GPS 測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

劉秀云 項(xiàng)城市自然資源和規(guī)劃局

一、GPS 測(cè)繪技術(shù)簡(jiǎn)述

GPS 技術(shù)最開始出現(xiàn)在20 世紀(jì)五十年代，憑借自身的優(yōu)勢(shì)進(jìn)入大眾眼中。由于GPS 起源的年代原因，最開始GPS 技術(shù)應(yīng)用在軍事中，通過(guò)GPS 技術(shù)收集軍事情報(bào)等。如今隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，GPS 技術(shù)應(yīng)用范圍越來(lái)越大，比如GPS 在天文領(lǐng)域、航空領(lǐng)域以及工程測(cè)繪都有著GPS 技術(shù)的應(yīng)用。從GPS 技術(shù)構(gòu)成來(lái)看，其包含對(duì)地點(diǎn)的監(jiān)控、用戶設(shè)施以及空間星座等，其占據(jù)主要地位的是空間星座部分，利用衛(wèi)星進(jìn)行合理的布局，保證四個(gè)衛(wèi)星共同進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。GPS 技術(shù)能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行航測(cè)外控點(diǎn)，這是傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法保證的，因此在實(shí)際工作中可以發(fā)現(xiàn)GPS 技術(shù)應(yīng)用于測(cè)繪項(xiàng)目，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)更大利潤(rùn)的同時(shí)提高建設(shè)質(zhì)量。

二、GPS 測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（一）GPS 測(cè)繪操作過(guò)程簡(jiǎn)單

與傳統(tǒng)的測(cè)繪流程相比，其操作簡(jiǎn)便，只需要進(jìn)行科學(xué)的接收機(jī)安裝，之后便可以進(jìn)行全自動(dòng)的信號(hào)接收工作。整個(gè)測(cè)量的過(guò)程大概只需要數(shù)十分鐘便可解決。在整個(gè)測(cè)繪期間，需要人員進(jìn)行的作業(yè)只有簡(jiǎn)單的儀器安裝以及數(shù)據(jù)記錄的導(dǎo)出等，在測(cè)量完成后即可將設(shè)備關(guān)閉，將傳統(tǒng)的受到視距與地面情況影響的復(fù)雜測(cè)繪工作替換為更加簡(jiǎn)單方便的測(cè)繪工作，大大節(jié)省了工程中的人力與物力。

（二）觀測(cè)用時(shí)短，效率高

GPS 導(dǎo)航定位技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在目前的發(fā)展階段中，該技術(shù)主要應(yīng)用于工程測(cè)繪中，另外在汽車行駛方面，也能發(fā)揮良好的導(dǎo)航作用。對(duì)GPS 接收機(jī)進(jìn)行定位是GPS 定位的關(guān)鍵所在，借助靜態(tài)處理的功能，精準(zhǔn)把控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)而充分體現(xiàn)期間數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。一般情況下，使用一臺(tái)GPS 設(shè)備就能獲取并收集數(shù)據(jù)，如果設(shè)置的是兩臺(tái)GPS 設(shè)備，儀器之間就能形成良好的協(xié)同作用，使得工作的效率明顯提升，與此同時(shí)測(cè)定的范疇也會(huì)有所增加。單頻接收機(jī)的特點(diǎn)是能夠發(fā)揮衛(wèi)星數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而獲取目標(biāo)信息。

三、GPS 技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用分析

（一）使用GPS 技術(shù)進(jìn)行定位工作

在野外測(cè)繪的過(guò)程中，GPS 技術(shù)具有突出的作用和功能。為了最大程度上發(fā)揮GPS技術(shù)的作用，首要任務(wù)是做好相應(yīng)的定位工作。而定位技術(shù)的前提是工作人員找尋契合的測(cè)量點(diǎn)。而在測(cè)量點(diǎn)的劃分前，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇完善的觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)的確定通常需要經(jīng)由3 個(gè)維度的共同劃分，并確定GPS 技術(shù)的測(cè)量設(shè)備，確保GPS 技術(shù)能夠切實(shí)發(fā)揮力量，更好輔助工程的前期工作。

（二）測(cè)繪工程中的應(yīng)用

測(cè)量點(diǎn)的設(shè)置上也有著諸多的要求，工作人員在考慮工程的實(shí)際需求的同時(shí)，還要預(yù)先做好相應(yīng)的測(cè)試工作，避免有外來(lái)磁場(chǎng)、外來(lái)電波等因素，影響測(cè)量點(diǎn)的正常使用，最大程度上杜絕可能造成的干擾問(wèn)題。測(cè)量點(diǎn)選擇完畢后，就需要工作人員使用不同的測(cè)量設(shè)備完成架設(shè)工作，切實(shí)保證標(biāo)志未知的精確度。GPS 技術(shù)下的測(cè)繪工程還要加裝額外的天線設(shè)備，并保證GPS 設(shè)備位于整個(gè)三角上，天線標(biāo)志能夠在良好的情況下接收與傳輸信號(hào)。GPS 布網(wǎng)的要求相對(duì)較高，要做好以下兩項(xiàng)工序的控制工作：第一、應(yīng)當(dāng)保證控制網(wǎng)的區(qū)域范圍內(nèi)不存在水面、高樓大廈的鏡面等情況；第二、相關(guān)的工作人員必須做好預(yù)先的測(cè)試工作，從而便于已知點(diǎn)的保存，并充分認(rèn)識(shí)到儀器的聯(lián)測(cè)需求，從而更為準(zhǔn)確、全面且完善地完成控制網(wǎng)的排布。

（三）實(shí)時(shí)變形監(jiān)測(cè)控制

監(jiān)測(cè)控制作為GPS 技術(shù)的核心構(gòu)成部分，在測(cè)繪工程中具有關(guān)鍵作用。在應(yīng)用于測(cè)繪工程中，測(cè)量人員能夠利用該測(cè)量方法完成對(duì)測(cè)量區(qū)域測(cè)繪點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變形控制，并且獲得相關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，尤其針對(duì)變形較為嚴(yán)重的測(cè)量區(qū)域，具有顯著的應(yīng)用效果，可以有效預(yù)防工程施工中安全及質(zhì)量問(wèn)題，保證工程建設(shè)的整體質(zhì)量。如GPS 技術(shù)在某礦山工程中的應(yīng)用，為了進(jìn)行礦山的表變形檢測(cè)，通過(guò)在重點(diǎn)和敏感區(qū)域布設(shè)永久觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，有效保障了礦山開采工程的安全。又如GPS 技術(shù)在杭州某大橋工程建設(shè)中用于進(jìn)行地面沉降變形檢測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)該橋的地面沉降變形情況，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，保證行人的出行安全。

（四）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量

RTK 技術(shù)就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，在完成這項(xiàng)工作時(shí)要在地面測(cè)量點(diǎn)安裝GPS接收機(jī)，并將此作為測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確點(diǎn)，GPS衛(wèi)星接收測(cè)量信息與此點(diǎn)相連，這樣就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)獲取信息內(nèi)容的目標(biāo)。與此同時(shí)測(cè)量的信息也能實(shí)時(shí)傳遞給測(cè)量流動(dòng)站和中心測(cè)量站。流動(dòng)測(cè)量站的任務(wù)不僅要接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，還要實(shí)時(shí)獲取其他的信息。實(shí)現(xiàn)科學(xué)的整合所有信息，發(fā)揮GPS 導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的觀察和分析，測(cè)量流動(dòng)站的具體坐標(biāo)會(huì)上傳至計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，同時(shí)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)也會(huì)完成各項(xiàng)信息的回傳，這樣就形成了動(dòng)態(tài)的測(cè)繪參數(shù)，達(dá)到動(dòng)態(tài)測(cè)繪的目標(biāo)。事實(shí)上RTK 的工程程序是比較清晰的，GPS 技術(shù)能夠觀測(cè)到在視線范圍之內(nèi)的衛(wèi)星運(yùn)行狀況，在傳輸需要的信息時(shí)，借助的是無(wú)線機(jī)械設(shè)備。流動(dòng)站完成的工作是接受并加工有效的信息，并且還會(huì)將這些信息展示出來(lái)。在地震預(yù)報(bào)中GPS技術(shù)也有應(yīng)用，用來(lái)研究地殼的運(yùn)動(dòng)，總結(jié)地震前夕的各種地形變化。過(guò)去GPS 技術(shù)尚不發(fā)達(dá)，此時(shí)地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)開始運(yùn)用傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量活動(dòng)，證實(shí)地殼的運(yùn)動(dòng)是客觀存在的。

（五）在水下工程測(cè)繪中的應(yīng)用

對(duì)于在水下建設(shè)的項(xiàng)目，比如碼頭、海港等項(xiàng)目，需要到水下進(jìn)行測(cè)繪相關(guān)工作。水下進(jìn)行測(cè)繪工作的時(shí)候，測(cè)量人員對(duì)項(xiàng)目位置的三維坐標(biāo)需要進(jìn)行精確的測(cè)繪，也需要對(duì)水深等實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)測(cè)繪工作。跟據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，通常測(cè)繪人員會(huì)選擇使用三應(yīng)答器以及經(jīng)緯儀等，其他傳統(tǒng)測(cè)繪儀器進(jìn)行水下實(shí)際測(cè)繪工作。進(jìn)行水下探測(cè)的時(shí)候，探測(cè)儀通過(guò)超聲波展開其工作，進(jìn)行水深度的測(cè)量。然而，實(shí)際工作中，探測(cè)儀自身需要借助海水的移動(dòng)，矯正自身的水深勘測(cè)數(shù)據(jù)，操作起來(lái)比較麻煩不說(shuō)，數(shù)據(jù)也并不是十分精準(zhǔn)。而GPS 技術(shù)這可以快速的對(duì)相關(guān)位置所需三維坐標(biāo)進(jìn)定位，并且還能對(duì)水下工程項(xiàng)目展開地形描繪。最重要的部分是，操作人員可以通過(guò)海水潮汐出現(xiàn)的位移情況，對(duì)GPS 技術(shù)進(jìn)行相關(guān)操作后，結(jié)合探測(cè)儀獲得一個(gè)實(shí)際、完整的水下測(cè)繪系統(tǒng)，大幅度的提高了工作效率，操作人員只需要通過(guò)監(jiān)視器就能獲得位置的監(jiān)控。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS 測(cè)繪不僅具有準(zhǔn)確性、科學(xué)性，而且大大減少了工作量，具有方便快捷的特點(diǎn)，在測(cè)繪工程當(dāng)中得到了普遍的應(yīng)用。結(jié)合這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，與實(shí)際情況相互結(jié)合，在應(yīng)用的基礎(chǔ)上不斷完善和健全，為行業(yè)進(jìn)步提供助力支持，滿足社會(huì)的需求。