GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析

熊小全

【摘 要】近些年隨著工程施工的不斷開展，施工單位開始加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的重視，其中在工程施工中會(huì)對(duì)工程進(jìn)行測(cè)繪，這就需要應(yīng)用一定的測(cè)繪技術(shù)保障工程測(cè)繪的質(zhì)量，GPS測(cè)繪技術(shù)作為工程測(cè)繪中重要的測(cè)繪技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用可以很大程度上并提高測(cè)繪的效率與質(zhì)量，為工程的順利完工提供一定的幫助。本文介紹了GPS測(cè)繪技術(shù)的工作原理與特點(diǎn)，并著重分析了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，為今后更好的應(yīng)用GPS技術(shù)提供一定的借鑒。

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

一、GPS測(cè)繪技術(shù)的工作原理

GPS系統(tǒng)又稱為衛(wèi)星定位地位系統(tǒng)，使用的主要是距離交匯法，此方法的原理是將GPS接收機(jī)安裝在某一地方的一個(gè)點(diǎn)上，而且點(diǎn)是由具體要求的。GPS衛(wèi)星隨時(shí)都會(huì)發(fā)出定位信息，在某一時(shí)間內(nèi)，接受到衛(wèi)星的定位信息，最低接收的衛(wèi)星是三顆。然后，利用一些方式方法處理接收的信息，計(jì)算出時(shí)間，GPS接收機(jī)結(jié)和接收GPS衛(wèi)星之間的路程是aNS，bNS，cNS。獲取他們之間的路程距離，還需要獲取此時(shí)間內(nèi)被接收衛(wèi)星在地球的某一位置，即三維坐標(biāo)，其主要是利用接收衛(wèi)星星歷完成的。GPS測(cè)繪一般情況下應(yīng)用的坐標(biāo)系統(tǒng)主要有兩種，其一是空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)，其二是地固坐標(biāo)系統(tǒng)。另外，還可以切實(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，兩種坐標(biāo)系統(tǒng)都可以互相轉(zhuǎn)換應(yīng)用，以此得到控制點(diǎn)的具體位置，增強(qiáng)觀察測(cè)量結(jié)果。

二、GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

（一）提高觀測(cè)速率

隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，其運(yùn)行速度及相關(guān)功能均得到了極大的進(jìn)步，以前需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)才能夠完成的測(cè)量，GPS系統(tǒng)只需要花費(fèi)幾十分鐘，甚至幾分鐘即可實(shí)現(xiàn)。目前在應(yīng)用GPS技術(shù)的情況下對(duì)20千米以內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)只需15min就可以非常精準(zhǔn)的進(jìn)行定位，當(dāng)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的距離在1.5千米時(shí)，應(yīng)用GPS技術(shù)可以很快的進(jìn)行相對(duì)定位測(cè)量，且在2min內(nèi)就可以準(zhǔn)確的定位，并且所觀測(cè)的誤差只在幾秒之內(nèi)。

（二）增加測(cè)量準(zhǔn)確性

在道路測(cè)量中應(yīng)用GPS技術(shù)可以使測(cè)量的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，在5km之內(nèi)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其測(cè)量的誤差能夠保證在6～10mm之間，而隨著距離的增大，在100～500km之內(nèi)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其測(cè)量的精確度能夠保證在7～10mm之間，而如果測(cè)量的距離在1000km時(shí)，測(cè)量的精確度就能夠保證在9～10mm之間。使用GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行300～500m的測(cè)量，觀察誤差僅在1mm以內(nèi)，采用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量提高了測(cè)量的精準(zhǔn)度。在靜態(tài)測(cè)量精度上，已經(jīng)提高到毫米甚至是亞毫米的級(jí)別，其中很多高程精度也可以達(dá)到毫米級(jí)別。在動(dòng)態(tài)測(cè)量精度定位上，也具有可以達(dá)到厘米級(jí)別，滿足各工程測(cè)量領(lǐng)域的需求，還可以實(shí)現(xiàn)建筑物變形測(cè)量等特殊的測(cè)繪要求。

（三）降低操作難度

在應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行道路測(cè)量時(shí)通常也會(huì)結(jié)合其他測(cè)量技術(shù)，這就會(huì)在一定程度上大大降低測(cè)繪技術(shù)的操作難度，進(jìn)而拓寬GPS測(cè)繪技術(shù)的使用范圍，促進(jìn)GPS技術(shù)自動(dòng)化與集成化的發(fā)展。GPS測(cè)繪技術(shù)的功能相當(dāng)全面，其可以用于測(cè)繪的內(nèi)外業(yè)領(lǐng)域，操作人員在進(jìn)行測(cè)量時(shí)只需要通過軟件系統(tǒng)就可以熟練的對(duì)GPS技術(shù)進(jìn)行操控，這樣一來既大大降低了對(duì)操作人員專業(yè)知識(shí)與技能的要求，同時(shí)也減少操作人員的工作量、減少因操作人員而出現(xiàn)的誤差，進(jìn)而提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

三、GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析

（一）在外業(yè)測(cè)繪中的應(yīng)用

將GPS測(cè)繪技術(shù)切實(shí)應(yīng)用到工程測(cè)繪中，能夠促進(jìn)外業(yè)測(cè)繪工作的有序開展。充分合理利用GPS測(cè)繪技術(shù)，可以更加準(zhǔn)確地定位測(cè)繪點(diǎn)，以此能夠更進(jìn)一步保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行測(cè)繪工作，測(cè)繪工作人員需要詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)具體情況，并提前做好準(zhǔn)備工作，從而保證測(cè)繪工作得以順利進(jìn)行。也就是必須提前對(duì)測(cè)繪區(qū)域的位置信息、標(biāo)型等內(nèi)容深入了解，確保測(cè)繪工作的效率和質(zhì)量。在應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)觀測(cè)時(shí)，需要先使用無線安置或者開機(jī)觀測(cè)兩種模式，以此有效避免傳統(tǒng)測(cè)繪方式的不足。在確定測(cè)量的具體位置后，還需要將設(shè)備安裝在三腳架上，保障設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)還要確保天線基座與標(biāo)志方向相對(duì)準(zhǔn)，從而全面提高測(cè)繪工作質(zhì)量。

（二）在布網(wǎng)工作中的應(yīng)用

在布網(wǎng)時(shí)，GPS測(cè)繪技術(shù)可以切實(shí)應(yīng)用到線路和帶狀工程測(cè)繪中去。在引水工程測(cè)繪時(shí)，合理利用GPS測(cè)繪技術(shù)，能夠促使邊連式或者點(diǎn)連式發(fā)展成三個(gè)交匯點(diǎn)圖形。對(duì)于工程樞紐而言，通過使用網(wǎng)聯(lián)式和邊連式完成交匯點(diǎn)設(shè)置，以此促使網(wǎng)格精確度和強(qiáng)度得以提升。利用GPS測(cè)繪技術(shù)嚴(yán)格控制網(wǎng)格數(shù)據(jù)的精確性，能夠促進(jìn)測(cè)繪工作效率和質(zhì)量的提高。對(duì)處于復(fù)雜地質(zhì)條件的測(cè)繪工作，可以使用GPS的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，進(jìn)行區(qū)域模擬，并利用三維圖像顯示出主要內(nèi)容和特殊區(qū)域。據(jù)此，從多方位進(jìn)行物體測(cè)繪，從而提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。另外，GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用不會(huì)受天氣影響，可以快速定位，從而提高測(cè)繪工作質(zhì)量。

（三）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪法在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

在工程測(cè)繪中應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪。在檢測(cè)點(diǎn)上設(shè)置全新機(jī)站，并在機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝GPS設(shè)備，就可以充分發(fā)揮衛(wèi)星在測(cè)繪工作中的作用，以此滿足測(cè)繪需求。合理利用無線傳輸技術(shù)，可以把所獲測(cè)繪數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸?shù)叫畔⒔邮罩行?。在接收?shù)據(jù)信息時(shí)，流動(dòng)站點(diǎn)可以合理利用無線設(shè)備接收基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)信息。在相對(duì)定位原則下，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)分析，就可以獲得觀測(cè)點(diǎn)的位置和間距，以此就能夠得到流動(dòng)站的三維坐標(biāo)。在進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪時(shí)，需要詳細(xì)分析測(cè)繪的實(shí)際情況，以便于選擇相對(duì)合適的測(cè)量點(diǎn)。在此過程中，需要保證測(cè)量點(diǎn)的視野足夠開闊，還需要安裝好設(shè)備，從而保證測(cè)繪工作的順利開展。然后，還需要及時(shí)確定傳輸信號(hào)，以此保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

（四）GPS測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用

1.公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

在公路設(shè)計(jì)時(shí)，切實(shí)應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)，能夠最優(yōu)化選線方案，盡量減少農(nóng)田占用面積。在開展工作時(shí)，必須遵守勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范，以此保證中線選擇與相關(guān)要求相符以及其準(zhǔn)確性。使用RTK技術(shù)，可以把RTK接收機(jī)當(dāng)作流動(dòng)站，每隔一段距離收集一次數(shù)據(jù)。以已知點(diǎn)作為參考依據(jù)，對(duì)重要物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，可以把信息數(shù)據(jù)順利傳輸?shù)浇邮諜C(jī)中，再利用CAD軟件選擇線路。使用GPS RTK技術(shù)，輸入點(diǎn)位坐標(biāo)，可以幫助技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)精確目標(biāo)。

2.城市建設(shè)中的應(yīng)用。

在城市建設(shè)測(cè)繪中，切實(shí)利用GPS測(cè)繪技術(shù)，可以滿足城市規(guī)劃需求。在開展測(cè)繪工作上時(shí)，充分考慮城市規(guī)劃需要控制大面積區(qū)域，還要嚴(yán)格劃分建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)，以此滿足城市規(guī)劃要求。利用GPS測(cè)繪技術(shù)，能夠通過建立CORS站收集大量數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃區(qū)的調(diào)整。與此同時(shí)，才可以提高建筑物預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確性，以此減少城市建設(shè)對(duì)城市布局和公共環(huán)境的影響，從而落實(shí)城市測(cè)量可持續(xù)發(fā)展理念。

3.工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

在監(jiān)測(cè)工程變形時(shí)，切實(shí)應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)，可以有效監(jiān)測(cè)變形程度。通過利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)建筑變形，以此及時(shí)發(fā)現(xiàn)變形問題。然后，通過采取科學(xué)合理的改進(jìn)措施，促進(jìn)工程質(zhì)量得以提升。在監(jiān)測(cè)時(shí)，還要在建筑上安裝GPS信號(hào)接收器，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工程變形程度。一旦變形過大，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)警報(bào)，從而有效避免發(fā)生重大災(zāi)害。

四、結(jié)語

總而言之，工程測(cè)繪中應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)可以在一定程度上提高測(cè)繪的效率與質(zhì)量，同時(shí)該技術(shù)可以應(yīng)用到很多類型的工程施工中，為工程施工的不斷發(fā)展提供了必要的條件。因此，工程施工單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的研究與分析，不斷優(yōu)化其技術(shù)，促進(jìn)GPS測(cè)繪技術(shù)的不斷完善，以便于更好的應(yīng)用于工程測(cè)繪中，進(jìn)而為工程測(cè)繪的精確性提供保障。

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