工程測量中新測繪技術應用探究

周偉浩

（東陽經濟開發區白云商貿園區管委會，浙江 東陽 322100）

在水利、交通、建筑等行業中工程測量是其后續工作順利展開的基礎。測量工作具有工序復雜，專業性強，協作面廣的特點。測量工作一旦出現失誤，必將影響整個工程的順利展開，即使順利完成也將影響它的正常使用。因此，我們必須通過各種手段將工程測量中的失誤率減至最低。除了加強施工質量管理和控制外，最重要的方法就是應用各種新測繪技術來減少誤差，保證施工工作的順利展開。尤其對于地形較為復雜的工程，測量工作更是難上加難，新測繪技術的應用也就更加必要。

1 GPS新技術概述

1.1 GPS概述

近幾年，GPS全球衛星定位系統在諸如航運、交通以及建筑工程中的復雜測量工作中得到了廣泛應用。這是因為GPS技術具有成本低，精度高，成效快和覆蓋廣的特點。GPS全球定位系統是由GPS星座（空間構造），地面監控系統（地面控制構造）和GPS信號接收器（用戶設備構造）三部分組成的。

作為GPS空間構造的GPS星座是由28顆衛星組成的，其中24顆為工作衛星，4顆為有源備份衛星。24顆工作衛星平均分配在傾角為55°的六個軌道上，這就使我們不管在地球的任何地方，適合時間都可以觀測到4顆以上衛星提供的定位精確的衛星圖像,從而實現它不間斷的導航作用。有源備份衛星則可以確保GPS全球定位系統運行的可靠性。另外，GPS衛星可以產生兩組電碼,一組為精密度相對較低的C/A碼(Coarse/Acquisition Code11023MHz)，主要供普通民眾使用;一組為定位精度極高的P碼(Procise Code 10123MHz),主要為一國軍方服務，一般民眾無法解讀。

地面控制部分即地面監控系統，是一個負責數據傳輸的系統。從前至后的傳輸主體依次為，5個全球監測站，1個主控站和3個地面控制站。具體傳輸過程如下：首先是裝配有時鐘和接收器的5個全球監測站從GPS星座中取得衛星觀測數據（包括氣象數據和電離層），然后經過簡單處理后,統一傳送至主控站。主控站根據從5個監測站得到的跟蹤數據進行簡單計算，并將計算結果（即導航數據）及其指令分別傳輸至3個地面控制站。而地面控制站的作用就是將接收的主控制站的數據結果和指令以每天一次的頻率注入每顆GPS衛星。

用戶設備構造主要就是指GPS信號接收器，是GPS的最末端，亦即客戶端。它包括天線單元和接收單元，接收單元又包括接收機硬件和機內軟件以及GPS數據的后處理軟件。GPS信號接收器可以捕獲到特定衛星并進行衛星追蹤，從而確定用戶所在地的地理位置的信息。其工作機理如下：GPS信號接收機監測到需要跟蹤的衛星信號后，通過內部構造計算出衛星與天線單元間的距離，及距離隨時間的變化情況，然后由機內軟件確定衛星軌道參數等導航數據。最后由計算機系統根據所得導航數據計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等相關信息。GPS信號接收器除由必要的機外電源供電外，還配備有機內電源，以防止機外電源不足時造成的觀測中斷和數據流失。現今的GPS信號接收器正由大型化向小型化轉變，以便用于隨時隨地的野外觀測。

1.2 GPS特點

迄今為止，GPS全球衛星定位系統在諸如航運、交通以及建筑工程中的復雜測量工作應用十分廣泛，這是因為GPS技術具有以下幾方面不同于一般測繪技術的特點。

1.2.1 全天候高精度測量。目前GPS全球衛星定位系統可在一天24h內的任何時間任何地點進行全天候作業，不受陰雨風雪等各種惡劣天氣的影響。且定位精度高，全球覆蓋率廣，高達98%，可隨時隨地進行高精度觀測。目前GPS水準可滿足四等水準測量的精度。

1.2.2 制造成本低。隨著科學技術的發展和信息化時代的到來，GPS全球衛星定位系統在功能不斷完善，精度不斷提高，效率不斷加快的基礎上，成本卻在不斷下降，為GPS全球衛星定位系統的普及帶來了可能性。

1.2.3 效率高，觀測時間短。隨著科學技術的不斷發展，計算機技術的不斷提高，GPS系統應用的軟件不斷更新，效率不斷被提高，觀測時間不斷縮短。

1.2.4 操作簡便，測站間無須通視。GPS全球定位系統的作業僅要求測站上空開闊而對站點的位置及站點之間的距離，可通視性沒有太多要求，選點靈活方便。另外隨著科學技術的不斷發展，計算機技術的不斷提高，GPS系統應用的軟件不斷更新，系統操作的自動化程度也越來越高，各工序的操作更加方便。

1.2.5 應用廣泛，功能多樣。GPS系統不僅可用于道路、橋梁、建筑及水利等工程施工中的精密測量工作，還廣泛應用于天文臺和電視臺的準確定時，以及車輛，船舶和飛機等交通工具的導航，飛彈等武器導航，衛星軌道定位等星際導航，現今還用于手機，車輛等的防盜系統，兒童及特殊人窮的防走失系統等。可謂是涉獵廣泛，應用于人們生活的各個方面。

2 GPS在工程測量中的應用

2.1 GPS的應用優勢

在一般的工程測量中，控制網的布置、檢測以及樁位的放樣都是測量在主要任務，在傳統的測量工程，一般采用的是將控制網設置成線形網或者是環狀網，經常利用經緯儀以及測距儀，更有甚者單面利用全站儀進行數據的測量工作，其實這樣的配合測量工作所需要的時間相當長，花費的財力也十分巨大，因此，GPS靜態定位呼之欲出。前面分析的GPS定位法，其進行的靜態定位，幾乎不受到天氣環境等相關因素的困擾，使用十分方便，在監測的同時，精確度相當高，大力縮短了測量時間，提高了測量效率。

2.2 GPS在實際工程中的應用

東陽世貿城由東陽市政府主辦，世貿城總規劃用地1070畝，總投資額達55億元。東陽世貿城的核心定位就是打造全球直營基地，讓各地生產商和采購商進行直接對接，減少中間環節，提升產業競爭力，引領未來市場潮流。基地規模首期38.8萬平米同步投建，后續用地規劃600畝，規模宏大，基地配套約10萬平米地下倉儲、3800個車位。世界貿易村6幢現代化商務大廈，共88架電梯、水、電、電話、寬帶、空調、背景音樂、安全防范、數字電視、多媒體會議、一卡通、消防、通風、電子信息防雷、機電自控等現代化國際貿易設施。

在東陽世貿城一期工程中，如果整個工程測量僅僅只采用傳統的測量儀器，其測量的精度以及時間都很難把握，具體需要傳統方式配合GPS技術，同時進行測量，既能縮短工作時間，又能滿足精確度的要求，還能降低測量費用。東陽世貿城的地理位置為GPS傳輸優質數據鏈提供了強有力的支點，也為GPS技術的運用提供了實踐場地。

(1)GPS實時動態樁位放樣。根據東永高速樁位質量要求，其樁位誤差必定達到厘米級，而GPS測量精度能達到厘米級，所以用GPS實時動態技術進行樁位放樣完全能達到質量標準要求，同樣GPS高程測量也可用于鉆孔樁。

(2)利用GPS技術放樣平臺。在施工平臺鋼管樁的放樣也可利用GPS測量實現。在時間上，會減少野外作業時間，并保證測量精度要求。

(3)GPS偏心檢查。GPS除了能精確測量出東陽世貿城樁位的分布外，還能進行樁位的偏心檢查，一物兩用，充分提高了實際工程的測量施工效率。

(4)GPS與傳統儀器配合。根據東陽世貿城一期工程的技術要求，需要在建筑方位的定點測量上，對控制點的偏差控制在厘米級，在控制點布控時，利用GPS靜態測量彎曲能滿足高程以及距離精度，再利用全站儀等傳統操作，進行近距離的位移設置，充分體現新基礎與傳統技術的結合效果。

3 結語

GPS測量技術，是全新的測量技術，其技術含量先進，精確度高，給實際的測量工程節約時間的同時，大大降低了大型工程測量所帶來的物力財力花費。隨著工程測量的深入，各種工程的測量精度將會不斷提升，因此，GPS測量技術將會在實際工程中得到更好的應用。

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