工程測量與三維測繪技術的發(fā)展分析

王思闖

中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心浙江總隊 浙江杭州 310000

1 三維測繪測量的概念

三維測繪測量會使用三維測繪定位技術確定待測地點的位置參數(shù)，從而獲得觀測量，建立起測量點和未知地點之間的聯(lián)系。三維測繪定位的原理和傳統(tǒng)的后方交會一樣，如果已經(jīng)知道三維測繪衛(wèi)星的空間位置，站點的坐標確定，如果需要對站點的三維坐標進行確認，三維測繪接收只需要接收三顆三維測繪衛(wèi)星發(fā)射的信號，就能夠準確測量站點的距離，然后根據(jù)后方交會原理，確定站點的三維坐標[1]。

2 影響三維測繪技術在工程測量中精度的因素

2.1 公共點密度和分布

三維測繪控制網(wǎng)中的已知電的數(shù)量和位置都會對精度造成影響，公共點的密度越低，分散范圍越大，就會導致控制點的數(shù)量減小，很難控制地區(qū)的高程，可能會無法滿足測區(qū)范圍的標準要求，導致高程整體擬合精度受到影響[2]。這些高程的影響因素，就造成了工程測量中三維測繪控制測量并不能達到預期的標準，從而嚴重影響到工程的質量，不利于后續(xù)建設。

2.2 大地高測量進度

使用三維測繪的時候會涉及到很多專業(yè)點，包括衛(wèi)星鐘差等等，都會導致測量精度受到影響。而且，流層、電離層都存在多路徑效應，會導致衛(wèi)星信號受到不良影響，導致誤差出現(xiàn)。測量過程中，如果對選用的模型并不能夠進行及時和全面的分析，也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的問題，導致對距離的計算精度降低。

3 三維測繪在工程中的應用

3.1 建立工程控制網(wǎng)

工程控制網(wǎng)是進行工程建設、管理和項目維護的基礎，網(wǎng)型和精度都對工程項目的性質和規(guī)模有很大的影響。在工程控制網(wǎng)覆蓋面積小，點位精度大的情況下，就會有很高的精度[3]。目前使用的方法一般是邊角網(wǎng)。使用三維測繪定位的方法來對建立工程控制網(wǎng)，可以減少選擇點，縮短作業(yè)時間，而且具有很高的測量精度。使用中，也有工程控制費用低的特點。使用該方法能夠建立工程收集控制網(wǎng)，變形控制測控網(wǎng)等等。

在使用三維測繪技術建立控制網(wǎng)時，一般會使用到載波相位態(tài)差分技術，這樣定位的精度甚至可以達到毫米級。使用三維測繪技術建立道路勘探、施工控制網(wǎng)具有明顯的優(yōu)勢，因為施工控制網(wǎng)一般縱向距離長，橫向距離窄。各個點之間并不需要通視，利用傳統(tǒng)的三角鎖和導線方案，能夠敷設很長的三角鎖，從而保證長距離的一致性。

3.2 RTK的碎步測量

RTK技術就是載波相位差分技術，通過對兩個觀測站的載波相位觀測量進行處理，而獲準確的距離計算。RTK系統(tǒng)包括兩個部分，包括基準站和移動站，基本原理在于基準站會采集載波相位給用戶發(fā)送，然后根據(jù)基準站的差分信息求差，計算用戶的位置坐標。RTK技術可以使用在測繪地形圖、地基土、房地產(chǎn)界址點等工作中，測量工作只需要將三維測繪接收機在特征點喪兩秒左右，并且輸入特征編碼，就能夠獲得結果。然后將小區(qū)域的地形是和地物的特征舒服計算機，使用專業(yè)的軟件就能夠根據(jù)數(shù)據(jù)和素材成圖。

4 三維測繪工程測量的局限性

4.1 建立工程控制網(wǎng)的局限性

在三維測繪技術得到應用之后，工程控制網(wǎng)的觀測方法、數(shù)據(jù)處理方式都已經(jīng)發(fā)生了很大的轉變，很多工作的理論也發(fā)生了根本的變化。這些改觀依然沒有克服遮擋性地區(qū)對三維測繪技術的使用，影響了應用效果。例如在地下工程、隧道建設中可以使用三維測繪技術，但是在地下施工控制方案中就很難使用，因為地下并沒有三維測繪信號。其次，如果在森林中施工，茂密的樹木也會遮擋三維測繪信號，導致信號斷斷續(xù)續(xù)，難以計算出高精度的基線向量。如果建立工業(yè)區(qū)十字控制網(wǎng)，使用三維測繪技術的便捷程度也不如全站儀。所以，工程中使用三維測繪控制網(wǎng)也需要考慮到工程的情況，適當和傳統(tǒng)技術結合才能獲得準確的測量結果。

4.2 RTK技術的局限性

RTK技術可以對局部進行碎部測量，可以迅速獲得碎部特征點的坐標，而且應用十分靈活。這種技術使用在開闊地區(qū)有很好的使用效果，十分方便。但是這種技術是不能代替全站儀的，也存在一定的技術局限。

5 有效使用三維測繪技術進行工程測量的策略

5.1 使用高程擬合法

使用數(shù)學方法進行高程的擬合，然后和三維測繪高程測量的結果進行分析，能夠保證測量精度和專業(yè)性。一般在擬合的時候，首先需要建立一個數(shù)學曲面，進行大地水準的作業(yè)，這樣才能夠獲得測量區(qū)域和控制點的高程。同時，也需要根據(jù)現(xiàn)場的地貌情況進行進一步的數(shù)據(jù)整理和分析，并且結合實際情況來使用適當?shù)臄M合方法。在運算的時候需要注意大地和地球之間的質量分布，這樣才能夠對高程的異常進行判斷，并且提高展示效果。

5.2 結合傳統(tǒng)技術進行測量

測繪工程需要在不同階段使用不同的技術進行測量才能夠獲得準確的結果，比如在進行碎部的測量工作中，使用全站儀會具有比較大的優(yōu)勢。對于放樣工程，需要了解現(xiàn)場的情況對技術進行選擇，從而發(fā)揮出三維測繪技術的優(yōu)勢。

5.3 根據(jù)是承擔項目的性質確定三維測繪接收機

測量工作需要考慮成本上的問題，如果承擔比較大的工程，就可以使用精度比較高、性能較強的接收機，這些工程的預算比較充沛，而且對精度要求極高。但是如果工程規(guī)模比較小，并且對于精度的要求相對較低，就可以選擇價格低廉、使用穩(wěn)定的接收機。

6 結語

三維測繪技術有很大的優(yōu)勢，但是也存在一定的局限性，所以實際的工程測量中，需要根據(jù)實際情況來對技術做出選擇。使用三維測繪技術的同時，也需要利用傳統(tǒng)技術和三維測繪技術結合，發(fā)揮出不同技術的長處，提高測量精度。同時，也需要考慮成本問題，選擇合適的三維測繪設備進行測量工作。