GPS在工程測量中的應(yīng)用

王誼 黃利強(qiáng) 李建雄

摘 要：GPS是由軟件部分和硬件部分組成的，軟件主要是指利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)開發(fā)出來的各種測量軟件，根據(jù)不同的行業(yè)實(shí)現(xiàn)不同的計(jì)算方式，同時(shí)得到不同的圖形結(jié)構(gòu)，滿足各行業(yè)需求；硬件主要是由環(huán)繞地球運(yùn)行通信衛(wèi)星及地面信號(hào)接收裝置組成。硬件與軟件缺一不可，共同協(xié)作才能得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。在GPS技術(shù)中，最為主要的關(guān)鍵技術(shù)就是衛(wèi)星無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，通過衛(wèi)星對用戶區(qū)域進(jìn)行掃描測繪，向用戶提供三維坐標(biāo)、導(dǎo)航等服務(wù)。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；工程測量；應(yīng)用

1 GPS測量技術(shù)特點(diǎn)

1.1 即時(shí)定位

GPS是現(xiàn)代化技術(shù)，通過硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物體的隨時(shí)定位，也就是說，通過GPS應(yīng)用，對全球任意一個(gè)事物均能夠提供精準(zhǔn)定位，保證了目標(biāo)的精準(zhǔn)度，這樣通過GPS直觀體現(xiàn)，就能顯示精確經(jīng)緯度和運(yùn)動(dòng)速度，在實(shí)際應(yīng)用中，我們最為常見的是GPS導(dǎo)航，通過軟件管理，為人們指導(dǎo)方向，更好保證運(yùn)動(dòng)載體速度與方位，導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)好的路線保證人們運(yùn)動(dòng)精確度，全天候、全方位的精確定位系統(tǒng)，為現(xiàn)實(shí)生活提供了良好的保障。

1.2 定位精度高

GPS系統(tǒng)定位精度非常高，主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)及實(shí)際情況進(jìn)行了疊加，工程測繪應(yīng)用中，最高不超50km的基線上，采用載波相位觀測量實(shí)施靜態(tài)相對定位，其相對定位精度能夠達(dá)到1×10-6至2×10-6，在100km至500km的基線上，已經(jīng)能夠達(dá)到10-6至10-7的精度標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)在不斷的發(fā)展與創(chuàng)新，在未來的應(yīng)用中，測量精度也會(huì)不斷提高，全面滿足各種工程建設(shè)需要。

1.3 數(shù)據(jù)生成時(shí)間短

觀測20km以內(nèi)基線所需要的時(shí)間很短，對數(shù)據(jù)的生成要求較高，傳統(tǒng)的測繪工作中，沒有應(yīng)用GPS測量技術(shù)，其整體工作效率并不高，對靜態(tài)定位測量，至少的時(shí)長較多，一般是十五分鐘以上，但是通過GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模式后，其觀測時(shí)間大大縮短，在五分鐘內(nèi)就能夠全面完成，對一些簡單處理的數(shù)據(jù)，幾秒鐘就能完成。

1.4 功能多

GPS技術(shù)有著各種各樣的功能，根據(jù)不同的使用頻率做出不同的調(diào)整與應(yīng)用，多功能、多用途特點(diǎn)使GPS測量技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)檫@種特點(diǎn)，使GPS技術(shù)在各個(gè)行業(yè)均有所體現(xiàn)，滿足了各業(yè)需要。

1.5 實(shí)現(xiàn)了互動(dòng)

GPS測量觀察站對15°以上的空間開闊性非常良好，確保了觀測站間的互通互視，只要具備和衛(wèi)星之間必要的通視就能夠保證各種測量的對接，提高工作整體效率，保證工作品質(zhì)。應(yīng)用GPS測量技術(shù)不需造標(biāo)就能靈活測量和選點(diǎn)，節(jié)省了費(fèi)用，保證了效果。

1.6 操作簡便

GPS測量技術(shù)是一種自動(dòng)化程度較高的技術(shù)形態(tài)，其智能化進(jìn)程不斷增強(qiáng)，通過智能管理，保證了測量整體效果，應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)，整體操作簡便，不需要太多的觀測人員，只需要使用必要的儀器設(shè)備，就能夠通過衛(wèi)星捕捉、跟蹤觀察，形成定位和測量。各類收集到的數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸，能夠快速匯集到后臺(tái)服務(wù)器，通過服務(wù)器的有效處理，把各處數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與簡化，確保冗雜工作得到更加高效簡化。

2 GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

2.1 大型工程測量的應(yīng)用

一般情況下，工程測量不僅測量數(shù)據(jù)較多，而且測量的難度較大，會(huì)花費(fèi)許多的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。尤其是一些大型的工程，比如，鐵路工程、水壩工程等，為了對工程有著全局把控，需要對工程進(jìn)行全面的工程測量。采用傳統(tǒng)的測量方法進(jìn)行大型工程測量，非常吃力。GPS技術(shù)的使用，則可以較為便捷地實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)的測量。利用GPS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工程三維數(shù)據(jù)的測量，尤其是工程的勘探和設(shè)計(jì)階段，保證工程數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性，有助于工程設(shè)計(jì)更加地科學(xué)合理。

2.2 測設(shè)方格網(wǎng)

利用GPS技術(shù)進(jìn)行方格網(wǎng)的測設(shè)時(shí)，可以表現(xiàn)出GPS技

術(shù)的適應(yīng)性和靈活性。由于GPS技術(shù)在工程測量時(shí)，不需要各基站之間建立通信，這樣測量時(shí)的選點(diǎn)工作就變得十分簡單。由于省去建立視標(biāo)的環(huán)節(jié)，可以節(jié)約測量的經(jīng)濟(jì)成本。GPS技術(shù)在進(jìn)行工程測量時(shí)，對于點(diǎn)位選擇有著一定要求：要求方便到達(dá)、實(shí)現(xiàn)開闊、周圍沒有障礙物和金屬物等，以免出現(xiàn)干擾電磁波的情況。通常情況下，高壓線網(wǎng)、大面積的水域、大量金屬等這些物品都會(huì)對電磁波產(chǎn)生干擾，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)該在選點(diǎn)時(shí)，避開這些位置。

2.3 RTK技術(shù)在大型工程測量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)運(yùn)用到工程測量中，使用最為頻繁的技術(shù)要屬RTK技術(shù)，RTK是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，是一種新型的GPS測量方法，在傳統(tǒng)的GPS測量方法中，靜態(tài)測量、快速靜態(tài)測量及動(dòng)態(tài)測量都需要在測量后進(jìn)行解算，才能最終得到厘米級(jí)的測量精度，RTK技術(shù)是GPS技術(shù)發(fā)展的重大突破，RTK技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地獲得厘米級(jí)精度的測量數(shù)據(jù)，其采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)查分方法，在野外測量時(shí)，可以在不到一秒的時(shí)間內(nèi)，獲得厘米級(jí)的測量數(shù)據(jù)，對于大型工程的地形勘測以及工程放樣都有著重要意義。

2.4 RTK技術(shù)在施工放樣中的應(yīng)用

在施工放樣中，采用傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、全站儀進(jìn)行交會(huì)放樣和邊角放樣，首先要進(jìn)行點(diǎn)位的設(shè)計(jì)，在實(shí)地將點(diǎn)位標(biāo)識(shí)出來，然后需要2-3人共同操作完成，操作過程中，來回移動(dòng)目標(biāo)，才能完成放樣。這種操作方式，不僅耗費(fèi)人力，而且耗費(fèi)較多時(shí)間。將GPS技術(shù)中的RTK技術(shù)用于施工放樣，不再需要2-3人共同操作，一個(gè)人即可完成操作，只需在終端設(shè)備中，輸入放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，按照終端的要求，移動(dòng)到放樣點(diǎn)就可以完成操作，這種施工放樣方式，不用點(diǎn)位之間建立通信，坐標(biāo)直接放樣的方式，放樣均度得到極大提升。如在某輸油管道項(xiàng)目建設(shè)中，就使用到的RTK技術(shù)。在施工區(qū)域地形較為復(fù)雜，使用無線電進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)姆绞?，?huì)受到地形的影響，導(dǎo)致信號(hào)不良。使用GIS技術(shù)進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的采集，通過GPS實(shí)現(xiàn)工程測量數(shù)據(jù)的高精度采集，實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對工程設(shè)計(jì)和工程放樣的有效控制，讓施工人員可以精確地掌握到工程數(shù)據(jù)的變化，保證工程項(xiàng)目的施工效率和質(zhì)量。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著技術(shù)不斷的發(fā)展，GPS工程測量技術(shù)得到了廣泛的運(yùn)用，其保證了工程測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，確保了工程的施工質(zhì)量。雖然在實(shí)際的工程測量中，GPS工程測量技術(shù)的運(yùn)用還存在著一定的局限性，且隨著GPS工程測量技術(shù)不斷的研發(fā)與運(yùn)用，不斷的縮小了工程測量技術(shù)產(chǎn)生的誤差，為我國的工程建設(shè)提供了技術(shù)保障。

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