GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用研究分析

李賓

摘 要：在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展背景下，工程測(cè)繪工作中越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)和工藝應(yīng)用，促使工程測(cè)繪活動(dòng)逐漸復(fù)雜化、先進(jìn)化。在工程測(cè)繪中，測(cè)繪工作是了解區(qū)域地質(zhì)情況的主要途徑，測(cè)繪工作結(jié)果精準(zhǔn)、全面與否將直接影響到后續(xù)的工程建設(shè)。通過(guò)工程測(cè)繪，了解區(qū)域地質(zhì)條件、自然環(huán)境和人文環(huán)境，在此基礎(chǔ)上制定工程方案。故此，為了能夠有效提升工程測(cè)繪質(zhì)量，廣泛應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)，較之傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)而言優(yōu)勢(shì)更為突出，可以有效提升測(cè)繪精準(zhǔn)度和效率，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，為后續(xù)工程提供可靠的測(cè)繪結(jié)果。本文就工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，客觀闡述應(yīng)用要點(diǎn)，充分發(fā)揮GPS測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)繪 GPS測(cè)繪技術(shù) 應(yīng)用 接收機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（c）-0122-02

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量不斷擴(kuò)大，為了保證工程建設(shè)質(zhì)量，首要一點(diǎn)就是做好工程測(cè)繪工作，提升重視程度，盡可能降低誤差，獲得更精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。在當(dāng)前工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用，較之傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)而言更為先進(jìn)，但是實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一系列缺陷和不足，在不同程度上影響到工程測(cè)繪質(zhì)量。基于此，應(yīng)該著重從野外觀測(cè)和精準(zhǔn)定位等多角度著手改善，切實(shí)提升工程測(cè)繪質(zhì)量，為后續(xù)工作開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和保障。

1 GPS測(cè)繪技術(shù)概述

GPS技術(shù)最初產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸投入應(yīng)用，最初是用于軍事情報(bào)收集和應(yīng)急通訊等。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展和創(chuàng)新，GPS技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，在工程測(cè)繪、天文和導(dǎo)航等多個(gè)領(lǐng)域均有所應(yīng)用。就GPS技術(shù)內(nèi)部構(gòu)成來(lái)看，主要包括地面監(jiān)控、空間星座和用戶設(shè)備，其中空間星座作為內(nèi)部核心所在，通過(guò)衛(wèi)星的合理布局，確保隨時(shí)隨地都有4顆衛(wèi)星觀測(cè)。如果在星體兩端安裝全向遙測(cè)遙控天線，可以實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)全方位通訊。為了確保衛(wèi)星高度和角度都十分準(zhǔn)確，應(yīng)該合理安裝軌道控制系統(tǒng)和姿態(tài)控制系統(tǒng)，為后續(xù)的觀測(cè)結(jié)果提供保障。通過(guò)GPS技術(shù)應(yīng)用原理，可以發(fā)現(xiàn)在不斷提升星載時(shí)鐘精準(zhǔn)度的同時(shí)，定位精準(zhǔn)度也將隨之提升。地面監(jiān)控主要是由主控站、監(jiān)測(cè)站和地面天線站構(gòu)成，為了保證可以應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況，可以設(shè)置一個(gè)備用主控站。用戶設(shè)備是接受GPS信號(hào)的接收機(jī)，在受到信號(hào)后實(shí)現(xiàn)用戶所在位置的精準(zhǔn)計(jì)算。

除此之外，GPS具有工程測(cè)量、精準(zhǔn)定位、勘探測(cè)繪和導(dǎo)航等作用，在工程測(cè)繪中應(yīng)用較為廣泛，可以實(shí)現(xiàn)快速、高效、便捷的獲取信息。通過(guò)GPS建立工程控制網(wǎng)，可以精準(zhǔn)確定航測(cè)外控點(diǎn)，對(duì)于部分工程量較大的項(xiàng)目，如果是采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行測(cè)量，可能導(dǎo)致后續(xù)布網(wǎng)難度大大提升，測(cè)量精準(zhǔn)度無(wú)法得到有效保障。所以，在工程施工中，更多的是借助建立高精度控制網(wǎng)，根據(jù)工程需要來(lái)加密布設(shè)導(dǎo)線，在實(shí)踐工作中可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在工程測(cè)繪中應(yīng)用GPS技術(shù)，可以有效提升測(cè)量精準(zhǔn)度和效率，降低人為工作強(qiáng)度，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用對(duì)策

工程測(cè)繪工作由于自身特性，涉及內(nèi)容較為繁雜，覆蓋面積廣，工作要求較高，測(cè)量精準(zhǔn)度高低將直接影響到后續(xù)工程方案的制定施工活動(dòng)開(kāi)展，具有較高的地位。GPS測(cè)量技術(shù)是一種先進(jìn)技術(shù)，較之傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)而言，實(shí)際應(yīng)用中可以有效避免外界天氣環(huán)境等因素的影響和干擾，獲得更高精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)用范圍更廣。就GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中應(yīng)用來(lái)看，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 定位技術(shù)

工程測(cè)繪涉及內(nèi)容較廣，對(duì)于測(cè)繪精準(zhǔn)度要求較高，通過(guò)GPS測(cè)量技術(shù)可以有效改善常規(guī)測(cè)量技術(shù)的缺陷和不足，借助載波相位定位，盡可能將時(shí)間控制在20min左右，誤差不超過(guò)5mm。故此，可以選擇快速定位法，將誤差控制在0.1m左右。工程測(cè)試中應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)，需要工作人員具備充分的知識(shí)儲(chǔ)備，了解物理和幾何相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，借助GPS測(cè)量技術(shù)來(lái)多角度測(cè)繪物體，獲得更高精準(zhǔn)度的測(cè)量結(jié)果。當(dāng)前工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，主要是通過(guò)實(shí)施相對(duì)定位和靜態(tài)相對(duì)定位，其中靜態(tài)相對(duì)定位方法較為簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用較為廣泛，需要布設(shè)大量的地面接收裝置，按照特定方法來(lái)排列組合，確保實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)間控制在45min左右，專(zhuān)業(yè)人士通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)備和技術(shù)來(lái)獲取高精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，獲得定位數(shù)據(jù)。而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位中，可以借助載波相對(duì)測(cè)量實(shí)現(xiàn)，由于控制點(diǎn)較多，所以應(yīng)該選擇其中最為精準(zhǔn)的點(diǎn)位，同地面接收裝置連接在一起，實(shí)現(xiàn)被測(cè)量物體的實(shí)時(shí)測(cè)量和控制。

為了可以滿足三維定位需要，應(yīng)該保證所有的GPS接收機(jī)同時(shí)獲取信號(hào)，將誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。如果精準(zhǔn)度要求較高，需要至少五顆以上的衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)三維定位，24顆衛(wèi)星構(gòu)成的GPS系統(tǒng)，應(yīng)該控制水平角度在10°以上。如果定位區(qū)域地形較為復(fù)雜，存在物或是山體等障礙物，可能導(dǎo)致GPS信號(hào)接收不暢，衛(wèi)星信號(hào)接收減少，這時(shí)就需要借助慣性導(dǎo)航技術(shù)來(lái)開(kāi)展測(cè)量工作，滿足實(shí)際測(cè)量需求，提升測(cè)量精準(zhǔn)度。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在工程測(cè)繪中應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)，較之傳統(tǒng)工程測(cè)繪技術(shù)而言優(yōu)勢(shì)更為突出。傳統(tǒng)工程測(cè)繪工作開(kāi)展中，更多的是需要人工執(zhí)行，由于人員自身專(zhuān)業(yè)能力和主觀意識(shí)的差異，可能出現(xiàn)人為誤差，加劇工程風(fēng)險(xiǎn)隱患。尤其是不同區(qū)域地質(zhì)條件差異顯著，對(duì)于部分地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜的情況下，工程測(cè)繪難度隨之增加，帶來(lái)了一系列的安全隱患。故此，可以通過(guò)GPS虛擬顯示技術(shù)創(chuàng)設(shè)區(qū)域環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)環(huán)境的直觀展現(xiàn)，這樣可以有效降低誤差幾率，盡可能避免其中存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程測(cè)繪工作的全方位模擬和分析，可以更加快速地了解被測(cè)繪物體的實(shí)際情況，以三維圖的形式展現(xiàn)在人們面前。

2.3 外業(yè)觀測(cè)

外業(yè)觀測(cè)是一種十分重要的測(cè)繪工作，主要是借助GPS接收機(jī)來(lái)接收衛(wèi)星信號(hào)，這個(gè)過(guò)程主要可以分為安裝天線、接收機(jī)操作、觀測(cè)記錄幾個(gè)過(guò)程。由于外業(yè)觀測(cè)工作特性，對(duì)于設(shè)備要求較高，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的設(shè)備，促使外業(yè)觀測(cè)工作有序開(kāi)展，提升測(cè)繪精準(zhǔn)度和工作效率?；诖耍瑸榱藵M足定位精準(zhǔn)度需求，應(yīng)該保證前期天線安裝精準(zhǔn)度，并且做好整平、對(duì)中和定向工作，嚴(yán)格遵循設(shè)備操作要求，保證操作精準(zhǔn)度。GPS接收機(jī)應(yīng)該具備較強(qiáng)的自動(dòng)化性能，借助先進(jìn)技術(shù)來(lái)完成預(yù)設(shè)任務(wù)和要求，提升自動(dòng)測(cè)量作業(yè)工作效率，實(shí)施記錄工作內(nèi)容，可以有效降低認(rèn)為工作量?？梢越柚邮諜C(jī)自動(dòng)化生成觀測(cè)記錄，將其存儲(chǔ)其中，為后續(xù)工作有序開(kāi)展提供便利和支持。endprint

所以，為了可以有效提升外業(yè)觀測(cè)質(zhì)量，相關(guān)工作人員應(yīng)該注重對(duì)觀測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)分析，然后對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)檢查和分析，如果發(fā)現(xiàn)其中存在問(wèn)題，可以尋求合理措施予以補(bǔ)測(cè)。如果使用傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，由于水準(zhǔn)點(diǎn)之間距離相差較遠(yuǎn)，控制難度較大，所以誤差系數(shù)較大。一般情況下，可以選擇500～1000m的間距，這樣距離越遠(yuǎn)，施工難度也將隨之提升。所以，需要確定臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，并且根據(jù)實(shí)際情況制定觀測(cè)計(jì)劃，借助GPS測(cè)量技術(shù)獲取清晰的衛(wèi)星圖片，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程全面、深入的分析，結(jié)合實(shí)地勘探測(cè)量結(jié)果，有針對(duì)性確定水準(zhǔn)點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

在工程中應(yīng)用GPS定位技術(shù)有著傳統(tǒng)方法所無(wú)法比擬的優(yōu)越性，同時(shí)在理論上也具有可行性。GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受環(huán)境和距離限制，非常適合于地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等。GPS測(cè)量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響，整個(gè)作業(yè)過(guò)程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星定位原理、優(yōu)點(diǎn)、實(shí)施及其在實(shí)施注意事項(xiàng)，對(duì)高程測(cè)量工程將起到重要作用。綜上所述，工程測(cè)繪中應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)，相較于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)而言，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用，可以有效提升工程測(cè)繪效率和精準(zhǔn)度，改善傳統(tǒng)技術(shù)的不足，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，為后續(xù)的工程建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)參考，制定完善的工程方案，促使后續(xù)施工活動(dòng)有序開(kāi)展，具有十分重要的作用。

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