GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用

袁順新,陳 帥

(1.中國石油管道局工程有限公司設(shè)計分公司,河北 廊坊 065000；2.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 運城 044000)

1 GPS測量技術(shù)的綜合概述

1.1 GPS測量技術(shù)的基本概念

所謂的GPS測量技術(shù)主要是指通過借助地面衛(wèi)星以及相關(guān)接收等科技手段,在全球范圍內(nèi)實行定位導(dǎo)航的系統(tǒng)設(shè)備技術(shù),稱為全球定位系統(tǒng)。根據(jù)實踐經(jīng)驗可知,GPS測量技術(shù)主要以地面控制、空間星座以及用戶設(shè)備三個主體部分為主,根據(jù)三個主體部分的實時變化,獲取所需信息。從某種程度上來說,GPS測量技術(shù)可以作為現(xiàn)代化信息技術(shù)的衍生產(chǎn)物[1]。

操作者通過應(yīng)用GPS測量技術(shù)可以結(jié)合點、線以及面的三維坐標及相關(guān)信息進行數(shù)據(jù)方面的獲取工作,為相關(guān)人員提供決策依據(jù)。介于GPS測量技術(shù)上述優(yōu)勢,因此被廣泛應(yīng)用于工程測繪領(lǐng)域當中。結(jié)合目前來看,GPS測量技術(shù)與現(xiàn)代化通訊技術(shù)進行完美結(jié)合,將GPS測量的三維坐標技術(shù)從靜態(tài)領(lǐng)域過渡到動態(tài)領(lǐng)域當中,實現(xiàn)智能化、自動化的處理過程。與此同時,通過結(jié)合RTK技術(shù),GPS測量技術(shù)的精確度基本上已經(jīng)達到厘米級別,能夠進一步提升工程測量的數(shù)據(jù)精確性。

1.2 GPS測量技術(shù)的應(yīng)用特點

首先,測量精確度高。GPS測量技術(shù)具備的精度高特征儼然成為現(xiàn)階段確保工程測量數(shù)據(jù)安全、科學(xué)的基本保障。一般來說,我們在應(yīng)用GPS測量技術(shù)進行工程測量的時候,往往都會利用三維空間特點實現(xiàn)坐標定位測量工作。在此過程中,測量技術(shù)基本上不會受到電子波的干擾影響,產(chǎn)生的誤差較小,最多不會超過1mm。結(jié)合RTK測量技術(shù)甚至可以達到厘米級精度標準,測量效果較佳。

其次,自動化程度高。GPS測量技術(shù)完美結(jié)合了通訊技術(shù)與計算機技術(shù),具備較明顯的自動化特征。正式開展工程測量過程中,GPS測量技術(shù)可以利用計算機軟件的性能與優(yōu)勢,自動化地完成待測數(shù)據(jù)的計算工作。與此同時,在工程測繪成圖方面,要比傳統(tǒng)手繪地圖方式精確得多,且在工程測繪地圖設(shè)定方面,變得更加規(guī)范、合理[3]。

最后,觀測時間短、測站間無需通視。GPS測量技術(shù)主要利用光電傳輸模式,在觀測時間與定位時間方面,運行較短。如此一來,可以最大限度地提升工程測量效率,確保觀測點選取位置的精準性。除此之外,GPS測量技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)測量方式,測站間無需通視,能夠大幅度地減少傳算點,確保布控網(wǎng)點科學(xué)、合理。

2 GPS測量技術(shù)在工程測量領(lǐng)域中的常見方式與應(yīng)用

2.1 常規(guī)靜態(tài)測量

常規(guī)靜態(tài)測量主要利用兩臺或者兩臺以上的GPS接收機作為主要測量設(shè)備,分別安置一條或者多條基線位于GPS接收機兩端。這種方式基本上可以實現(xiàn)同步觀測4顆以上衛(wèi)星的要求,且每時段可根據(jù)基線長度或者測量等級,觀測四十五分鐘以上的時間。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看,常規(guī)靜態(tài)測量方式更加適用于建立全球或者國家級大地控制網(wǎng)體系當中,同時也比較適用于建立長距離檢校基線當中,能夠為工程測量工作提供更加安全、可靠的數(shù)據(jù)[4]。

2.2 快速靜態(tài)測量

快速靜態(tài)測量方法主要在已知測站上安置一臺GPS接收機,并作為基準站,完成連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星的方法。其中,移動站接收機可逐步作用于待測測站當中,結(jié)合GPS測量技術(shù)完成監(jiān)控工作。一般來說,快速靜態(tài)測量方法比較適用于工程測量與地籍測量當中,取得的效果較為顯著。需要注意的是,測量人員必須全面掌握快速靜態(tài)測量內(nèi)容與應(yīng)用要求,以夯實最終測量效果。

2.3 準動態(tài)測量

準動態(tài)測量方式與快速靜態(tài)測量方式類似,都需要在已知測站上安置一臺GPS接收機,并作為基準站,完成連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星的方法。在工程測量當中,通過利用準動態(tài)測量方法可以第一時間明確現(xiàn)場施工條件與存在的施工隱患問題,便于施工人員進行科學(xué)的決策,防止后續(xù)施工出現(xiàn)安全問題。在實際測量過程中,結(jié)合GPS技術(shù)的實時性與精準性特點,可以進一步優(yōu)化待測區(qū)域的測量結(jié)果,利于工程質(zhì)量安全[5]。

2.4 實時動態(tài)測量

實時動態(tài)測量方式屬于現(xiàn)階段GPS測量技術(shù)主要應(yīng)用的測量方式,并廣泛地用于工程測量當中。利用實時動態(tài)測量方式可以促使移動站接收機利用移動站數(shù)據(jù)鏈接方式,接收到來自基準站發(fā)射來的信號,并進行在機處理,從而獲取待測數(shù)據(jù)的準確位置。在此過程中,GPS測量技術(shù)往往會結(jié)合RTK技術(shù),優(yōu)化最終測量結(jié)果。究其原因,主要是因為RTK技術(shù)主要以載波相位觀測量為主,可以進一步實時差分GPS測量精度,能夠確保工程測量數(shù)據(jù)的精準度。

3 GPS測量技術(shù)在工程測量工作中的發(fā)展趨勢

GPS測量技術(shù)在未來的發(fā)展中,將會朝著更加智能化、自動化的方向駛進。為進一步確保GPS測量技術(shù)在工程測量領(lǐng)域中的應(yīng)用效果,本人認為研究人員應(yīng)該加強GPS測量技術(shù)對信息方面的處理能力。

結(jié)合目前來看,GPS測量技術(shù)在信息方面的處理能力顯得有些薄弱,某些時候無法適應(yīng)不斷變化的工程測量需求。與此同時,GPS測量技術(shù)應(yīng)該切實提升自身的精準性與高效性,可以從全面提升網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平方面入手,切實加強業(yè)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)性能,為工程測量數(shù)據(jù)的精準性、安全性提供基礎(chǔ)保障。

4 結(jié)論

總而言之,GPS測量技術(shù)的普及應(yīng)用無疑是為我國工程測量領(lǐng)域帶來全新的發(fā)展契機,促進我國工程測量領(lǐng)域得到進一步發(fā)展與改進。可以說,GPS測量技術(shù)的出現(xiàn)與廣泛應(yīng)用,為我國工程測量領(lǐng)域帶來勃勃生機,值得推廣與應(yīng)用。