工程測(cè)量中GPS技術(shù)存在的問題及其解決措施

汪 新

重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

工程測(cè)量中GPS技術(shù)存在的問題及其解決措施

汪 新

重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

在當(dāng)代的工程建設(shè)當(dāng)中，測(cè)量是相當(dāng)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，它不僅能夠?qū)笃诘墓こ探ㄔO(shè)起到最為基礎(chǔ)的規(guī)劃作用，還可以實(shí)時(shí)地提供各項(xiàng)工序開展的基本數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平越來越快，工程建設(shè)是我國(guó)的核心建設(shè)內(nèi)容之一，同時(shí)，人們的物質(zhì)生活水平不斷提升，對(duì)工程建設(shè)的要求已然不再停留于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)質(zhì)量上，更多地要求施工的完善和各部分規(guī)劃的協(xié)調(diào)。而這些工程建設(shè)目標(biāo)的達(dá)成，必須需要實(shí)現(xiàn)精確度較高的工程測(cè)量。因此本文主要就對(duì)工程測(cè)量中GPS技術(shù)存在的問題及其解決措施進(jìn)行分析和探討。

工程測(cè)量；GPS技術(shù)；問題；解決措施

1 GPS技術(shù)簡(jiǎn)述

GPS技術(shù)是新時(shí)期的一項(xiàng)技術(shù)，最早被運(yùn)用于無線電的導(dǎo)航工作中，由于它的操作主體是以科技為主的信息系統(tǒng)，因而不會(huì)受到時(shí)間的限制，可以進(jìn)行全天候的導(dǎo)航服務(wù)，并且能在導(dǎo)航的過程中，實(shí)現(xiàn)良好的定位工程。GPS技術(shù)的定位不同于普通的定位功能，它的定位屬于三維立體當(dāng)中的定位，相對(duì)于平面定位而言，更加準(zhǔn)確和科學(xué)，而且所提供的時(shí)間和信息都具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性。而在傳統(tǒng)的工程測(cè)量中，主要采用的是遙感技術(shù)，信息數(shù)據(jù)十分有限，而且搜集數(shù)據(jù)的時(shí)間也比較長(zhǎng)，經(jīng)常也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)上的不準(zhǔn)確，導(dǎo)致工程的整體建設(shè)難以高效地開展。GPS技術(shù)的出現(xiàn)，有效地改變了這一局面，為整個(gè)工程建設(shè)的開展提供了全新的思路。GPS系統(tǒng)主要由3方面的內(nèi)容構(gòu)成：(1)空間段，用以搜集周圍地域的信息數(shù)據(jù)；(2)控制段，可以將這項(xiàng)技術(shù)的操作范圍合理地控制在一定的范圍以內(nèi)；(3)用戶段，用以根據(jù)用戶的切實(shí)需求，對(duì)該地域的地理信息狀況進(jìn)行分析，進(jìn)而合理地開展工程建設(shè)。在工程測(cè)量中，對(duì)GPS系統(tǒng)合理地運(yùn)用，其本身的操作原理是根據(jù)設(shè)定為衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)，利用不同軌道內(nèi)的衛(wèi)星，進(jìn)行不同方位的地位活動(dòng)。在實(shí)際的工程測(cè)量中，技術(shù)人員需要根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)行的周期、規(guī)律及軌道，合理地定位GPS，促使整個(gè)定位過程具有較高的準(zhǔn)確度。

2 GPS技術(shù)在應(yīng)用到工程測(cè)量當(dāng)中存在的問題

2.1 測(cè)量活動(dòng)中仍存在一定的誤差

在當(dāng)前的技術(shù)環(huán)境來看，GPS技術(shù)的定位精度以及測(cè)量的精度都已經(jīng)是非常精準(zhǔn)和效率極高的，這也是其自身所具有的優(yōu)勢(shì)。然而在測(cè)量過程中由于是無線定位技術(shù)，其在進(jìn)行定位的過程中需要進(jìn)行無線的信號(hào)連接并在衛(wèi)星與接收設(shè)備間進(jìn)行不間斷的信號(hào)傳輸。這種模式會(huì)受到的外界因素的影響難免無法杜絕，為此會(huì)影響到對(duì)于測(cè)量精度和定位精度。例如叢林、地下、建筑集群都會(huì)大大的干擾到衛(wèi)星信號(hào)，使得信號(hào)傳輸不穩(wěn)定無法形成精準(zhǔn)的定位和測(cè)量效果。而且測(cè)量過程中也有一部分原因是因?yàn)楣ぷ魅藛T操作失誤或不當(dāng)操作造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。例如以上的原因有很多種類，而且避免的措施在當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下仍有困難。

2.2 操作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)問題

GPS技術(shù)雖然不算是新興技術(shù)，但是應(yīng)用于工程測(cè)量方面仍是一個(gè)較為新穎和創(chuàng)新性的技術(shù)，并且該技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備和程序與普通的定位導(dǎo)航系統(tǒng)操作會(huì)有所不同。造成當(dāng)前對(duì)于該系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用操作上，相關(guān)工作人員的業(yè)務(wù)水平顯得參差不齊。這些問題首先體現(xiàn)在操作人員對(duì)于GPS技術(shù)的理解不夠，其次則表現(xiàn)在應(yīng)用上存在確實(shí)和運(yùn)用不熟等現(xiàn)象。這些種種都會(huì)對(duì)于技術(shù)的正常使用和應(yīng)用測(cè)量環(huán)節(jié)上出現(xiàn)測(cè)量結(jié)果不佳的效果。

2.3 管理水平以及測(cè)量規(guī)劃不完善

具體操作人員能力不足是一方面，而另一方面在于管理人員以及相關(guān)的技術(shù)支持不足也是當(dāng)前GPS應(yīng)用工程測(cè)量當(dāng)中的問題之一。面對(duì)具體的測(cè)量工作沒有較為完善的測(cè)量規(guī)劃和計(jì)劃，對(duì)于GPS技術(shù)的應(yīng)用尚有缺失，對(duì)于設(shè)備的應(yīng)用，管理層缺乏完善的管理制度，沒有較為體系的操作人員培訓(xùn)方案和工作方案。這些都是目前我國(guó)GPS應(yīng)用到工程測(cè)量中所面臨的重大問題。

3 GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 房地產(chǎn)、地籍、地形測(cè)量中的應(yīng)用

在工程建設(shè)過程中，只有科學(xué)測(cè)量地形才能保證工程的質(zhì)量，而其中房產(chǎn)和地籍的測(cè)量是確保土地權(quán)屬界址點(diǎn)位置測(cè)量準(zhǔn)確性的活動(dòng)，可以為房產(chǎn)與土地的管理提供準(zhǔn)確的房屋測(cè)量面積及比例尺平面圖的相關(guān)數(shù)據(jù)。在房地產(chǎn)、地籍、地形測(cè)量中應(yīng)用GPS技術(shù)，有利于提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確度，加快各待測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)定的速度，以便相關(guān)測(cè)量人員快速及時(shí)掌握有效的信息數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷和分析工程。此外，GPS－R TK技術(shù)作為科技時(shí)代下的產(chǎn)業(yè)，極少受外界環(huán)境的制約，對(duì)基準(zhǔn)控制點(diǎn)的數(shù)量不作要求，即便基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量很少，也能保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)在觀測(cè)物點(diǎn)、地形點(diǎn)、界址點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，不需布置控制點(diǎn)即可完成相應(yīng)的測(cè)量任務(wù)，保證精準(zhǔn)度和速度，并能借助計(jì)算機(jī)繪圖儀器和工程測(cè)量軟件對(duì)各測(cè)試點(diǎn)的比例尺電子地圖進(jìn)行一次性繪制。相較于GPS技術(shù)而言，GPS－R TK技術(shù)更為精準(zhǔn)和快捷，在野外實(shí)時(shí)勘測(cè)工作中的應(yīng)用較為廣泛。

3.2 公路測(cè)量中的應(yīng)用

公路工程測(cè)量對(duì)線路勘測(cè)定位的精度要求十分高，常規(guī)的測(cè)量手段相對(duì)繁瑣，無法滿足工程精度要求，而GPS測(cè)量技術(shù)可以有效彌補(bǔ)這一不足。當(dāng)前國(guó)內(nèi)已經(jīng)借助GPS技術(shù)布控首級(jí)高精度的控制網(wǎng)，野外定位公路的控制點(diǎn)誤差范圍在2cm以內(nèi)。一般樁位的放樣、控制網(wǎng)的檢測(cè)與布置是工程測(cè)量的重要任務(wù)，傳統(tǒng)的測(cè)量多是將控制網(wǎng)設(shè)置為環(huán)狀網(wǎng)或線形網(wǎng)，借助測(cè)距儀與經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量，這樣的方式會(huì)耗費(fèi)大量的財(cái)力及時(shí)間。然而利用GPS靜態(tài)定位的方法，不會(huì)受到天氣環(huán)境等因素的影響，縮短測(cè)量時(shí)間的同時(shí)，提高測(cè)量效率和監(jiān)測(cè)精確度。

3.3 礦山測(cè)量和橋隧勘察中的應(yīng)用

在礦山測(cè)量工作中應(yīng)用GPS技術(shù)，可以充分發(fā)揮出該技術(shù)在坑口位置點(diǎn)、近井點(diǎn)、地質(zhì)點(diǎn)、探槽、坑口、探井、地形測(cè)量、鉆孔取樣、鉆孔剖面點(diǎn)的待測(cè)和坐標(biāo)放樣等工作中的作用，確保礦區(qū)控制點(diǎn)的加密活動(dòng)。當(dāng)然GPS－R TK技術(shù)在工程的地質(zhì)填圖、作業(yè)調(diào)度等方面具有積極作用。除此之外，作為GPS技術(shù)的新發(fā)展，GPSR TK技術(shù)具有易操作、高效性、準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，能利用空間衛(wèi)星實(shí)時(shí)測(cè)量三維坐標(biāo)，獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，可將其用于測(cè)量地點(diǎn)的點(diǎn)位、中樁、放樣等活動(dòng)中，適用于橋梁、隧道、路線的勘測(cè)工作。

3.4 城市測(cè)量中的應(yīng)用

當(dāng)前，我國(guó)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐處于最前列。伴隨城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市工程的測(cè)量工作亟待得到有效的改革和發(fā)展。一般而言，城市工程的建設(shè)，需要優(yōu)先對(duì)地形、房產(chǎn)等內(nèi)容進(jìn)行測(cè)量。具體的測(cè)量流程可以分為3個(gè)步驟：(1)通過GPS對(duì)周圍的環(huán)境及地形進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)得出的測(cè)量數(shù)據(jù)，為工程的規(guī)劃及實(shí)施提供控制點(diǎn)及基礎(chǔ)的建設(shè)資料；(2)工程建設(shè)人員需要以GPS為基礎(chǔ)，對(duì)測(cè)量得出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理的分析，進(jìn)而形成系統(tǒng)的城市工程建設(shè)控制網(wǎng)；(3)工程人員在使用GPS技術(shù)對(duì)城市進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要以工程測(cè)量的相關(guān)規(guī)定和設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，與地域上空的衛(wèi)星科學(xué)結(jié)合，調(diào)整為一致的時(shí)間，并制定明確的城市測(cè)量方案。

4 解決措施

4.1 注意地點(diǎn)的選取

通常來說大型工程的建設(shè)地點(diǎn)包括城區(qū)內(nèi)和野外兩種情況，均需要注意接收站地點(diǎn)的選擇。由于信號(hào)傳播以及測(cè)量精度都會(huì)受到一些干擾，在選取地點(diǎn)時(shí)需格外注意。野外進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，選取接收站地點(diǎn)應(yīng)避免大型的金屬礦、障礙物、鹽堿地，也不應(yīng)將接收設(shè)備放置于大型障礙物后或森林中，這些都會(huì)影響信號(hào)的接收或削弱信號(hào)強(qiáng)度，應(yīng)盡量將接收設(shè)備放置于高處。在城區(qū)內(nèi)的工程測(cè)量，應(yīng)避開將接收設(shè)備放置于大型供電設(shè)備附近和強(qiáng)力磁場(chǎng)，比如發(fā)電站、變電站等，同時(shí)，也要注意將接收設(shè)備放置于高處，便于信號(hào)的接收和傳輸。

4.2 縮小測(cè)量范圍

應(yīng)用GPS技術(shù)測(cè)量時(shí)，精確性受測(cè)量范圍和距離的影響，測(cè)量范圍和距離越大，測(cè)量精度越低，因此在進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，如無必要，可適當(dāng)縮小測(cè)量的范圍。如大型建筑群的測(cè)量工作，在對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃后，可以劃分為若干部分分別進(jìn)行測(cè)量，避免整體測(cè)量帶來的高誤差風(fēng)險(xiǎn)。但這種測(cè)量方式會(huì)增加成本，如果不是十分必要，可以減少劃分的區(qū)域數(shù)量。同時(shí)，可以采取一機(jī)多線的方式減少接收設(shè)備的使用，或通過頻繁更換接收設(shè)備位置的方式使相關(guān)建筑測(cè)量工作得到全面覆蓋。

4.3 保障設(shè)備性能

設(shè)備性能包括接收設(shè)備性能、傳輸設(shè)備性能以及計(jì)算機(jī)設(shè)備性能等。在利用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，必須保證接收設(shè)備性能良好，能夠有效接收衛(wèi)星信號(hào)，最好具有一定的信號(hào)加強(qiáng)能力。同時(shí)注意傳輸設(shè)備的抗干擾能力，以保證信號(hào)及數(shù)據(jù)的傳輸工作。計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境應(yīng)安全可靠，具備較好的中央處理器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。

[1]朱魯生.淺談地質(zhì)工程測(cè)量中新型測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用研究[J/OL].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2017,(11)：293-294

[2]張婉霞.淺析建筑工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用[J].智能城市，2016，2(10)：75.