GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用及特點(diǎn)

楊江濤

(中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院云南昆明650051)

GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用及特點(diǎn)

楊江濤

(中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院云南昆明650051)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步為各行各業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境和條件，并提供了可靠的科學(xué)技術(shù)保障。尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及使得信息全球化的趨勢(shì)日益突出，而GPS作為全球定位系統(tǒng)，為全球范圍內(nèi)的信息傳遞與流通提供了可靠的技術(shù)支持，其中發(fā)展較快的GPS定位測(cè)量技術(shù)，也在工程測(cè)繪方面發(fā)揮重要作用。本文結(jié)合GPS技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，及其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用原理，在工程測(cè)繪領(lǐng)域中的GPS定位測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用及其重要作用進(jìn)行分析和探討，并對(duì)其在工程測(cè)繪方面的發(fā)展前景進(jìn)行相應(yīng)的探討。

GPS定位測(cè)量技術(shù)工程測(cè)繪應(yīng)用特點(diǎn)

1　GPS定位測(cè)量技術(shù)

（1）GPS全稱(chēng)為全球定位系統(tǒng)，硬件是由環(huán)球通訊衛(wèi)星和接收裝置組成。GPS是基于衛(wèi)星的無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，為用戶(hù)提供精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)，導(dǎo)航與時(shí)間信息。隨著地球的數(shù)字化進(jìn)程的發(fā)展，微電子技術(shù)和GIS技術(shù)獲得重大進(jìn)展，衛(wèi)星導(dǎo)航，定位的理論已經(jīng)逐漸成熟，同時(shí)各個(gè)領(lǐng)域都需要掌握對(duì)空間資料的處理和利用技術(shù)。GPS作為通用設(shè)備將越來(lái)越多地應(yīng)用于科研和民用領(lǐng)域。GPS定位測(cè)量技術(shù)在很大程度上推進(jìn)了工程測(cè)繪的快速發(fā)展，為工程測(cè)繪提供了可靠的技術(shù)保障，所以對(duì)工程測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量精度的重視及測(cè)繪技術(shù)的高效規(guī)范化發(fā)展具有重要意義。在先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)方法與測(cè)量設(shè)備不斷更新的前提下，GPS定位測(cè)繪技術(shù)以其經(jīng)濟(jì)高效高精度等優(yōu)勢(shì)在工程測(cè)繪中發(fā)揮了重要作用。

（2）GPS定位測(cè)量技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，首先是它定位實(shí)時(shí)，可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的定位目標(biāo)的三維位置和速度。其次是它的定位精度高，一分鐘的快速定位所取得的觀測(cè)精度可達(dá)到±0.1m距離，若是不超過(guò)20分鐘的載波相位的相對(duì)定位，其距離精度可達(dá)± 5mm。而若通過(guò)時(shí)差定位，其定位精度可達(dá)到厘米。而且GPS技術(shù)定位耗時(shí)較短，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模擬用幾秒就可以完成，大大的提高了測(cè)繪的效率。運(yùn)用GPS技術(shù)的觀測(cè)站間不需要通視，降低了觀測(cè)環(huán)境與通視條件方面的限制，縮減了測(cè)量時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，使得測(cè)量更具靈活性。運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行的測(cè)量操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)人數(shù)據(jù)采集，基本不會(huì)受到天氣狀況的影響。

2　GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

（1）工程測(cè)繪中采用GPS定位測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用原理結(jié)合了交互定位與物理、幾何學(xué)科中的相關(guān)原理，并通過(guò)GPS衛(wèi)星與地面接收裝置來(lái)完成對(duì)測(cè)量物的定位綜合結(jié)合接收到的已知衛(wèi)星信息來(lái)求取未知定位并且根據(jù)距離等于光速與傳播時(shí)間之積來(lái)確定衛(wèi)星距離，而這一關(guān)鍵在于記錄時(shí)間的準(zhǔn)確性。地面接收裝置對(duì)測(cè)量物的三維精準(zhǔn)定位需要同時(shí)接收4顆衛(wèi)星的發(fā)射信息才能進(jìn)行，而測(cè)量要求精度不同，所需的衛(wèi)星數(shù)量也不同，如厘米級(jí)精準(zhǔn)定位就必須要至少5顆衛(wèi)星。

（2）對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面的具體作用。常規(guī)的測(cè)繪工作都是由人工操作完成的，熱為的操作誤差和綜合素質(zhì)較差都影響測(cè)繪工作的精準(zhǔn)性，同時(shí)在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的地段的測(cè)繪工作易出現(xiàn)安全事故，并且為以后具體的測(cè)繪工作埋下隱患。但是在測(cè)繪工作中采用GPS定位測(cè)量技術(shù)，可以快速而高效地實(shí)現(xiàn)工程測(cè)繪的交互定位及形象逼真的測(cè)繪數(shù)據(jù)結(jié)果，并可以實(shí)現(xiàn)掌握與監(jiān)控工程測(cè)繪工作的全部流程。但為保證測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪工作中的應(yīng)用效果，允許在測(cè)量之前利用計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)對(duì)工程測(cè)繪做模擬流程分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量工程中存在的問(wèn)題并采取有效的措施進(jìn)行防治，這樣可以大大增強(qiáng)測(cè)量方案的安全性與可操作性，進(jìn)而保證測(cè)量工作的技術(shù)性。目前，我國(guó)已將GPS定位測(cè)量技術(shù)用于礦井工程的測(cè)繪中，并通過(guò)GPS技術(shù)實(shí)行測(cè)量演練，便于對(duì)測(cè)量方案中的問(wèn)題進(jìn)行修改、優(yōu)化，不斷完善工程測(cè)繪的工作性能。

3　GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

3.1功能較多應(yīng)用廣泛

GPS可以為各類(lèi)用戶(hù)連續(xù)實(shí)時(shí)的提供動(dòng)態(tài)目標(biāo)的三維位置速度和時(shí)間信息，因此它不僅可以用于測(cè)量和導(dǎo)航，還可以用來(lái)測(cè)速測(cè)時(shí)。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展。目前在導(dǎo)航領(lǐng)域方面，它不僅廣泛的用于海上，空中和陸地目標(biāo)的導(dǎo)航，，而且，在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控與管理方面也獲得了成功的應(yīng)用；在測(cè)量工作方面，這一定位技術(shù)在大地測(cè)量，工程測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。

3.2定位精度高

GPS的大量工程應(yīng)用表明，其相對(duì)定位精度在50km以?xún)?nèi)，相對(duì)定位精度可達(dá)1mm。在300～1500m工程精度定位中，觀測(cè)的數(shù)據(jù)的誤差小于1mm，GPS測(cè)量技術(shù)在高層建筑傳遞中，其絕對(duì)地位平面誤差小于5mm。特別是在實(shí)時(shí)差分定位方面和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，定位精度能達(dá)到厘米級(jí)以及分米級(jí)，可以滿(mǎn)足各種工程測(cè)量的要求。隨著觀測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法的改善，GPS測(cè)量技術(shù)的精準(zhǔn)度會(huì)得到進(jìn)一步的提高，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更加可靠的導(dǎo)航定位服務(wù)。

3.3觀測(cè)時(shí)間短

利用GPS技術(shù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)定位導(dǎo)航，這對(duì)高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航顯得尤為重要。當(dāng)用GPS接收器靜態(tài)相對(duì)定位時(shí)，采集一小時(shí)之內(nèi)的數(shù)據(jù)，即可獲得較高的定位精度。利用GPS技術(shù)建立控制網(wǎng)，能大大縮短觀測(cè)時(shí)間，提高工作效率。隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件與硬件的不斷更新，目前在20km以?xún)?nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅用16～20min就可完成定位，快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，觀測(cè)時(shí)間在1～2min，然后即可定位，觀測(cè)時(shí)間僅需幾秒鐘。

4　總結(jié)

隨著國(guó)家現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷前進(jìn)，工程測(cè)量技術(shù)在工程建設(shè)中的作用越來(lái)越重要，GPS定位測(cè)量技術(shù)以其高精準(zhǔn)度、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)，在工程測(cè)繪中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，為促進(jìn)工程測(cè)繪的良好發(fā)展提供了有利的技術(shù)保障，也為現(xiàn)代化城市建設(shè)及工程建設(shè)奠定了扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，為提高工程測(cè)繪的測(cè)量精度確保測(cè)繪結(jié)果的科學(xué)可靠創(chuàng)造了良好條件，大大加快了信息全球化趨勢(shì)的發(fā)展及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與進(jìn)步。

[1]張延忠.GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用及特點(diǎn)[J].科技傳播，2011（7）.

[2]張雷.論GPSRTK技術(shù)在現(xiàn)代工程測(cè)量的應(yīng)用[J].科技致富導(dǎo)向，2011（8）.

[3]常慶生.GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009（1）.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-242-1