GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

趙智

摘 要：隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷完善，GPS技術(shù)引起了越來越多的人的注意，GPS用范圍也越來越廣泛，其中GPS測量技術(shù)更是被應(yīng)用到工程、軍事、生活等各個方面，本文主要通過分析GPS在工程測量中的應(yīng)用原理并根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況分析了GPS測量技術(shù)在道路建設(shè)工程的應(yīng)用，對未來GPS測量技術(shù)的應(yīng)用前景做出了預(yù)測。

關(guān)鍵詞：GPS測量技術(shù)；工程測量；應(yīng)用

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.前言

作為與航天行業(yè)相關(guān)的高新技術(shù)，GPS測量技術(shù)遠(yuǎn)比其他測量技術(shù)先進(jìn)，如果能廣泛地應(yīng)用于道路建設(shè)之中，道路的測量將會更簡便利，測量結(jié)果也更加準(zhǔn)確。因此，為了能使這門技術(shù)更好地造福人們，需要相關(guān)人才對其進(jìn)行深入地研究，使其能在工程中得到應(yīng)用。

1.GPS測量原理

就目前來說GPS系統(tǒng)在測量上采用的方法主要是高軌測距，即將地面上的觀測站至GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本的觀測量，主要利用偽距測量和載波相位測量這兩種測量方式進(jìn)行距離觀測。GPS定位則是通過4顆或以上的衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)行偽距或相位測量，從而推算出接收機(jī)的三維位置。

2.GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的測量方式因測量點(diǎn)過多建立難度過大、成本巨大難以實(shí)施，已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需要。因此，GPS測量技術(shù)則由于測量精度高，測量形式簡單，應(yīng)用起來效果顯著備受人們青睞，得到了廣泛應(yīng)用。具體表下面以下幾個方面。

（1）大比例地形圖的繪制

傳統(tǒng)的繪圖方法是通過確定測繪點(diǎn)再由測繪點(diǎn)開始進(jìn)行測量逐步完善設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做出圖樣。這種方式耗時(shí)、耗力、工作量巨大，嚴(yán)重影響著工程的進(jìn)度。現(xiàn)在開始采用的實(shí)時(shí)GPS動態(tài)測量技術(shù)，即RTK技術(shù)，就要先進(jìn)和快捷多了，沒有太多的步驟，僅僅在公路沿途的碎部點(diǎn)上停留1～2分鐘，坐標(biāo)和高程等信息就以數(shù)據(jù)形式顯現(xiàn)，再結(jié)合工程實(shí)際的具體數(shù)據(jù)，將其屬性信息輸入，依據(jù)這些數(shù)據(jù)有繪圖軟件繪制成圖，標(biāo)出對應(yīng)碎部點(diǎn)的信息即可。信息采集速度很快，而且沒有傳統(tǒng)那些煩瑣的步驟，僅需要采集信息輸入對應(yīng)的屬性，為相關(guān)人員提供了巨大的便利。這大大減少了工作量，在節(jié)省了人力和物力的開支的同時(shí)還節(jié)省了大量的時(shí)間。工程人員大多數(shù)用RTK技術(shù)繪制大比例地形圖，此技術(shù)也因此得到大量應(yīng)用。

（2）高速公路的中線放樣

一般情況下，高速公路的幾何構(gòu)成主要分為直線和曲線兩種形式。因此，在GPS系統(tǒng)幫助下高速公路的中線放樣只需在系統(tǒng)中將各主控點(diǎn)樁號和起終點(diǎn)的方位角、直線段距離、緩和曲線距離、圓曲線半徑等數(shù)據(jù)依次輸入即可，余下的工作GPS系統(tǒng)會在計(jì)算機(jī)程序的操控下自動完成。

因此，在高速公路的中線放樣過程中，GPS測量技術(shù)有著傳統(tǒng)技術(shù)難以企及的優(yōu)勢，不僅方便實(shí)用，測量速度還遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)方式，測量精度也是傳統(tǒng)方式無法比擬的。除此之外，GPS系統(tǒng)還有一個傳統(tǒng)方式?jīng)]有的優(yōu)勢，那就是在直線段和曲線段間進(jìn)行加樁時(shí)，僅需將加樁點(diǎn)的樁號輸入GPS系統(tǒng)，相關(guān)的工作就會自動完成。

（3）高速公路的橫、縱斷放樣

高速公路的橫斷放樣，需要先確定斷面的樣式，確定了樣式之后需要把路肩寬度、邊坡坡度等與斷面的構(gòu)型有關(guān)的數(shù)據(jù)一一輸入GPS系統(tǒng)中，依據(jù)這些數(shù)據(jù)和基本樣式系統(tǒng)將建立放樣點(diǎn)的模型文件，以便在現(xiàn)場考察或施工時(shí)能夠方便地進(jìn)行現(xiàn)場進(jìn)行放樣測試。

與此不同的是，高速公路縱斷放樣不需要確定形式，僅需要在GPS系統(tǒng)輸入直線正負(fù)坡度值、豎曲線半徑等等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就能自行生成一個取樣點(diǎn)的構(gòu)型文件。

3.工程測量技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）隨著科技的發(fā)展，測量的方式也將更加科技化，純?nèi)斯?shí)地測量將會淡出，取而代之的是遠(yuǎn)程操控技術(shù)。同時(shí)，測量作業(yè)平臺也會不再僅限于測量工作室，車載測量平臺乃至空中測量平臺會得到大范圍應(yīng)用，工程測量的靈活性將會大大提高，包括對建筑以及大型工業(yè)構(gòu)件的測量、測量數(shù)據(jù)的處理、三維建模分析都有可能依靠自動化完成，同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用將會使數(shù)據(jù)處理的結(jié)果更加準(zhǔn)確，未來的測量必定會是包含土木工程測量、三維工業(yè)測量以及人體科學(xué)測量的一個擁有相當(dāng)規(guī)模的技術(shù)行業(yè)。

（2）世界的宏觀與微觀是相互對立又相互依存的兩個方面。在測量工作時(shí)更不應(yīng)將二者割裂開來，在以后的工作中兩者會緊密結(jié)合。在以后的工作中，工程測量將在宏觀方面會具有更大的規(guī)模，以滿足大型工程的需求；同時(shí)也將應(yīng)用更多的微觀測量技術(shù)，通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)涉足微觀領(lǐng)域，縮小測量的尺度以提高測量的精度，具體可能會研發(fā)出微型顯微測量技術(shù)并且對數(shù)據(jù)的處理也將更上一層，宏觀和微觀將更加緊密地結(jié)合在一起，大幅提高測量的范圍和精度。

（3）在傳統(tǒng)的高速公路工程測量工作中對于數(shù)據(jù)的處理常采用坐標(biāo)運(yùn)算、平差計(jì)算、幾何等方式進(jìn)行處理，然而這種處理方式不僅要耗費(fèi)大量的人力、物力，計(jì)算結(jié)果也不盡人意。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)已成潮流，可視化處理、“逆向工程”、三維空間模型的對比分析等新的處理方式以其高精準(zhǔn)度，處理速度極快，處理的結(jié)果精準(zhǔn)度極高而備受人們青睞，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了測繪數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的整合比較，這是傳統(tǒng)的方式無論如何也比擬不了的。

結(jié)語

想要把GPS測量技術(shù)廣泛地應(yīng)用于高速公路工程測量中，就必須制定更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格規(guī)范使用過程，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，讓這項(xiàng)技術(shù)真真切切的為工程提供便利，造福于人們。

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