鄉(xiāng)村工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

郭宇辰（成都理工大學(xué)，四川　成都　610000）

鄉(xiāng)村工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

郭宇辰
（成都理工大學(xué)，四川成都610000）

在工程測(cè)繪中，GPS測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)帶來(lái)了很大的便利。GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠從根本上革新傳統(tǒng)的測(cè)量模式，也能使測(cè)量的數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)，所耗費(fèi)的時(shí)間和精力得以大大減少，從而提高測(cè)繪的工作效率。在鄉(xiāng)村，工程測(cè)繪的難度要遠(yuǎn)大于城市地區(qū)，通過(guò)探討鄉(xiāng)村工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，可以為鄉(xiāng)村工程的更好建設(shè)提供有效的參考。

鄉(xiāng)村；工程測(cè)繪；GPS；測(cè)量技術(shù)

工程測(cè)繪是具有高要求和高標(biāo)準(zhǔn)的綜合型流程作業(yè)，具有技術(shù)性、銜接式和專業(yè)化的特點(diǎn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了適應(yīng)新的發(fā)展需求，工程測(cè)繪逐漸呈現(xiàn)出數(shù)字化、集約化和信息化的發(fā)展方向，需要應(yīng)用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)來(lái)促進(jìn)其發(fā)展。

1　GPS技術(shù)概述

GPS技術(shù)主要是由GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、GPS信號(hào)接收機(jī)三部分組成的，其定位原理是衛(wèi)星不間斷發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信息后經(jīng)過(guò)計(jì)算，求出接收機(jī)的三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。

2　工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

2.1測(cè)量精準(zhǔn)度高

應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對(duì)定位精度在50 km以內(nèi)可達(dá)1×10-6～2×10-6，100～500 km可達(dá)1×10-6～1× 10-7。在300～1 500 m工程精密定位中，1h以上觀測(cè)的解算，其平面位置誤差小于1 mm，與ME-5000電磁波測(cè)距儀測(cè)定的邊長(zhǎng)比較，其邊長(zhǎng)較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3 mm。如表1所示。

表1　GPS測(cè)量精準(zhǔn)度

2.2自動(dòng)化程度高

在實(shí)際操作過(guò)程中，操作者只需將儀器安裝好并開啟監(jiān)測(cè)即可。在自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中，儀器會(huì)通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)出無(wú)線電對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，從而將數(shù)據(jù)保存并反饋到相關(guān)顯示器上，從而獲得數(shù)據(jù)的收集。

2.3功能多樣性

GPS測(cè)量技術(shù)可以提供精準(zhǔn)的時(shí)間、坐標(biāo)、速度等，并通過(guò)三維的樣式將之反映出來(lái)。因此，這項(xiàng)技術(shù)在工程探測(cè)中可以應(yīng)用于山地測(cè)量、海洋測(cè)量、工程監(jiān)控和地質(zhì)測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域。

2.4測(cè)量時(shí)間短

隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，目前每一個(gè)流動(dòng)站之間的觀測(cè)時(shí)間只需幾秒鐘，大大減少了人工測(cè)量的時(shí)間，節(jié)約了成本［1］。

2.5全天候觀測(cè)

GPS定位系統(tǒng)可以在一天24 h內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，且不必受到刮風(fēng)下雨、霧霾冰霜、白晝黑夜的影響。

2.6強(qiáng)大的測(cè)繪功能

GPS定位系統(tǒng)的測(cè)繪功能比之前出現(xiàn)過(guò)的任何測(cè)繪技術(shù)都要強(qiáng)大與先進(jìn)，使用其內(nèi)部自帶的軟件進(jìn)行控制，可以搜集到詳細(xì)且精準(zhǔn)的相關(guān)數(shù)據(jù)并三維成像。

3　目前鄉(xiāng)村工程測(cè)繪的困難

3.1測(cè)繪條件落后

鄉(xiāng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后，而人工進(jìn)行測(cè)繪會(huì)花費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，并且耗費(fèi)大量的時(shí)間，這會(huì)為鄉(xiāng)村地區(qū)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷更新和推廣，不但成本低，而且簡(jiǎn)便易操作，且隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行測(cè)量，因此不會(huì)造成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3.2地形條件復(fù)雜

鄉(xiāng)村地區(qū)多山地、河流，且山中植被茂盛，會(huì)給人工測(cè)量造成困難甚至?xí)?lái)一些安全隱患，影響探測(cè)人員的人身安全。而GPS測(cè)量技術(shù)可以直接設(shè)置測(cè)量的定位點(diǎn)，不必每一處地形都進(jìn)行探測(cè)，減輕了測(cè)繪的難度。

3.3建筑、田地分布不合理

由于鄉(xiāng)村地區(qū)的建筑都是修建多年的老舊建筑，且在修建時(shí)沒(méi)有合理的規(guī)劃，導(dǎo)致房屋、農(nóng)田雜亂分布，為人工測(cè)量帶來(lái)了難度。但是，在GPS測(cè)量技術(shù)的支持下，這些問(wèn)題都可以迎刃而解。

4　工程測(cè)繪中GPS技術(shù)的使用流程

4.1選擇定位測(cè)量的地點(diǎn)

在選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)，應(yīng)注意選擇地勢(shì)開闊、視野寬廣的地方進(jìn)行安裝，避免衛(wèi)星信號(hào)的接收受到影響，從而導(dǎo)致出現(xiàn)測(cè)量誤差。

4.2確定測(cè)量標(biāo)點(diǎn)

通過(guò)在測(cè)量標(biāo)點(diǎn)下方埋標(biāo)石作為記號(hào)的方法來(lái)進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量。

4.3測(cè)量觀測(cè)

在安裝好儀器之后，對(duì)測(cè)量標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)繪以獲得有效數(shù)據(jù)。

4.4作好記錄

在獲得相關(guān)數(shù)據(jù)之后將之整合并記錄到圖紙上，為后期工程動(dòng)工之前繪制圖紙?zhí)峁┮罁?jù)。

5　GPS測(cè)量技術(shù)在鄉(xiāng)村工程測(cè)繪中的應(yīng)用

5.1水下探測(cè)

農(nóng)村地區(qū)河流分布錯(cuò)雜，因此許多工程的建造都需要從河流附近經(jīng)過(guò)。而要?dú)v經(jīng)河流，則必須探測(cè)河流的水下地形，以防決堤等事故的發(fā)生。傳統(tǒng)測(cè)繪工程中對(duì)水下的測(cè)繪一般都是采用以超聲波探測(cè)水深的原理進(jìn)行測(cè)量，再使用潮位儀對(duì)潮位進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。這些設(shè)備操作難度大，且安裝困難，為工程測(cè)繪帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)［2］。而GPS測(cè)量技術(shù)則大大減小了水下探測(cè)的難度，只需要將潮位儀、測(cè)深儀、DGPS接收器等設(shè)備按照步驟安裝好，儀器就能進(jìn)行自主探測(cè)，再將探測(cè)出的地形進(jìn)行三維成像，最終在圖像顯示器上精確地顯示出來(lái)。

5.2山地探測(cè)

農(nóng)村地區(qū)山地較多且崎嶇不平，在隧道挖掘、道路建設(shè)等工程中常常會(huì)從山中開辟道路，而這時(shí)又會(huì)大大地增加人工測(cè)繪的難度。在傳統(tǒng)的工程測(cè)繪中，不僅要測(cè)量山體的直徑，而且要測(cè)出山體的高度。在測(cè)量直徑時(shí)，一般是通過(guò)水平面上兩點(diǎn)距離的計(jì)算，再通過(guò)航拍整個(gè)山體的體貌進(jìn)行估算驗(yàn)證。而在測(cè)量山體高度時(shí)，則需要登到山頂進(jìn)行測(cè)量，然后構(gòu)建網(wǎng)點(diǎn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而對(duì)山地的探測(cè)不僅僅只是對(duì)其高度與直徑進(jìn)行分析，更多的是對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行地質(zhì)探測(cè)，以判斷其是否能夠承受工程的運(yùn)作，難度十分大且常常出現(xiàn)誤差。因此在這個(gè)過(guò)程中，GPS測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)使得工程測(cè)繪的難度大大減小，通過(guò)無(wú)線電穿透山體探測(cè)并直接成像，給出更為精確、直觀的數(shù)據(jù)，從而減少因?yàn)檎`差帶來(lái)的各種損失。

5.3形變監(jiān)測(cè)

在工程建設(shè)的過(guò)程中，工程形變是最為常見(jiàn)的問(wèn)題。工程形變主要由于人為造成地殼或者建筑物形變，或者建筑物位移等造成的。而造成建筑物位移的因素多種多樣，比如土質(zhì)疏松會(huì)造成地面沉降，水流量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致大壩形變，建筑物結(jié)構(gòu)偏差會(huì)造成沉陷等，而GPS測(cè)量技術(shù)的精確度可以在位移發(fā)生之初被察覺(jué)到。因此，在工程建造時(shí)需要通過(guò)GPS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以防患以上情況的發(fā)生，從而保障人員安全、減少經(jīng)濟(jì)損失。例如，在監(jiān)測(cè)大壩形變時(shí)，由于大壩長(zhǎng)時(shí)間受到水的沖擊，從而產(chǎn)生負(fù)荷而導(dǎo)致形變，情況嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致在工程建造過(guò)程中發(fā)生崩壞決堤，從而威脅到施工人員的安全。

6　結(jié)語(yǔ)

鄉(xiāng)村地區(qū)因?yàn)槠涮厥獾沫h(huán)境導(dǎo)致工程測(cè)繪難度較大，因此必須最大程度發(fā)揮GPS測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪過(guò)程中的作用，從而保證工程的安全進(jìn)行與施工人員的人身安全。

［1］付駿.工程測(cè)繪中GPS定位測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用［J］.江西建材，2013（6）：312-313.

［2］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）：191，195.

P228.4

A

1674-7909-（2016）11-52-2

郭宇辰（1993-），男，本科，研究方向：測(cè)繪工程。