芻議GPS技術(shù)在測繪工程的應(yīng)用

李思婧

摘要：隨著我國社會與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，地籍測繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍也越加廣泛。除了可以進(jìn)行城市土地地籍測繪外，還可以進(jìn)行公路GIS和監(jiān)測大橋變形、地形測量等工作，并根據(jù)人們的需要對各種不同比例尺度的地形圖進(jìn)行測繪。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù) 地籍測繪 測量精度

大比例尺地形測圖是在局部地區(qū)根據(jù)工程建設(shè)的需要而制定的，它具有客觀性，在圖紙上真實衡量和描述地面的物體和地貌情況鄧。它具有測區(qū)范圍小、精度高、比例尺大等方面的特點。它的特殊性表現(xiàn)在反映地表形態(tài)具有真實性和客觀性。工程建設(shè)中靈活地應(yīng)用大比例尺地形圖，具有專業(yè)性和權(quán)威性，它的保留期限不一樣，所以每一部門在實施它的時候，當(dāng)然側(cè)重點也不同。所以要堅持合理的經(jīng)濟(jì)原則進(jìn)行技術(shù)性的工作。

1.GPS技術(shù)概述

GPS為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是無線式導(dǎo)航系統(tǒng)，其系統(tǒng)基礎(chǔ)為已經(jīng)發(fā)射的地球衛(wèi)星。我國測繪采用的是美國發(fā)射的24顆導(dǎo)航衛(wèi)星。通過測繪地面三維坐標(biāo)來實現(xiàn)導(dǎo)航或者定位。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國工程測繪面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而GPS測繪技術(shù)又具有很多優(yōu)點，所以，GPS測繪技術(shù)在工程測繪中得到了越來越多的應(yīng)用。GPS技術(shù)在工程中的初級應(yīng)用是：用GPS靜態(tài)或者快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測繪。

2.GPS工作原理及特點

2.1 GPS技術(shù)工作原理

GPS系統(tǒng)是衛(wèi)星導(dǎo)航地位系統(tǒng)，采用的方法為距離交會法，該方法的原理是：將GPS接收機(jī)設(shè)置在要求的某一位置N點，GPS衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文中，在某時刻0t接受三顆（a，b，c）或者三顆以上的GPS衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文。接下來，通過各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理方式，將計算出這某一時刻時，GPS接收機(jī)到達(dá)GPS衛(wèi)星的距離為：aNS，bNS，cNS。在求得兩者之間的距離的同時，通過接收衛(wèi)星星歷可以獲得這一時刻這些衛(wèi)星在空間的位置，也就是三維坐標(biāo)。在使用的坐標(biāo)系統(tǒng)中，GPS測繪通常采用其中的兩種：第一種是地固坐標(biāo)系統(tǒng)，第二種是空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)。同時根據(jù)需要可以進(jìn)行坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，通過轉(zhuǎn)換可以有效表達(dá)控制點位置，可以促進(jìn)觀測效果。

2.2 GPS組成

空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)是GPS系統(tǒng)的兩大組成部分，此外，用戶還應(yīng)該具有衛(wèi)星接收設(shè)備。現(xiàn)在就這三部分進(jìn)行一下具體的說明：空間衛(wèi)星群是由均勻分布在6個軌道面上，之間夾角為600的24顆大約高為20萬千米的GPS衛(wèi)星群組成。其軌道和地球赤道的傾角約為550，通過這樣的分布群可以保證接收4-11顆GPS衛(wèi)星發(fā)送出的信號。其組成是主控站1個，監(jiān)測站5個，注入站2個。這三個部分都有其不同的作用，主控站用來計算衛(wèi)星的星歷以及衛(wèi)星鐘的修改參數(shù)等等，其依據(jù)是各個監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)。注入站計算出來的修改參數(shù)送入注入站，注入站起到接收的作用。監(jiān)控站是用來接收衛(wèi)星信號的。這三者是相互聯(lián)系，相互補(bǔ)充的。主要有接收機(jī)，數(shù)據(jù)處理軟件，氣象儀等等組成，接收信號，并利用信號進(jìn)行導(dǎo)航定位。

3.GPS技術(shù)的特點

GPS測繪技術(shù)主要由七大特點，包括：定位精度高，觀測時間短，測站之間無需通視，可提供三維坐標(biāo)，操作簡便，全天候作業(yè)以及功能多用途廣等特點。這些優(yōu)點保證了GPS測繪技術(shù)的領(lǐng)先地位。其定位精度高體現(xiàn)在：在300米到1500米之間工程精密定位中，1小時以上觀測的解算，其平面位置誤差小于1毫米；而測站之間無需通視這一特點一具解決了測繪學(xué)中的難題，使接收的信號不受干擾；其用途廣體現(xiàn)在不但可以進(jìn)行測繪也可以用于測速和測時；GPS系統(tǒng)的自動化程度非常高，便體現(xiàn)了其操作方便的特點。由此可見，GPS測繪技術(shù)先進(jìn)，優(yōu)點明顯，將在以后的應(yīng)用中不斷的體現(xiàn)出來，我們也將更加不斷的開發(fā)GPS技術(shù)的更多特點，為工程測繪水平的提高不斷努力。三、GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，工程測繪中，GPS技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。比如：三峽水利樞紐，小浪底工程等工程測繪中都用到了GPS技術(shù)。下面著重講解GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用。GPS技術(shù)在水利測繪中的應(yīng)用主要包括以下部分：GPS的外業(yè)測繪，GPS的布網(wǎng)以及實時動態(tài)測繪技術(shù)的應(yīng)用等等。

3.1 GPS外業(yè)測繪

GPS外業(yè)測繪中，選點是關(guān)鍵。點的定位對于保證測繪結(jié)果的正確性具有非常重要的意義，因此要在選點前做好充分的準(zhǔn)備工作，包括收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理位置，標(biāo)架，標(biāo)型的完好狀況等等。這都是做好選點的關(guān)鍵。GPS的觀測工作主要體現(xiàn)在無線安置和開機(jī)觀測，這與常規(guī)測繪有很大的不同。無線安置工作中，要做到在正常點位，天線應(yīng)架設(shè)在三腳架上，并安置在標(biāo)忐中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡必須整平；在有風(fēng)天氣中，應(yīng)將無線進(jìn)行三方向固定。

3.2 GPS布網(wǎng)工作

關(guān)于GPS布網(wǎng)工作如下：對于線路及帶狀工程測繪，例如引水工程等，通常都采用點連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形，而對于工程樞紐地區(qū)的施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)，通常則采用邊連式或網(wǎng)連式布設(shè)，以增強(qiáng)網(wǎng)形的幾何強(qiáng)度，提高GPS控制網(wǎng)的可靠性和數(shù)據(jù)精度。

3.3 實時動態(tài)測繪方法

RTK工作基本方式可以表述為：在某一已知點上設(shè)立基準(zhǔn)站并安置一臺GPS接收機(jī)，對所有的可見衛(wèi)星進(jìn)行現(xiàn)場測，采用無線電傳送設(shè)備，將觀測到的數(shù)據(jù)和測站信息通過數(shù)據(jù)鏈傳送到流動站。流動站在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，依據(jù)相對定位的基本原理，基準(zhǔn)站及流動站將該數(shù)據(jù)與本身觀測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算，從而得到兩觀測站之間的相對位置，解算出流動站所在位置的三維坐標(biāo)并實時存儲和輸出。

綜上所述，GPS測繪技術(shù)優(yōu)點明顯，應(yīng)用顯著。通過GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用，充分掌握了GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用過程和方法，為以后GPS的更廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。這需要強(qiáng)調(diào)的一點是，在利用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測繪的時候，要特別注意測繪結(jié)果的精確度和實用性，這是采用GPS技術(shù)測繪的關(guān)鍵所在。在以后GPS技術(shù)發(fā)展應(yīng)用中，將向著功能更加完善，性能更加先進(jìn)發(fā)展，針對不同的水利測繪實例，因地制宜，合理利用，GPS技術(shù)將為工程測繪帶來更加顯著的發(fā)展。

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