簡(jiǎn)析GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的運(yùn)用

李引生 楊遠(yuǎn)程 姚家俊

黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 河南 鄭州 450000

科技進(jìn)步推動(dòng)了GPS技術(shù)的成熟，將GPS技術(shù)切實(shí)地應(yīng)用到地質(zhì)工程勘察測(cè)繪工作之中，能夠有效提升整個(gè)地質(zhì)工程行業(yè)的整體水平，促進(jìn)地質(zhì)工程勘測(cè)技術(shù)朝著科學(xué)的方向邁進(jìn)。其次，地質(zhì)工程相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)不斷增強(qiáng)自身的綜合能力，針對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)進(jìn)行不斷的研究創(chuàng)新，從而提升技術(shù)的整體實(shí)用性。

1 GPS測(cè)繪技術(shù)的概述

GPS是由地面的監(jiān)控系統(tǒng)和信號(hào)的接收器以及衛(wèi)星三個(gè)方面構(gòu)成，這三個(gè)方面缺一不可，各個(gè)環(huán)節(jié)都是相互依存的，各方面都是決定著GPS的精準(zhǔn)度和運(yùn)行的穩(wěn)定性。用戶(hù)能夠有效地將衛(wèi)星信息進(jìn)行發(fā)送和接收，將信息進(jìn)行合理的處理，然后通過(guò)GPS信號(hào)接收機(jī)的位置進(jìn)行計(jì)算，準(zhǔn)確把握精準(zhǔn)度和嚴(yán)密性。在工程的建設(shè)和實(shí)施中，GPS有不同方法將測(cè)量對(duì)象的信息進(jìn)行收集，根據(jù)天線(xiàn)衛(wèi)星所有機(jī)發(fā)出傳送來(lái)的衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)電信號(hào)和無(wú)線(xiàn)測(cè)距儀的碼號(hào)，對(duì)衛(wèi)星用戶(hù)無(wú)線(xiàn)接收器上的衛(wèi)星時(shí)間的距離計(jì)算，這樣就可以能夠通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行空間距離上的測(cè)量和反饋，進(jìn)而有效幫助提升衛(wèi)星相關(guān)的探測(cè)技術(shù)水平。載波相位方法用于測(cè)量如GPS等衛(wèi)星信號(hào)，在衛(wèi)星傳播時(shí)間路徑上，通過(guò)載波相位的良好的自動(dòng)變化，從而可以更好地準(zhǔn)確測(cè)算和得出衛(wèi)星信號(hào)載波傳播的持續(xù)距離和信號(hào)傳播的持續(xù)時(shí)間，準(zhǔn)確的測(cè)得出被動(dòng)觀測(cè)衛(wèi)星物體的相位信息和信號(hào)相關(guān)的衛(wèi)星經(jīng)緯度。GPS的測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中發(fā)揮著重要的引領(lǐng)和引導(dǎo)作用。對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)在工程運(yùn)用方面開(kāi)展深入的分析，充分總結(jié)相關(guān)的作用和實(shí)施價(jià)值，從而促進(jìn)工程測(cè)繪的快速發(fā)展[1]。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)相關(guān)優(yōu)勢(shì)

2.1 全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作

測(cè)繪地理工程較為復(fù)雜，要面對(duì)各種復(fù)雜的物理地形圖和地勢(shì)，為測(cè)繪工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)提供大量基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)。應(yīng)用GPS的測(cè)繪工程技術(shù)能夠全面有效提升測(cè)繪操作速度，使整個(gè)測(cè)繪建設(shè)工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，大大提高了測(cè)繪工程建設(shè)的測(cè)繪技術(shù)監(jiān)控能力。對(duì)于工程建設(shè)測(cè)量規(guī)劃來(lái)講，傳統(tǒng)的人力無(wú)法輕松完成復(fù)雜的工程測(cè)繪處理任務(wù)，而通過(guò)使用新的GPS工程測(cè)繪處理技術(shù)則無(wú)疑會(huì)大大使復(fù)雜測(cè)繪操作就能變得更加簡(jiǎn)單，操作步驟簡(jiǎn)便，GPS工程測(cè)繪技術(shù)工具的不斷改進(jìn)，極大方便了工作者的操作，使工程建設(shè)測(cè)量工作效率可以得到極大提升。

2.2 經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

在以往的工業(yè)測(cè)繪測(cè)量工作中，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境限制和政策約束，較多的都是采取人工自動(dòng)測(cè)繪的測(cè)量方式耗費(fèi)大量的時(shí)間、人力。GPS測(cè)繪技術(shù)不僅為我國(guó)測(cè)繪技術(shù)工程的持續(xù)發(fā)展建設(shè)提供了極大的便利和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也直接推動(dòng)了我國(guó)測(cè)繪技術(shù)工程的不斷進(jìn)展。此外，該技術(shù)能夠有效節(jié)約了工程測(cè)繪各個(gè)方面的技術(shù)成本，測(cè)繪工程進(jìn)行測(cè)繪所要必需的技術(shù)人員相對(duì)較少，在測(cè)繪數(shù)據(jù)、圖片自動(dòng)處理兩個(gè)方面可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)處理，這樣也在很大某種程度上能夠節(jié)約了測(cè)繪大部分技術(shù)成本[2]。

2.3 定位準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)便

GPS等測(cè)量技術(shù)已經(jīng)能夠直接滿(mǎn)足各種更高精度的地圖測(cè)繪、測(cè)量技術(shù)要求，其平均誤差系數(shù)值非常的小，能夠直接達(dá)到毫米誤差值以下。在測(cè)繪工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪中，GPS的自動(dòng)引用技術(shù)可在測(cè)繪應(yīng)用系統(tǒng)GPS的測(cè)量中，工作人員僅僅只需在一個(gè)預(yù)設(shè)的工程測(cè)繪、測(cè)量處理系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)用GPS軟件進(jìn)行自動(dòng)安裝，就已經(jīng)可以通過(guò)自動(dòng)計(jì)算機(jī)在一個(gè)可視化的測(cè)繪畫(huà)面中自動(dòng)進(jìn)行測(cè)繪圖片、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，對(duì)測(cè)繪工程所有必需的各項(xiàng)測(cè)繪數(shù)據(jù)設(shè)備進(jìn)行噴繪測(cè)量、檢測(cè)等處理工作。GPS地區(qū)測(cè)繪實(shí)時(shí)技術(shù)系統(tǒng)可以對(duì)地區(qū)測(cè)量范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)、圖片內(nèi)容進(jìn)行完全自動(dòng)化的實(shí)時(shí)采集以及實(shí)時(shí)處理，對(duì)長(zhǎng)期測(cè)量工作的開(kāi)展提供了較大的便利。即使某個(gè)較為空曠荒蕪的區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人進(jìn)行值班，地區(qū)測(cè)量工作人員只需直接通過(guò)將實(shí)際測(cè)量的過(guò)程數(shù)據(jù)圖片內(nèi)容上載并傳到當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)中心，就這樣能夠輕松實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)測(cè)量，因此自動(dòng)化的特征適合多種復(fù)雜工況下開(kāi)展測(cè)繪工作[3]。

3 GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的運(yùn)用

3.1 建筑工程測(cè)繪的應(yīng)用

GPS定位系統(tǒng)技術(shù)在建筑工程測(cè)量技術(shù)中的有效運(yùn)用的基本原理：將數(shù)學(xué)物理和天體幾何兩門(mén)學(xué)科的定位相關(guān)技術(shù)基本原理知識(shí)進(jìn)行有效緊密結(jié)合，利于實(shí)現(xiàn)GPS定位系統(tǒng)的利用地面信號(hào)接收探測(cè)裝置和利用空間探測(cè)衛(wèi)星，多種角度近距地準(zhǔn)確定位。由當(dāng)?shù)貙?zhuān)業(yè)觀測(cè)技術(shù)人員拿出來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行測(cè)繪后的結(jié)果。靜態(tài)相對(duì)載波定位的觀測(cè)操作處理流程比較簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)的和動(dòng)態(tài)相對(duì)載波定位則是需要根據(jù)工程載波相對(duì)定位觀測(cè)繪，最終選取比較精確的天線(xiàn)控制觀測(cè)點(diǎn)位，以此作為進(jìn)行工程載波測(cè)量的天線(xiàn)控制觀測(cè)基站，安裝位于地面的連續(xù)載波接收觀測(cè)裝置，而且在十度以上的地球水平角度為觀測(cè)點(diǎn)時(shí)，可以連續(xù)接收1到7顆衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)[4]。

3.2 水下工程測(cè)繪

港口運(yùn)輸碼頭項(xiàng)目建設(shè)、航道環(huán)境整治等水下基礎(chǔ)工程建設(shè)中，對(duì)于水下地形岸線(xiàn)測(cè)繪和海圖的超高精度測(cè)繪有著極高的技術(shù)要求，一旦測(cè)繪精度不能達(dá)到國(guó)家相應(yīng)的測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)給水下工程的正常建設(shè)運(yùn)行帶來(lái)很大的不良影響。對(duì)此，可以考慮采用新的GPS高度測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)及其中的三維高度測(cè)定測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水下建筑工程船體橫向及其他縱向節(jié)點(diǎn)位置的高度準(zhǔn)精度精確測(cè)量，以目前測(cè)量到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合使用相應(yīng)的大型計(jì)算機(jī)繪制軟件，就已經(jīng)能夠?qū)λ鹿こ痰匦螆D曲線(xiàn)進(jìn)行精確繪制。在日常實(shí)際操作中，對(duì)于水下處理工程的水體橫向上和位置，可以綜合采用圖像差分儀和GPS等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行縱向測(cè)量，能夠有效解決圖像經(jīng)緯儀等由于傳統(tǒng)定位測(cè)量?jī)x和定位處理儀器測(cè)量操作煩瑣，確保水下測(cè)量處理結(jié)果的可靠準(zhǔn)確性。而利用GPS定位技術(shù)這不僅可以快速地對(duì)項(xiàng)目相關(guān)坐標(biāo)位置所提供需三維地形坐標(biāo)信息進(jìn)行預(yù)定位，并且還有功能對(duì)水下海洋工程項(xiàng)目坐標(biāo)展開(kāi)三維地形在線(xiàn)描繪。最重要的部分好處是，操作管理人員不僅可以通過(guò)水下海水分析潮汐測(cè)繪出現(xiàn)的方向位移變化情況，對(duì)GPS等技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種相關(guān)分析操作后，結(jié)合潮汐探測(cè)儀可以獲得一個(gè)實(shí)際、完整的水下潮汐測(cè)繪監(jiān)控系統(tǒng)，大幅度的有效提高了測(cè)繪工作效率，操作管理人員只是僅需要通過(guò)水下監(jiān)視器就可以能實(shí)時(shí)獲得潮汐位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控[5]。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)方面的具體應(yīng)用

傳統(tǒng)測(cè)繪工程中的測(cè)繪工作模式和管理技術(shù)，都非常需要測(cè)繪工作人員能夠進(jìn)行一系列的結(jié)合實(shí)際工程測(cè)繪管理工作。面對(duì)一些惡劣自然地理地形條件時(shí)，工作人員實(shí)地勘察進(jìn)行地形測(cè)繪工作難度高且同時(shí)面臨著一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，比如云南山區(qū)局部地勢(shì)復(fù)雜，容易產(chǎn)生地震造成大量人員傷亡。我們可通過(guò)利用GPS繪圖系統(tǒng)在各種計(jì)算機(jī)中直接進(jìn)行三維模擬地形繪圖，將一系列的三維地形圖像系統(tǒng)呈現(xiàn)在各種計(jì)算機(jī)圖形處理中，這一系列的三維地形圖像系統(tǒng)可以用于模擬實(shí)際的各種地形物理環(huán)境和各種地理現(xiàn)象條件。在這個(gè)三維模型上它既可以直接實(shí)現(xiàn)整個(gè)地形工程地圖測(cè)繪的整個(gè)流程，復(fù)雜大型地形工程測(cè)繪的各個(gè)重難點(diǎn)也都可以能夠通過(guò)微機(jī)模擬當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進(jìn)行精確測(cè)量，同時(shí)還有效保證了整個(gè)工程勘繪測(cè)量的技術(shù)安全性。為了保證工程測(cè)量管理工作中測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際使用結(jié)果，能夠切實(shí)地充分反映工程實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，工程師在測(cè)繪之前也經(jīng)常會(huì)對(duì)工程測(cè)量工作流程數(shù)據(jù)進(jìn)行多次模擬，不僅同樣能夠做到提前有效發(fā)現(xiàn)工程測(cè)繪管理工作的技術(shù)缺陷，提高工程測(cè)繪管理工作的測(cè)量安全性和測(cè)量準(zhǔn)確性，還同樣能夠有效避免因?yàn)闇y(cè)量技術(shù)不成熟或者測(cè)量流程上的問(wèn)題等而帶來(lái)測(cè)量工程上的損失[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

GPS測(cè)繪技術(shù)能夠很好地用于進(jìn)行大型控制節(jié)點(diǎn)的測(cè)量、線(xiàn)路的測(cè)繪定線(xiàn)長(zhǎng)度測(cè)量以及大型建筑工程的測(cè)繪放線(xiàn)圖等測(cè)量測(cè)繪工作。我國(guó)建筑工程質(zhì)量測(cè)繪管理工作人員應(yīng)當(dāng)不斷完善現(xiàn)代GPS質(zhì)量測(cè)繪管理技術(shù)，確保我國(guó)工程質(zhì)量測(cè)繪管理工作技術(shù)質(zhì)量和測(cè)繪工作效率水平能夠持續(xù)得到不斷穩(wěn)步提高。