探討工程測繪中GPS技術的應用

丁喜華

摘? 要：科學技術的發展十分迅速，而測繪工程在新型科學技術的驅動下也得到了快速發展。在工程測繪技術中，GPS測量技術所發揮的作用十分顯著，能夠實現測繪工作的高質量、高效率完成。鑒于此，文章入手于工程測繪GPS技術原理，結合其技術優點與運用流程，探討了GPS測量技術在工程實際測繪中的具體應用，以期進一步發揮GPS測量技術的優勢。

關鍵詞：工程測繪;GPS技術;應用探討

中圖分類號：P228.4 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）05-0166-02

隨著GPS測繪技術的廣泛應用，工程測繪工作效率及測量精準度得到了進一步提升。相對于傳統測量技術而言，GPS測繪技術具有高技術含量、高精確度及較短測量時間等優勢，具體應用實踐中，將傳統測量技術充分結合現代電子技術，能將重要的技術前提供于構建工程控制網使用，為測量結果提供了科學與精確的保障，其發展前景十分良好。

1 GPS技術原理

就GPS而言，以空間位置布置為依據可劃分為衛星軌道、地面接收控制點及用戶信號接收裝置等三個不同層次。一個完整的系統是由數量一定的衛星組成的，可全面化實現用戶測量區域的覆蓋，用戶將測量需求提出后，地面接收控制點會將發射自空間衛星的定位導航信號接收，用戶僅需將GPS接收終端設備打開便能實現所需位置信息的獲取。就位置測量、導航定位等各類需求而言，通過此類方式的運用可實現有效滿足。

定位是GPS技術的核心，以各類定位方式為根據，可劃分為兩種定位，即相對與絕對定位，這兩類定位都有著極高的測量精度[1]。各類定位方式有著不一致的應用，具備的特點也有顯著差異。以幾何空間理論為核心的相對定位，需在明確三個衛星距離及測量目標的基礎上，結合數學知識理論對測量位置信息進行推斷;絕對定位則是以海拔、經緯度等信息為根據對測量位置的空間坐標進行明確。

2 工程測繪中GPS優點及應用流程

2.1 工程測繪中GPS優點

其一，高精確度。GPS技術在靜態測繪法的運用下，能夠達到傳統測量技術無法達成的毫米水平的精確測量。這也進一步突出了GPS技術的高精確度。其二，高效率、測量速度快。GPS技術衍生了相應的軟件，傳統測量技術要求多為測量技術人員合作才可完成測量，而GPS技術在軟件的輔助下，僅需一兩名技術人員即可完成，且能減少失誤率和測量時間，測量效率更高。其三，操作簡單、方便且快捷。GPS技術自動化程度日益提升，人員操作也更為便捷。在測量領域完成對應儀器設備的安裝并將電纜接通，通過對天線高度、天氣現象的觀察即可將測繪工作輕松快捷地完成。

2.2 工程測繪中GPS應用流程

首先，測量點的科學定位。GPS測量技術運用中，需對各方面因素予以考慮，并完成最佳測量點的科學選擇，以便為測量點定位視野提供良好開闊性的保障，方便相關設備工作的安裝，以免電磁波干擾等問題出現在GPS設備傳輸信號接收過程中[2]。而在完成了測量點定位后，需將相關數據詳細記錄，以為后期測量提供重要依據。此外，測量標志構建。測量人員需對工程測繪實際環境狀態予以考慮，通過對以往GPS測量技術工作經驗的科學應用，落實測量標志的構建。其次，測量觀察。GPS測量技術的運用是以室外操作為主，因此測量工作人員需以室外觀察規范標準為依據嚴格進行測量，以此確保工程測繪質量;最后，數據分析。在計算機的運用下對GPS測量所獲數據進行分析，在對各項參數分析的基礎上為工程測繪提供精確度保障。同時，在外業監測系統的運用下進一步分析數據，促使數據精確性更高，與同工程測繪具體狀況具有更高契合度。

3 工程測繪中GPS技術的具體應用

3.1 虛擬現實技術

工程測繪工作多開展于戶外，由于天氣予以地形狀況相對復雜，會大幅度增加測繪工作的難度，如此一來測量數據信息也就不具備精確性保障，嚴重時甚至還會引發安全事故。GPS虛擬現實技術的應用，可有效解決這一系列問題，該技術具有交互作用的特點，且十分逼真，可構建相對復雜地形區域的三維圖像，同時還能細致地觀察區域細節。依據三維圖像不僅可形象的現實所需測量的項目，同時也能提出測量中可能存在的安全問題。依據虛擬圖像顯示方式，可對各項重點測量項目進行直觀把握，進而對各類可能出現的安全事故提前進行預測，并制定有效的處理措施，實現事故發生率的降低、事故影響與損失的減輕。此外，提前落實三維模型方式的構建，有利于測量方案可操作性的提升，能為其提供安全性、技術性保障。依據該技術，可準確找出測量方案中隱藏的安全問題，通過及時糾正、處理，為測繪方案提供更為顯著的可行性、完整性保障。

3.2 GPS外業測繪

采取GPS定位技術開展外業測繪時，合理測量點的選擇十分關鍵，在正確選擇了前期測量點后，即可順利開展后期的觀測工作，并確保測繪結果的精確性，將因不必要的步驟而產生的資源與時間耗費節省[3]。因此，在開展測繪工作時，首先需將各方面準備工作全面落實，如完成測繪地區地理位置信息、標架與標型的收集等。此類準備工作落實之后，有利于選點精確性的提升。觀測期間，GPS技術的運用是以開機觀測、無線安置方式為主，該環節與傳統測試項目中環節不同，在GPS安置中必須以選定的定位點為依據嚴格進行安置，就三腳架上安置的GPS設備而言，應與定位點垂直位置保持一致性，通過鉛錘等輔助工具能為其提供準確點位的保障。此外，天線基座也應對準標志上方中心，隨后方可開展測繪。具體測繪實踐中，方向應變換三次且都不同，隨后將每一個不同方向的觀測依次固定。

3.3 工程測繪中GPS定位技術的應用

就該方面的應用而言，通過有效結合物理學與幾何學原理，并借助分布于空間中的衛星進行遙感測量，通過接收設備接收并處理測量數據，可實現多角度定位及數據測量。GPS技術應用于工程測繪中主要包含靜態相定位和實時動態相定位。就靜態相定位而言，是在地面安置多臺接收設備，依據一定規律排列為一條或多條基線后進行觀察;而實時動態相定位是以載波相對觀為依據進行測量，控制基站是以位置精確的控制點為主，借助地面接收裝置可實現實時動態數據的多角度接收。就每臺接收裝置而言，三維定位要求同時接收不低于4顆衛星數據，當地面接收裝置周邊障礙物存在數量越少時，能接收的衛星信號也就更多，如此也就能實現更高的實時定位精度。而當周邊存在障礙物數量偏多時，要想為定位提供準確性保障，可結合慣性導航技術。

3.4 GPS布網工作

該方面的應用是在GPS定位技術的運用下，對測繪線路及帶狀等工程進行網格布置，如海港、飲水相關工程。具體來說，該方面是以點連式或邊連式構建持續發展的三角鎖同步圖形。而在測繪變形監測網或工程樞紐區施工控制網時，通常都是借助網連式或邊連式來布置工程，如此可使GPS技術布置的幾何程度、網格精確程度進一步提升，進而為測繪工作提供可靠的準確性保障。

3.5 實時動態測繪法

GPS實時動態測繪（RTK技術）工作原理在于將GPS接收機安裝在地面測量點部位作為測量點準確點，隨后與GPS衛星相連接進行測量信息的接收，以此實現內容的實時獲取，并將個別測得的信息朝著測量流動站、中心測量站傳輸。其中，測量流動站能夠同時接收GPS衛星信號和其他方面的數據。在對所有信息進行科學整合之后，在GPS導航技術原理的運用下對數據進行觀察分析，測量流動站具體坐標可在計算機系統的使用下獲取，并完成各項信息的回傳，動態測繪參數就此形成，而動態測繪成效也就此達成。

3.6 工程變形情況測量

由于建筑工程項目建設中存在著人為因素及地質運動等影響，極易出現建筑變形或位移情況，所造成的后果十分嚴重[4]。針對通常所見的建筑物沉降或大壩變形等，倘若發現及時并實施針對性處理措施，可實現變形破壞控制有效性的提升。在工程變形檢測中運用GPS測量技術，通過高精度三維定位技術的利用，可將建筑物微小變化的產生及時發現，推動工程變形防范水平的提升。

3.7 水下地形測繪

GPS技術在水下工程測繪中的運用，有利于測繪工作效率的有效提升。具體應用實踐中，通常是以測深儀、潮位儀、差分GPS接收機及終端接收設備等作為主要應用設備，在彼此密切結合下完成有機測繪體系的組建，能在大比例尺下水下地形測繪工作中發揮極為顯著的效果，可對水下地形實際狀態進行精準、便捷的獲取，同時還能實現測繪難度的降低、結果準確性的提升。

4 結束語

GPS測繪技術現已在建筑領域中得到了極為廣泛的應用，其意義十分重要。與傳統測繪技術作比較，GPS測繪技術具有大量優勢特征，再加上其科技力量十分先進的緣故，有利于工程測繪工作效率、質量及測量精確度的有效提升，同時還可減少人力、物力消耗，推動經濟效益與社會效益的提升。故而，GPS測繪技術具有極大的發展與應用空間，其未來發展前景十分可觀。

參考文獻：

[1]黃小梅.芻議GPS技術在工程測繪中的應用與改進[J].江西建材，2015（2）：209-209.

[2]李銳.GPS技術在地質工程勘察測繪中的應用探究[J].山東工業技術，2016（5）：119-119.

[3]董強.關于GPS測繪技術在工程測繪中的應用研究[J].山東工業技術，2016，6（1）：82-82.

[4]史樂生.GPS技術及其在工程測量中的應用研究[J].門窗，2018（1）：241-241.