工程測繪中GPS測量技術(shù)的應(yīng)用

張飛

摘 要：GPS測量是一種集傳統(tǒng)測量技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)為一體的新型技術(shù)。在工程測繪過程中，使用GPS測量技術(shù)不僅能夠轉(zhuǎn)變工程測繪的工作方式，也會(huì)在一定程度上增強(qiáng)工程測繪的成效性，全面提升工程測繪的服務(wù)項(xiàng)目。基于此，主要對(duì)工程測繪中GPS測量技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：工程測繪；GPS測量技術(shù)；水準(zhǔn)測量；三維定位

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.140

伴隨著科技時(shí)代的來臨，工程測繪技術(shù)也在發(fā)生著天翻地覆的變化，很多新技術(shù)、新理念在工程測繪中得到了廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的工程測繪技術(shù)很難達(dá)到測量精準(zhǔn)化的要求，而GPS測量技術(shù)就是一種新型的技術(shù)，它具有精確度高、效率優(yōu)、耗費(fèi)少而且可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 GPS 測量技術(shù)的簡介及應(yīng)用

GPS網(wǎng)是一種根據(jù)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)而構(gòu)建起來的控制網(wǎng)，它主要可分為以下兩種類型：①全球性的高精度 GPS 網(wǎng)。這種高精度的GPS網(wǎng)不僅可以提供全球范圍內(nèi)的高精度坐標(biāo)框架，還能將地殼內(nèi)部板塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律清晰地展現(xiàn)在研究人員面前。該類型的GPS網(wǎng)可幫助致力于科學(xué)研究的工作者做好準(zhǔn)確的定位工作，提高他們的工作效率，方便其進(jìn)行各種研究活動(dòng)。該網(wǎng) GPS相鄰點(diǎn)的距離可以達(dá)到幾萬千米以上。②區(qū)域性的 GPS 網(wǎng)。該網(wǎng)主要是為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，例如GPS城市網(wǎng)、GPS礦區(qū)網(wǎng)等，該網(wǎng)GPS 相鄰點(diǎn)的距離僅在幾十千米以內(nèi)。

2 工程測繪中GPS測量技術(shù)的應(yīng)用

2.1 GPS定位技術(shù)的應(yīng)用

在工程測繪過程中應(yīng)用GPS定位技術(shù)時(shí)，屋面主要是其與物理學(xué)科相關(guān)理論的有機(jī)結(jié)合，并根據(jù)GPS系統(tǒng)空間分布的衛(wèi)星與地面接收裝置完成對(duì)相關(guān)測量物體的定位觀測工作。如今，很多國內(nèi)外工程在測繪工作中對(duì)GPS測量技術(shù)的定位應(yīng)用有兩方面，分別是靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。靜態(tài)相對(duì)定位所需要的觀測時(shí)間比較短，而且操作簡單易行，只需將多臺(tái)地面接收裝置排列成一條或者數(shù)條基線即可，最后將所測量的數(shù)據(jù)上報(bào)有關(guān)技術(shù)人員加以分析與整合。與靜態(tài)相對(duì)定位相比較而言，動(dòng)態(tài)相關(guān)定位較麻煩，它不僅需要依靠載波進(jìn)行測量，需要精確度高的控制點(diǎn)作為測量工作的控制基站，還需要安裝多臺(tái)地面接收裝置連續(xù)接收多角度、連續(xù)性的觀測結(jié)果，并及時(shí)將相關(guān)信息報(bào)送到接收部門。一個(gè)GPS接收機(jī)要能實(shí)現(xiàn)三維定位，至少需要接收4顆衛(wèi)星。對(duì)于實(shí)時(shí)厘米級(jí)定位精度，則要求同時(shí)接收5顆以上的衛(wèi)星。在理想情況下，因?yàn)镚PS系統(tǒng)有24顆衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，因而，通常在水平角10°左右就可觀測到7顆衛(wèi)星。如果所觀測的地方位于大山、建筑物等附近時(shí)，則所觀測的衛(wèi)星就會(huì)相應(yīng)地減少，這必然會(huì)影響到接收機(jī)的準(zhǔn)確定位，因此，某些應(yīng)用還要與慣性導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合，才能將GPS系統(tǒng)的真正作用發(fā)揮出來。

2.2 水下地形測繪中 GPS 的應(yīng)用

GPS技術(shù)在進(jìn)行水下地形測繪的過程中要形成一個(gè)完整的水下測繪系統(tǒng)，相關(guān)負(fù)責(zé)人員要注意將GPS機(jī)與測深儀、差分GPS接收機(jī)、潮位儀與終端設(shè)備進(jìn)行完整連接。GPS接收機(jī)接收的主要信號(hào)來自于GPS衛(wèi)星信號(hào)和差分基站的信號(hào)。我們可通過實(shí)例加以說明，當(dāng)船開始行駛時(shí)，我們首先要在計(jì)算機(jī)中輸入測量階段的起始坐標(biāo)，通過GPS接收機(jī)將所測量的坐標(biāo)值準(zhǔn)確無誤地輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，接下來是對(duì)坐標(biāo)值進(jìn)行參數(shù)的轉(zhuǎn)換與相關(guān)計(jì)算工作。在具體測量過程中，測量工作者要注意嚴(yán)格按照導(dǎo)航監(jiān)視器的跟蹤路線及時(shí)修正航向。在進(jìn)行測量、定位工作時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員要操控計(jì)算機(jī)，使其自動(dòng)完成數(shù)據(jù)記錄工作，并及時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.3 GPS 水準(zhǔn)測量的應(yīng)用

在工程測繪的所有項(xiàng)目中，水準(zhǔn)測量是其中較為常見的一種測量項(xiàng)目。傳統(tǒng)的測量方法存在一定的弊端，只是使用計(jì)算機(jī)預(yù)估出測量的水準(zhǔn)點(diǎn)，而沒有進(jìn)行實(shí)地考察驗(yàn)證，導(dǎo)致所測出的水準(zhǔn)點(diǎn)與預(yù)估出的水準(zhǔn)點(diǎn)之間有較大的差異。而現(xiàn)在應(yīng)用GPS水準(zhǔn)測量可以完全避免此類情況的發(fā)生，GPS水準(zhǔn)測量主要是通過GPS接收機(jī)獲取相關(guān)導(dǎo)航信號(hào)，然后進(jìn)行跟蹤記錄。在外業(yè)實(shí)地觀測中，測繪人員要注意在每階段的測量中都要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，按步驟進(jìn)行，這樣才能避免誤差的出現(xiàn)，最大限度地提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。現(xiàn)以大型公路工程項(xiàng)目測量為例進(jìn)行說明，在該項(xiàng)目中，首先測量人員可通過GPS測量技術(shù)觀測衛(wèi)星同步圖片，其次按照該公路路段地形特征對(duì)其高度進(jìn)行準(zhǔn)確分析，尋求最佳的測量方法，注意要在沿路地區(qū)每隔200 m建立一個(gè)施工用水準(zhǔn)點(diǎn)，最后在設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，測量人員要注意將其選在比較牢固的地方，并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、全面的記錄。

2.4 監(jiān)測工程變形中 GPS 的應(yīng)用

在工程建設(shè)的整個(gè)階段中，會(huì)出現(xiàn)很多突發(fā)事件，工程變形現(xiàn)象是其中一個(gè)較為普遍的難題。出現(xiàn)工程變形的原因有很多，有人為因素，比如人為失誤造成建筑物的變形等以及其他因素（例如建筑物出現(xiàn)不同程度的位移）等。GPS測量技術(shù)的成功應(yīng)用解決了上述難題，原因在于其具有三維定位的功能，而且精確度高。在實(shí)際工程建設(shè)中，工程變形現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，例如建筑物的塌陷、大壩變形等，大壩變形是由于其長時(shí)間受到水的沖擊作用，時(shí)間一長，很容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，因此要盡可能地減少意外情況的發(fā)生，提高大壩的可承載力。我們?cè)跈z測工程變形中使用GPS測量技術(shù)可有效避免此類情況的發(fā)生。GPS測量技術(shù)的作用主要是當(dāng)大壩出現(xiàn)一定的變形時(shí)，GPS測量技術(shù)可迅速監(jiān)測出具體的數(shù)據(jù)，而且精確度非常高，報(bào)送給相關(guān)負(fù)責(zé)人員，以便及時(shí)采取有效的措施加以制止。GPS測量技術(shù)在工程變形中的應(yīng)用不僅可以提高工程測量的準(zhǔn)確性，還促進(jìn)了大壩測量工程的自動(dòng)化與信息化發(fā)展，具有深遠(yuǎn)的影響力。

3 結(jié)束語

總而言之，在工程測繪中使用GPS測量技術(shù)，不僅可以提高工程測繪的準(zhǔn)確性和可靠性，還可以在一定程度上提升工程測繪的整體效果，有效降低工作難度與強(qiáng)度，在提高工程測繪的自動(dòng)化程度中發(fā)揮著巨大的作用。在今后的工程建設(shè)中，GPS測量技術(shù)將在其中擔(dān)任工程測繪的主要角色，并且隨著GPS測量技術(shù)的不斷發(fā)展壯大，它也會(huì)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮其潛在的價(jià)值。

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〔編輯：王霞〕