論工程測繪中的GPS測繪技術(shù)

陳景鑫

【摘 要】目前，隨著工程的數(shù)量越來越多、規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的工程測繪技術(shù)已無法滿足實(shí)際的測繪需求，無法有效控制測繪的質(zhì)量，同時(shí)，需要耗費(fèi)大量的人力物力，缺點(diǎn)較為明顯。因此，測繪快、定位準(zhǔn)、操作方便的測繪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即GPS測繪技術(shù)。論文分析了工程測繪中GPS測繪技術(shù)的工作原理、技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用范圍等，對(duì)GPS測繪技術(shù)展開了論述。

【Abstract】At present， with the increasing number and scale of the engineering， the traditional engineering surveying and mapping technology has been unable to meet the actual needs of surveying and mapping， and can not effectively control the quality of surveying and mapping. At the same time， it needs a lot of human and material resources， the shortcomings are more obvious. Therefore， the surveying and mapping technology with fast surveying and mapping， accurate positioning and convenient operation came into being， that is， GPS surveying and mapping technology. This paper analyzes the working principle， technical advantages and application scope of GPS surveying and mapping technology in engineering surveying and mapping， and discusses GPS surveying and mapping technology.

【關(guān)鍵詞】工程測繪;GPS;測繪技術(shù)

【Keywords】engineering surveying and mapping; GPS; surveying and mapping technology

【中圖分類號(hào)】P285? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）11-0191-02

1 引言

GPS技術(shù)是美國研發(fā)的全球?qū)Ш较到y(tǒng)，還有一種說法是衛(wèi)星定位技術(shù)。該系統(tǒng)的組成包括兩個(gè)方面——硬件與軟件。軟件是程序員利用計(jì)算機(jī)編程設(shè)定的工作流程，硬件的構(gòu)成包括地面的信號(hào)接收裝置與衛(wèi)星設(shè)備。GPS技術(shù)飛速進(jìn)步，值得大范圍的推廣和應(yīng)用。GPS技術(shù)在工程測繪中具有專門的GPS測繪技術(shù)，其優(yōu)勢特征明顯，如能夠智能測繪、結(jié)果準(zhǔn)確、操作便捷以及隨時(shí)可用等，所以愈發(fā)受到工程測繪行業(yè)的喜愛。同時(shí)，GPS測繪技術(shù)還有利于國防建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、交通建設(shè)等社會(huì)各行各業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前，工程測繪中的GPS測繪技術(shù)還在持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，提高了測繪的準(zhǔn)確程度與工程測繪的水平。

2 工程測繪中GPS測繪技術(shù)的工作原理

GPS測繪技術(shù)的引言有賴于GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，利用GPS衛(wèi)星定位完成工程測繪，其結(jié)果非常準(zhǔn)確，所以可以提升工程測繪的準(zhǔn)確程度。GPS測繪技術(shù)與傳統(tǒng)的測角測距手段相比測繪更加準(zhǔn)確、經(jīng)費(fèi)成本較低、節(jié)省了大量的人力物力，GPS測繪技術(shù)使工程測繪的效率得到提升。該技術(shù)通過記錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到測繪工程經(jīng)過的時(shí)間，用時(shí)間乘光速，計(jì)算測繪工程到衛(wèi)星的距離。但是由于受到大氣層、電離層影響，測量結(jié)果并不完全真實(shí)，俗稱偽距。所以應(yīng)用GPS測繪技術(shù)測繪時(shí)，GPS衛(wèi)星需要不斷隨機(jī)生成偽碼，隨機(jī)生成的偽碼由1和0二進(jìn)制碼元隨機(jī)組成，隨后GPS衛(wèi)星將上述偽碼向測繪者傳輸，測繪者收到衛(wèi)星電文后，提取衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間，與自己的時(shí)鐘進(jìn)行對(duì)比，可過得到測繪工程與衛(wèi)星的實(shí)際距離。結(jié)合電文數(shù)據(jù)，進(jìn)而明確測繪工程在大地坐標(biāo)系中的真實(shí)位置。因?yàn)闇y繪者無法確保自己的時(shí)間與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星的時(shí)間保持同步，所以除了建立x、y、z三維坐標(biāo)的大地坐標(biāo)系，還要引入Δt作為二者的時(shí)間差，再應(yīng)用方程組計(jì)算Δt的具體數(shù)值。

3 工程測繪中GPS測繪技術(shù)的優(yōu)勢

GPS測繪技術(shù)與以前的測繪技術(shù)比較優(yōu)勢明顯，如測繪快、定位準(zhǔn)、操作便捷等，因此，在工程測繪領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)結(jié)合電子科學(xué)，依靠相關(guān)軟件，能夠在15min之內(nèi)完成20km的工程測繪工作。基準(zhǔn)站和移動(dòng)臺(tái)距離不超過1km時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)能夠在2min內(nèi)結(jié)束工程測繪工作，其結(jié)果精確性的特征十分顯著[1]。

4 GPS測量技術(shù)的特點(diǎn)

4.1 定位精度高

在具體進(jìn)行工程測量時(shí)，利用實(shí)踐表明GPS技術(shù)可以得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果。一般而言，GPS接收機(jī)有雙頻作用，基線非常精確，甚至超過了紅外儀的應(yīng)用效果。另外，GPS測量技術(shù)不易被外界環(huán)境所干擾，無論測量地形條件是否惡劣，周圍環(huán)境是否便利，都能正常開展工作。同時(shí)，GPS定位系統(tǒng)還可以在很短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地進(jìn)行長距離定位，甚至可以精確到厘米。

4.2 觀測時(shí)間短

GPS定位系統(tǒng)不需要花費(fèi)很長的時(shí)間，具體操作時(shí)一般利用動(dòng)態(tài)定位方法，大大提升了測繪的速率，數(shù)秒內(nèi)即可完成工程測繪工作，不僅提高了測繪效率，測繪結(jié)果更加準(zhǔn)確。通過應(yīng)用GPS技術(shù)測繪，在測站點(diǎn)之間并不需要通視，只要空間足夠開拓，不管觀測條件是否惡劣，都可以進(jìn)行測繪，節(jié)省了測繪時(shí)間的同時(shí)，降低了成本支出，所以GPS技術(shù)測繪的應(yīng)用前景十分廣闊。

4.3 自動(dòng)化水平高

技術(shù)人員對(duì)GPS測繪技術(shù)的改進(jìn)趨勢是更加簡單和智能。GPS系統(tǒng)工作時(shí)，技術(shù)人員需要逐步完善觀測手段與系統(tǒng)，利用軟件處理數(shù)據(jù)，給出結(jié)果的三點(diǎn)坐標(biāo)，其他測量工作僅靠衛(wèi)星或其他檢測技術(shù)完成，極大提高了自動(dòng)化工作能力與檢測效率。

4.4 全球全天候定位

檢測時(shí)，需要利用比較多的導(dǎo)航衛(wèi)星，衛(wèi)星分布均勻，不管在哪個(gè)地方都可以系統(tǒng)地進(jìn)行檢測，不僅確保測繪精確，GPS檢測技術(shù)還不用考慮任何天氣因素，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)全球全天候定位。

5 GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用范圍

5.1 測繪房屋地形

GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用范圍十分廣泛，特別是對(duì)房屋地形的測繪非常普遍。一般而言，對(duì)房屋地形測繪工程而言，應(yīng)用GPS測繪技術(shù)有效且快速準(zhǔn)確。主要用于測量分析房屋土地的界址點(diǎn)數(shù)據(jù)，其測繪速率和準(zhǔn)確度都較以往有很大提升，該法可以彌補(bǔ)以前電子測繪手段的不足，完善了測繪模式。

5.2 建設(shè)現(xiàn)代化城市

建設(shè)城市化時(shí)，GPS測繪技術(shù)可以很好地控制城市網(wǎng)的精確度?？墒窃诂F(xiàn)實(shí)操作時(shí)，城市建設(shè)控制網(wǎng)容易受到各種因素的干擾，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障。因此，城市控制網(wǎng)需要重視監(jiān)督工作，提高控制點(diǎn)的準(zhǔn)確程度，比較常見的是控制測量導(dǎo)線與工時(shí)，因?yàn)镚PS技術(shù)能夠準(zhǔn)確地規(guī)劃城市，且應(yīng)用廣泛，因此，技術(shù)特征顯著。所以GPS測繪技術(shù)取代了以前的導(dǎo)線測量模式，有利于未來更好地建設(shè)城市。

5.3 測繪水下工程

部分測量水下工程，特別是縱向測量，經(jīng)常通過探測儀按照超聲波在水下的傳播時(shí)間測繪水深，還可以潮位測定，更正水深與地形的高程。解決了以前操作麻煩、無法對(duì)抗外界干擾等弊端，提高了水下工程的測繪效率。

5.4 測量大型橋梁與隧道工程

大型橋梁工程需要豐富的測量方法，利用許多儀器設(shè)備，耗費(fèi)了不少人力物力，工程時(shí)間很長，還容易受到天氣環(huán)境因素的干擾，測量結(jié)果不準(zhǔn)確。目前，工程規(guī)模不斷開擴(kuò)大，以前的工程測繪技術(shù)功率不夠，無法有效進(jìn)行工程測量。對(duì)于大型橋梁來說，兩岸通視難度較大，需要通過以前的測量手段直接布置大橋工程控制網(wǎng)與施工測量工作。因此，施工技術(shù)人員需要研發(fā)出更有效測量大型橋梁工程的辦法，GPS測繪技術(shù)就是有效的措施手段。

5.5 大地測量控制網(wǎng)點(diǎn)

通過GPS衛(wèi)星定位技術(shù)可以測量我國基礎(chǔ)控制網(wǎng)。我國地大物博大，大地控制網(wǎng)點(diǎn)相隔距離較遠(yuǎn)，普通測量設(shè)備沒有辦法測量距離。測量城市控制網(wǎng)時(shí)，多次使用測量設(shè)備，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性也無法得到保障。GPS測繪技術(shù)和以前的測角測距手段相比測繪更加準(zhǔn)確，GPS測繪技術(shù)使工程測繪工期得到有效縮短，可以有效測量大地控制網(wǎng)點(diǎn)。

5.6 監(jiān)測工程的變形

建設(shè)工程時(shí)，由于地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)生位移，導(dǎo)致工程形變，通過GPS測繪技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測工程形變。工程形變包括地表沉降、陸地變形或圍堰大壩變形等，GPS測繪技術(shù)能夠完美地觀察各階段的變形情況。

5.7 測繪工程建設(shè)

建設(shè)城市時(shí)，要嚴(yán)格劃分城市規(guī)劃區(qū)。GPS測繪技術(shù)能夠勝任該項(xiàng)工作，協(xié)助做好城市建筑物的建筑方案，盡量避免影響城市環(huán)境與格局。

6 工程測繪中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用前景

GPS技術(shù)能夠提高施工效率，相較于以前的測繪技術(shù)優(yōu)勢明顯，在各個(gè)工程領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。工程測繪行業(yè)應(yīng)用GPS測繪技術(shù)，以測量理論為基礎(chǔ)，突破傳統(tǒng)的約束，改進(jìn)了測量模式。按照目前的GPS測繪技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，技術(shù)水平在不斷提高，技術(shù)也更加完整，未來的工程測繪中GPS測繪技術(shù)一定有更加廣闊的應(yīng)用前景，發(fā)展空間更大。

7 結(jié)語

由于GPS測繪技術(shù)不會(huì)被外界因素所干擾，操作便捷，設(shè)備輕巧，應(yīng)用市場廣闊。該項(xiàng)技術(shù)為工程測繪領(lǐng)域提供了技術(shù)支持，也有利于建設(shè)現(xiàn)代化城市與工程控制網(wǎng)，使工程測繪更加準(zhǔn)確，不僅做到了科學(xué)測繪，工程測繪的過程與結(jié)果都更加可靠。

【參考文獻(xiàn)】

【1】姜鴻.論CORS框架下的高精度GPS測量方法在公路測量中的應(yīng)用[J].公路工程，2018（2）：78-80.