GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

王燦

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，工程測(cè)繪工作也取得了很大的進(jìn)步，廣泛應(yīng)用了很多先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)也日益成熟，GPS測(cè)量技術(shù)逐步在工程測(cè)繪中得到應(yīng)用。其在工程測(cè)繪中發(fā)揮的作用是巨大的，并且隨著GPS技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的不斷成熟，它也越來越成為工程測(cè)繪質(zhì)量的決定性因素之一?；诖耍疚膶?duì)GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并探討了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);工程測(cè)繪;應(yīng)用

1GPS測(cè)繪技術(shù)的基本原理

GPS測(cè)繪技術(shù)的工作原理是首先將GPS接收機(jī)設(shè)置在某個(gè)固定位置，然后利用衛(wèi)星信號(hào)感應(yīng)技術(shù)找到其位置所在，并將位置的具體信息數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與處理，并建立三維坐標(biāo)系顯示接收機(jī)的具體位置。在GPS測(cè)繪技術(shù)作用下，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)可以分為地固坐標(biāo)系統(tǒng)和空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)兩種類型，兩種坐標(biāo)系統(tǒng)可以進(jìn)行互換，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷出控制點(diǎn)的具體位置。此外，由于定位的具體方式存在差異，定位方式也可以分為相對(duì)和絕對(duì)兩種，相對(duì)定位是以空間幾何理論為基礎(chǔ)，通過三顆衛(wèi)星之間的特定距離以及已知測(cè)量點(diǎn)，運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的具體位置;絕對(duì)定位的基礎(chǔ)是海拔信息以及經(jīng)緯度，通過具體坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)量點(diǎn)的具體位置進(jìn)行判斷。

2GPS技術(shù)優(yōu)勢(shì)

GPS技術(shù)是社會(huì)發(fā)展到較高層次的產(chǎn)物，測(cè)量精度能夠達(dá)到毫米級(jí)別。人們要按照動(dòng)態(tài)測(cè)量精度進(jìn)行分析，切實(shí)保障數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確無誤，促進(jìn)測(cè)量行業(yè)實(shí)現(xiàn)健康穩(wěn)定發(fā)展。GPS技術(shù)是一種和衛(wèi)星連接的先進(jìn)技術(shù)，相比傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，具有密度性好、精度高等特點(diǎn)，同時(shí)可以完成一些傳統(tǒng)技術(shù)無法完成的測(cè)量工作。GPS技術(shù)測(cè)量周期相對(duì)較短，能夠顯著減少測(cè)量時(shí)間，同時(shí)提高測(cè)量效率。若采用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，受軟件自身限制性因素影響，測(cè)量時(shí)間通常需要幾個(gè)小時(shí)。但是，GPS技術(shù)可以縮短測(cè)量周期，只需要十幾分鐘就可以完成工作。例如，在靜態(tài)測(cè)量中，只需要15min就能夠完成20km項(xiàng)目測(cè)量工作，如果采用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，需要耗費(fèi)4～5h。若是動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)運(yùn)用GPS測(cè)量技術(shù)，2min就可以完成操作。GPS技術(shù)本身應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以解放人的雙手，有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。目前，人工操作主要涉及接通電纜、安裝儀器、記錄信息數(shù)據(jù)等。測(cè)量工作完畢后只需要關(guān)閉設(shè)備即可，有效縮減了工作流程。GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)站點(diǎn)和站點(diǎn)之間的通視沒有提出相關(guān)要求，只需要保障視野開闊，就可以順利開展測(cè)量工作。傳統(tǒng)測(cè)量往往要保障測(cè)站之間能夠?qū)崿F(xiàn)通視，同時(shí)要保障測(cè)量站點(diǎn)之間可以相互溝通，造成大量的時(shí)間浪費(fèi)，同時(shí)工作較為復(fù)雜，耗費(fèi)大量精力。但是，如今使用GPS技術(shù)，不需要過多浪費(fèi)精力，測(cè)站之間不需要保障通視，能夠明顯提高工作的便捷性，優(yōu)越性突出。

3GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中運(yùn)用有初、中、高級(jí)，初級(jí)主要是快速靜態(tài)或GPS靜態(tài)的方法建設(shè)成立沿線整體控制;中級(jí)主要運(yùn)用在堤壩、閘門、渠道等場(chǎng)所，并且這些場(chǎng)所建設(shè)成立施工控制;高級(jí)主要是在工程測(cè)繪中運(yùn)用RTK技術(shù)，也就是人們常說的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。從而可以看出，GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的發(fā)展機(jī)遇很可觀。

3.1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪

對(duì)測(cè)繪點(diǎn)上的新基站進(jìn)行設(shè)定之后，安裝GPS接收器，在一定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，并及時(shí)傳送到接收站。流動(dòng)站在接收來自不同發(fā)送站的信息的同時(shí)，也依靠基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行定位，將基站與流動(dòng)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算，就可以得到兩觀測(cè)站之間的相對(duì)位置，構(gòu)建流動(dòng)站所在位置的三維坐標(biāo)并輸出儲(chǔ)存。

3.2在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在實(shí)際的建筑工程施工中，常常會(huì)出現(xiàn)工程變形的情況，發(fā)生工程變形與地形、人為因素等都有關(guān)系，為了實(shí)時(shí)掌控建筑工程的情況，找到工程變形的原因，就要應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)。GPS測(cè)繪技術(shù)在解決這個(gè)問題時(shí)是非常有利的，它不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)工程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，促進(jìn)監(jiān)測(cè)人員了解工程細(xì)節(jié)，還能避免很多費(fèi)用的產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)高效。舊式的工程變形監(jiān)測(cè)技術(shù)只能通過平面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，GPS測(cè)繪技術(shù)卻可以通過三維模式進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，既包含了傳統(tǒng)的平面位移監(jiān)測(cè)，還大大降低了監(jiān)測(cè)的難度，避免了人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的情況，在任何惡劣天氣下都能夠有效測(cè)量工程變形的數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)工作人員的工作效率的提高，GPS測(cè)繪技術(shù)在工程變形中應(yīng)用的時(shí)候常常還會(huì)安裝防雷裝置進(jìn)行配合監(jiān)測(cè)，有效保證整個(gè)監(jiān)測(cè)過程的質(zhì)量。

3.3GPS外業(yè)測(cè)繪中的應(yīng)用

在GPS外業(yè)測(cè)繪工作中最為重要的就是選點(diǎn)，做好選點(diǎn)工作是外業(yè)測(cè)繪順利開展的基礎(chǔ)，為了更好的保障測(cè)繪作業(yè)的精準(zhǔn)性，就一定要選好定位點(diǎn)。首先我們要在選點(diǎn)之前對(duì)于所測(cè)區(qū)域有一個(gè)比較全面的了解，要確保標(biāo)架的狀況良好，并做好資料的收集工作。在GPS外業(yè)測(cè)繪工作不同于常規(guī)的測(cè)繪工作，它主要體現(xiàn)在兩方面：①無線裝置;②要求設(shè)備中的圓水準(zhǔn)氣泡要保持平整，在安放無線裝置時(shí)，必須要保障其架設(shè)位置，要在正確的三腳架上，如需在風(fēng)力較大的地區(qū)進(jìn)行架設(shè)則需要將無線裝置在三個(gè)方向上進(jìn)行固定，防止受風(fēng)力作用而產(chǎn)生破壞。

3.4房產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)經(jīng)常使用動(dòng)態(tài)差分法，在房產(chǎn)測(cè)繪中，此方法有效提高定位精準(zhǔn)度。在使用動(dòng)態(tài)差分法的房產(chǎn)測(cè)繪工作，可以做到僅需要一名操作人員和一臺(tái)儀器，在計(jì)算機(jī)軟件對(duì)傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理后，輸入到GPS的系統(tǒng)中。動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)技術(shù)不需要很多操作人員，測(cè)量點(diǎn)不需通視性，大大提高了地籍測(cè)繪和房地產(chǎn)測(cè)繪工作的效率。在工程建設(shè)中運(yùn)用GPS測(cè)繪技術(shù)對(duì)工程的質(zhì)量和工作的效率都有大的提高。在城市建設(shè)中要求工程的精準(zhǔn)度必須要高，此外城市化進(jìn)程中離不開工程建設(shè)，工程建設(shè)的面積也越來越大，但是要綜合考慮不能造成資源的過度開發(fā)與浪費(fèi)。應(yīng)用GPS技術(shù)可以準(zhǔn)確收集城市的數(shù)據(jù)，根據(jù)整體規(guī)劃作出合理調(diào)整，可以有效提高工程建設(shè)的精準(zhǔn)度，還能降低成本、便于操作，是最便捷的測(cè)繪技術(shù)。

3.5水下工程中的應(yīng)用

水下工程對(duì)地形測(cè)繪圖的精度要求非常高，如航道整治、海岸碼頭、海港建設(shè)等利用海洋資源的工程。GPS測(cè)圖技術(shù)的三維測(cè)量技術(shù)可以測(cè)量水下工程的縱橫向精度，并用計(jì)算機(jī)繪制地圖。水下工程的縱深部分可以使用測(cè)深儀，根據(jù)超聲波在水下的傳遞時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行測(cè)算。

測(cè)定潮位則可以使用潮位儀，以此調(diào)整水下的地形高程和水深。測(cè)量橫向位置則可以使用差分法，解決了外界干擾大的問題，極大地提高了水下工程建設(shè)的準(zhǔn)確度，是一種理想的測(cè)量技術(shù)。GPS技術(shù)的選點(diǎn)需要滿足一定要求，視野開闊，易于安裝，遠(yuǎn)離大概率發(fā)射電源（如電視臺(tái)、電臺(tái)、微波站等），其距離不少于200米，遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號(hào)傳輸通道，其距離不小于50米，符合要求和規(guī)格的垃圾填埋場(chǎng)的標(biāo)石，節(jié)省點(diǎn)，得出具體的GPS定位圖。在收集到數(shù)據(jù)信息后及時(shí)檢驗(yàn)并傳輸，以便分析。不僅要發(fā)揮GPS測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，還要注意其使用要求，保證技術(shù)實(shí)施的有效性。

4結(jié)語

綜上所述，相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)而言，GPS測(cè)繪技術(shù)無論在精確度方面還是在應(yīng)用效率方面都具有很大的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛地應(yīng)用在工程測(cè)繪工作中。隨著科研技術(shù)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)將得到不斷改進(jìn)和完善，GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值也將得到更大程度的提高，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)工程測(cè)繪領(lǐng)域的快速發(fā)展。

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