GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用探析

申登峰++高樹(shù)棟

[摘 要]GPS是一種應(yīng)用廣泛的導(dǎo)航定位技術(shù)，在工程測(cè)繪工作中有著很重要的地位。和傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比，GPS有著很大的優(yōu)勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，而建筑的功能卻越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)計(jì)要求也逐漸增高，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)顯然已經(jīng)不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，逐漸被新技術(shù)的使用而取代。本文簡(jiǎn)單地介紹GPS相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，來(lái)使人們了解GPS技術(shù)，使其更好地提高工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。

[關(guān)鍵詞]GPS測(cè)繪技術(shù)；工程測(cè)繪；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P228.4；TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）16-0196-01

1.GPS技術(shù)簡(jiǎn)介

此項(xiàng)技術(shù)是全球定位系統(tǒng)的英文單詞的縮寫。最早是由美國(guó)進(jìn)行研發(fā)的，研發(fā)的主要目的是應(yīng)用于軍事方面。利用衛(wèi)星來(lái)傳送相關(guān)信號(hào)，準(zhǔn)確定位。后來(lái)被發(fā)現(xiàn)在生活工作當(dāng)中也有著巨大的意義，例如在車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)中，在海運(yùn)當(dāng)中，在工程測(cè)量方面都有著實(shí)際工作意義。這是因?yàn)镚PS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)觀察目標(biāo)的準(zhǔn)確定位，以三維的目標(biāo)建立工作模型?，F(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的領(lǐng)域就是車載導(dǎo)航和測(cè)繪工程當(dāng)中的測(cè)量工程方面。

2.GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可以實(shí)時(shí)定位

GPS測(cè)繪技術(shù)采用的是全球定位系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)航，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的速度以及三維位置的實(shí)時(shí)精確定位，從而有效地保證運(yùn)動(dòng)物體可以按照之前預(yù)定的方案運(yùn)行。

2.2 定位的精度非常高

根據(jù)相關(guān)的工程測(cè)繪具體實(shí)驗(yàn)可以得知，工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用在具體的定位精度上可以達(dá)到50km之內(nèi)，相對(duì)定位的精準(zhǔn)度高達(dá)10×1-6到10×2-6，在距離為100km到500km時(shí)其定位精準(zhǔn)度可以達(dá)到10-7，距離超過(guò)1000km時(shí)其相對(duì)定位的精準(zhǔn)度可以到達(dá)10-9。GPS測(cè)繪技術(shù)采用實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)定位以及實(shí)時(shí)地查分定位方式，使工程測(cè)量的精準(zhǔn)度可以按厘米級(jí)以及分米級(jí)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，這樣幾乎可以滿足工程測(cè)量中的所有測(cè)量要求，現(xiàn)階段GPS測(cè)繪技術(shù)依舊在不斷的發(fā)展，因此GPS測(cè)繪技術(shù)的精準(zhǔn)度還可以得到進(jìn)一步的提升。

2.3 觀測(cè)所用時(shí)間短

現(xiàn)階段進(jìn)行測(cè)量的模式選用的是經(jīng)典靜態(tài)的相對(duì)定位模式，現(xiàn)在要對(duì)20km以內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，借助單頻接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)所用的觀測(cè)時(shí)間大概為1h，如果借助雙頻接收機(jī)來(lái)進(jìn)行測(cè)量所需的測(cè)量時(shí)間為15-20min。而如果采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位模式，僅僅需要1～5min的時(shí)間就可以將初始化觀測(cè)完成，在每個(gè)站所需要的觀測(cè)時(shí)間短到僅需幾秒。因此可以得出結(jié)論，GPS測(cè)繪技術(shù)可以將工程測(cè)繪的觀測(cè)時(shí)間降到最低，從而有效地提升工程測(cè)繪的效率。

2.4 操作難度較低

伴隨著國(guó)家各種測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS測(cè)繪技術(shù)也在不斷更新，現(xiàn)階段GPS測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)基本可以實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，因此在對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行操作時(shí)難度相對(duì)會(huì)比較低，只需要了解并且掌握一些基本的監(jiān)測(cè)儀器、量取儀器，采集數(shù)據(jù)以及安裝儀器的技術(shù)，接下來(lái)的一些測(cè)繪工作系統(tǒng)可以自動(dòng)展開(kāi)，操作的簡(jiǎn)便也促進(jìn)了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的進(jìn)一步應(yīng)用。另外，GPS接收機(jī)的重量比較輕體積非常小，方便攜帶。

2.5 可以用于長(zhǎng)期作業(yè)

因?yàn)镚PS衛(wèi)星的分布數(shù)量非常多并且分布非常均勻，所以GPS測(cè)繪技術(shù)的覆蓋面非常廣，除去在比較惡劣的雷雨天氣下，地球上的幾乎任何一個(gè)位置都能夠接收到觀測(cè)信息，因此GPS測(cè)繪技術(shù)，受所用地點(diǎn)以及時(shí)間的限制非常少，具有可以用于長(zhǎng)期作業(yè)的特點(diǎn)。

2.6 功能多用途廣

GPS測(cè)繪技術(shù)不僅僅可以用于各類導(dǎo)航工作以及測(cè)量工作，同時(shí)還可以進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)時(shí)以及測(cè)速工作，在進(jìn)行測(cè)速工作時(shí)，GPS測(cè)繪技術(shù)的精度可以達(dá)到每秒0.1m，可以說(shuō)精度非常高。

3.工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用實(shí)踐探討

3.1 工程變形方面GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

工程變形主要是指由于人為因素使得建筑未發(fā)生位移或者變形，工程變形在工程建筑中是一種普遍存在的現(xiàn)象，工程會(huì)發(fā)生變形也就給了GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐空間，GPS測(cè)繪技術(shù)擁有可以三維定位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程變形的監(jiān)測(cè)。在具體的工程建設(shè)中，工程變形可以分為陸地上的建設(shè)物發(fā)生變形、礦山變形、大壩發(fā)生變形以及一些海上的建筑物發(fā)生淪陷等方面。另外，利用GPS測(cè)繪技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山變形的監(jiān)測(cè)，在具體的應(yīng)用實(shí)踐中，需要選取一個(gè)特定的位置，在該位置上設(shè)立幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，然后再進(jìn)行GPS接收機(jī)的安裝，從而不斷地接收數(shù)據(jù)并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而利用GPS測(cè)繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

3.2 GPS在水下工程測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS技術(shù)的三維測(cè)定技術(shù)以其高精度的優(yōu)勢(shì)在開(kāi)發(fā)和利用海洋資源、建設(shè)港口和碼頭以及治理航道等水下工程方面都發(fā)揮著很重要的作用。GPS定位技術(shù)通過(guò)對(duì)水下地形各個(gè)方位的位置進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，利用電腦合成技術(shù)，為這些作業(yè)提供了準(zhǔn)確的水下地形圖。水下工程中縱向方面的測(cè)量利用的是測(cè)深儀，而橫向方面的測(cè)量則使用的是差分GPS技術(shù)，簡(jiǎn)化了操作，提高了抗外界干擾性。

3.3 精密工程中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

現(xiàn)階段伴隨著GPS測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展以及應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，工程測(cè)量的多個(gè)環(huán)節(jié)中都有用到GPS測(cè)繪技術(shù)。工程測(cè)繪的范圍非常廣，包括工程的勘察設(shè)計(jì)，工程的施工以及工程的驗(yàn)收等，當(dāng)然還包括工程施工中一些設(shè)備的安裝，所有的工程環(huán)節(jié)中都會(huì)用到GPS測(cè)繪技術(shù)。另外，由于GPS測(cè)繪技術(shù)操作比較簡(jiǎn)單測(cè)量結(jié)果精度高，在很多的精密設(shè)備工程中也得到了一些應(yīng)用實(shí)踐，例如，橋梁工程、管道工程、隧道工程以及安裝工程，工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的實(shí)踐表明了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中發(fā)揮了較大作用。在進(jìn)行兩個(gè)控制點(diǎn)間的具體測(cè)量工作時(shí)，如果采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法只能進(jìn)行通視，但如果借助GPS測(cè)繪技術(shù)就完全不用通視。例如，如果要對(duì)隧道的貫通控制進(jìn)行測(cè)量，為了能夠有效保證隧道貫通測(cè)量的精準(zhǔn)性，需要借助聯(lián)測(cè)確定隧道起始基點(diǎn)的方向，然后再將隧道的開(kāi)挖方向進(jìn)行測(cè)定。這樣不僅可以使隧道工程的測(cè)量變得足夠簡(jiǎn)單，同時(shí)還可以將隧道工程質(zhì)量得到有效提升?，F(xiàn)階段，GPS測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)充分借助自己高效益以及高精度的優(yōu)勢(shì)，在很多的隧道工程以及礦山測(cè)量工程中得到了應(yīng)用實(shí)踐。

4.GPS在測(cè)繪工程中使用的工作建議

首先，培養(yǎng)專業(yè)人才，GPS不能脫離人工實(shí)現(xiàn)測(cè)量與定位。首先需要人來(lái)進(jìn)行觀察位置的接收設(shè)備安裝。沒(méi)有衛(wèi)星接收設(shè)備，此項(xiàng)技術(shù)就無(wú)法工作。所以要有熟悉相關(guān)技術(shù)的工作人員。同時(shí)接收到衛(wèi)星信號(hào)后，要根據(jù)時(shí)間與距離等信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行合理的分析計(jì)算，才能得出精確的定位信息。老一代的測(cè)量人員雖然經(jīng)驗(yàn)豐富，但對(duì)新技術(shù)常常掌握不熟練，例如定位技術(shù)、信息處理技術(shù)等等。所以要培養(yǎng)掌握相關(guān)技術(shù)的專業(yè)人才。其次，根據(jù)工作原理我們可以發(fā)現(xiàn)接收裝置需要接收衛(wèi)星信號(hào)，所以在一些電磁波強(qiáng)烈輻射強(qiáng)烈的情況下，容易出現(xiàn)無(wú)法接收信號(hào)，或者接收信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題的狀態(tài)。

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