GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用淺談

文/張佳俊 沈陽祺鵬集團(tuán)有限公司 遼寧沈陽 110027

1、GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

GPS測(cè)繪技術(shù)是現(xiàn)代科技進(jìn)步的產(chǎn)物，成為應(yīng)用于測(cè)繪工程領(lǐng)域的新一代精密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)和技術(shù)，它通過距離交匯的方式獲悉測(cè)點(diǎn)的具體方位，借助于GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)繪被測(cè)物體的連續(xù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)，如：三維速度、時(shí)間、方位等，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。而在GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的過程中，要預(yù)先確立固定的衛(wèi)星接收機(jī)位置，由連接衛(wèi)星接收機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立體坐標(biāo)軸，快速測(cè)繪和計(jì)算位置關(guān)系。歸結(jié)而言，GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下方面：（1）精準(zhǔn)度高。GPS測(cè)繪技術(shù)是新一代精密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，涵蓋有空間衛(wèi)星群、控制系統(tǒng)、多個(gè)地面接收點(diǎn)等要素，可以快速完成信號(hào)接收和傳送，并能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理，還基于面、線、點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)繪操作，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)化的專業(yè)應(yīng)用，有極高的精準(zhǔn)度。（2）高效率。在GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用下，測(cè)繪周期大幅縮短，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)因技術(shù)、設(shè)備的局限性，無法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)式、立體的衛(wèi)星定位測(cè)繪，而GPS測(cè)繪技術(shù)則可以基于面、線、點(diǎn)的三維坐標(biāo)系，完成立體的、多點(diǎn)式的衛(wèi)星定位測(cè)繪。以20km長(zhǎng)的工程測(cè)繪為例，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)要花費(fèi)三個(gè)小時(shí)，而GPS測(cè)繪技術(shù)則僅需半小時(shí)，即可快速完成測(cè)繪數(shù)據(jù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換、處理，節(jié)約工程測(cè)繪時(shí)間，提升工程測(cè)繪效率。（3）功能性。GPS測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大面積、長(zhǎng)距離的高精度測(cè)繪，其測(cè)繪精度達(dá)到了分米、厘米級(jí)，甚至達(dá)到毫米級(jí)。此外，在該技術(shù)應(yīng)用過程中也無須各站點(diǎn)間的相互通視，僅需測(cè)繪過程中的各站點(diǎn)擁有足夠?qū)掗煹囊曇凹纯刹僮骱屯瓿伞?/p>

2、GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用

2.1 GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的優(yōu)勢(shì)

在對(duì)于我國(guó)的國(guó)土的地形地貌的實(shí)際測(cè)繪過程中，通過對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用以后，就可以準(zhǔn)確的對(duì)臨界點(diǎn)就行界定，這就大大的減少了人工測(cè)繪的投入，從而降低了人工成本，節(jié)省了資源，也大大提高了在測(cè)繪工程過程中的工作效率。GPS測(cè)繪技術(shù)還可以對(duì)工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)繪，這就可以從根本上解決因?yàn)閭鹘y(tǒng)的測(cè)繪方法在精確度不準(zhǔn)的這一問題，大大提高了在具體測(cè)繪工程過程中的質(zhì)量。而且GPS測(cè)繪技術(shù)成本低、效率高，同時(shí)受外界環(huán)境影響較小，在一些地形比較復(fù)雜的地區(qū)，也能夠做到精確測(cè)繪，這就能夠解決我國(guó)在實(shí)際測(cè)繪工程中的一些實(shí)際問題。除此之外，GPS測(cè)繪技術(shù)還在很多其他大型工程上進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪應(yīng)用，都展現(xiàn)了很好的實(shí)用性。

2.2 GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用

（1）控制網(wǎng)布設(shè)。在GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用之中，要進(jìn)行GPS網(wǎng)的控制和布設(shè)，根據(jù)測(cè)量精度要求、衛(wèi)星接收狀況、測(cè)量區(qū)域環(huán)境條件等因素，進(jìn)行合理的GPS控制網(wǎng)布設(shè)。GPS基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)要重點(diǎn)分析位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)?？梢圆捎貌煌姆椒ù_定GPS網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，如：選取并固定網(wǎng)中任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值，選取并固定網(wǎng)中若干點(diǎn)的坐標(biāo)值，使之具有適當(dāng)?shù)臋?quán)。前一種方法不會(huì)對(duì)基準(zhǔn)網(wǎng)的定向及尺度產(chǎn)生影響，然而網(wǎng)的位置及點(diǎn)位精度存在差異性；后一種方法則會(huì)對(duì)基準(zhǔn)網(wǎng)的方向及尺度產(chǎn)生影響。為此，要依循GPS基準(zhǔn)網(wǎng)的設(shè)計(jì)等級(jí)、用途等，確定適宜的方法。在GPS網(wǎng)型設(shè)計(jì)的過程中，要重點(diǎn)關(guān)注以下內(nèi)容：（1）最簡(jiǎn)獨(dú)立閉合環(huán)數(shù)的限定。通過限定最簡(jiǎn)獨(dú)立閉合環(huán)的邊數(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量中的粗差。（2）鄰接點(diǎn)數(shù)的限定?？梢造`活選取點(diǎn)連接、邊連接、圖形連接的方法，實(shí)現(xiàn)GPS網(wǎng)的擴(kuò)展，各級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)的鄰接點(diǎn)數(shù)應(yīng)當(dāng)多于3點(diǎn)。（3）高程聯(lián)測(cè)。要采用一定數(shù)量的高程聯(lián)測(cè)方式，獲取GPS點(diǎn)的數(shù)量、分布、高程擬合。

（2）GPS-RTK測(cè) 量。GPS－ RTK技術(shù)也即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)，體現(xiàn)出高效率、操作便捷、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，可以較好地應(yīng)用于測(cè)繪工程之中，提升數(shù)據(jù)測(cè)量精度和效率。它主要包括以下應(yīng)用方法：靜態(tài)測(cè)量。將兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)置于一條或數(shù)條基線的兩端，形成點(diǎn)連式、邊連式、邊點(diǎn)混合連接、星形網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)，注重選點(diǎn)的視野開闊性，遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聯(lián)測(cè)。準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量。要利用已經(jīng)控制點(diǎn)的基準(zhǔn)站，連續(xù)追蹤定位衛(wèi)星，并注重移動(dòng)接收機(jī)與基站間的距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量目標(biāo)移動(dòng)軌跡的持續(xù)追蹤和精準(zhǔn)測(cè)量，適用于工程定位、碎部測(cè)量、航道測(cè)量等。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量。它體現(xiàn)出高精度、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，借助于移動(dòng)接收機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，并形成可實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)鏈，能夠自動(dòng)運(yùn)算并獲得差分坐標(biāo)，獲得可以達(dá)到亞米級(jí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。

（3）變形實(shí)時(shí)測(cè)量。GPS的變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀、全站儀等設(shè)備的支撐下，可以獲得變形體整體的變形狀態(tài)信息，并通過近景攝影測(cè)量記錄瞬間狀態(tài)下的物體信息及點(diǎn)位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)不規(guī)則或不可接觸物體的變形監(jiān)測(cè)，各測(cè)站點(diǎn)間無須相互通視，可以實(shí)現(xiàn)全天候、自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)。

（4）高程測(cè)量。高程測(cè)量可以采用水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、氣壓高程測(cè)量等不同方式，測(cè)定兩點(diǎn)間的高差和氣壓差，精準(zhǔn)測(cè)量并獲取大地的高與標(biāo)準(zhǔn)高之間的差異，通過曲面擬合或平面擬合的方法，獲取完整、精確的高程數(shù)據(jù)信息，體現(xiàn)出觀測(cè)方便、不受地形條件限制等特點(diǎn)。

結(jié)論：

從上述分析可以看出，我國(guó)在測(cè)繪工程中對(duì)于GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，GPS測(cè)繪技術(shù)較傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)有著很大的優(yōu)勢(shì)，相信在以后對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，GPS測(cè)繪技術(shù)會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。