用

為了便于對(duì)城市建成區(qū)以及規(guī)劃區(qū)進(jìn)行測(cè)繪，城市控制網(wǎng)往往需要有較大的控制面積、較高的精度以及較高的使用頻率等，城市1級(jí)至3級(jí)導(dǎo)線一般是置于地面，而隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，很容易對(duì)這些點(diǎn)造成破壞，妨礙工程測(cè)量的順利進(jìn)行，工作效率在很大程度上取決于所提供控制點(diǎn)的速度和精準(zhǔn)度。一般的控制測(cè)量要求點(diǎn)間通視，這樣不僅需要大量的人力和時(shí)間，還容易致使精度不均。而GPS靜態(tài)測(cè)量則無(wú)需點(diǎn)間通視，還能達(dá)到較高的精度，不足的是數(shù)據(jù)采集所需時(shí)間較長(zhǎng)，且過(guò)后還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，無(wú)法實(shí)時(shí)掌握定位結(jié)果，若一旦發(fā)現(xiàn)精度與要求不符，就一定要返工。在作業(yè)精度及效率方面，RTK技術(shù)的應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢(shì)。

3.3在市政線路中線定線方面的應(yīng)用

在市政道路和電力線的中線放樣中，RTK測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用可節(jié)省大量的人力，只需一人便可完成該項(xiàng)工作。在RTK的外業(yè)控制器中輸入相應(yīng)的參數(shù)便可進(jìn)行放樣，如：線路起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角以及半徑等。既可以根據(jù)樁號(hào)進(jìn)行放樣，也可以根據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行放樣，而且可任意進(jìn)行互換，靈活性較強(qiáng)。在放樣的過(guò)程中，屏幕上將對(duì)偏移量及偏移方位給予提示，方便進(jìn)行移動(dòng)，以至于誤差不超過(guò)設(shè)定值。

3.4 GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用

現(xiàn)在高層建筑不斷增多，對(duì)與高層建筑的工程質(zhì)量檢測(cè)也變得越來(lái)越重要。高層建筑在施工和使用過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)變形問(wèn)題，造成變形的原因可能是多方面的，也許是人為的原因造成的，也許是地質(zhì)原因造成的，也許是自然原因造成的。對(duì)變形原因的分析成為當(dāng)前保障建筑安全的最關(guān)鍵問(wèn)題。利用測(cè)量精確度極高的GPS技術(shù)，對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行三維測(cè)定，精確測(cè)定出建筑物各個(gè)位置的當(dāng)前數(shù)據(jù)。在施工和使用過(guò)程中還要對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，與之前檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，掌握建筑的細(xì)微變化，對(duì)建筑的施工和使用提供參考依據(jù)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，GPS測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國(guó)的工程測(cè)繪中，并且取得了一定的成效，工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用具有很多優(yōu)勢(shì)，能在短時(shí)間內(nèi)完成大量的精確工作，提高測(cè)量效率，保證測(cè)量精確適應(yīng)了現(xiàn)代工程項(xiàng)目對(duì)于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不斷提升的現(xiàn)實(shí)需求，提高了工程測(cè)繪工作效率以及測(cè)量的精準(zhǔn)度，具有廣闊的發(fā)展前景。