試論GPS測繪技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

陳偉棟

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有了很大的提高。GPS就是全球定位系統(tǒng)，它主要由衛(wèi)星接收裝置和通訊衛(wèi)星兩個部分組成，大多數(shù)人都只知道它可以用來定位和導(dǎo)航，而不知道正是它促進(jìn)了全球各個不同領(lǐng)域的工程測繪工作的順利開展。GPS是基于衛(wèi)星的精確定位系統(tǒng)進(jìn)行工作的，用戶可以利用它得到自己所需的精確數(shù)據(jù)，GPS測繪技術(shù)是現(xiàn)代高科技與傳統(tǒng)的工程測繪方法相結(jié)合的產(chǎn)物，它功能強大，且可操作性比較強。通過研究者不斷的實踐研究與改進(jìn)，這項技術(shù)的測繪功能不斷增加，精確度也變得更加準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞：GPS測繪技術(shù);測繪工程;應(yīng)用

傳統(tǒng)的測繪技術(shù)有很大的缺陷，隨著GPS測繪技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，并在信息科技時代下不斷地發(fā)展完善，GPS測繪技術(shù)已經(jīng)克服了傳統(tǒng)測繪技術(shù)測繪精確度低、需通視全程、耗時高、效率低、操作復(fù)雜等特點。現(xiàn)如今GPS測繪技術(shù)廣泛應(yīng)用于測繪工程中，在一定程度上保障了工程質(zhì)量，使得GPS測繪技術(shù)有很大的發(fā)展前景。本文主要闡述了GPS技術(shù)的工作原理以及它相比于傳統(tǒng)測繪技術(shù)的優(yōu)勢，并探究了GPS測繪技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用研究。

一、GPS測繪技術(shù)的系統(tǒng)組成、基本原理和技術(shù)優(yōu)勢

（一）GPS系統(tǒng)組成

GPS系統(tǒng)主要由以下三部分組成：衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)測系統(tǒng)（地面部分）和GPS接收機（用戶設(shè)備部分）。根據(jù)測繪工程要求選擇某一位置設(shè)定信號接收裝置，這樣一來地上信號接收裝置就會接收到來自GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并且信號接收裝置會處理所得信息，分析不同地區(qū)信息和位置，獲得詳細(xì)的地理坐標(biāo)系信息。

（二）GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星定位原理

單點定位：單點定位也稱作絕對定位。單點定位指的是在一個待測點上，通過應(yīng)用一臺接收機跟蹤GPS衛(wèi)星，對待測點的地心坐標(biāo)進(jìn)行測定。因為很多用戶只單純的了解C/A碼（粗碼），但是不熟悉P碼（精確碼），使得導(dǎo)航電文測量的衛(wèi)星位置存在一定的誤差。同時由于空氣會影響電波的傳播，使得測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，所以，單點定位法的精度相對較低，通常是30m左右。此種方式的定位精度無法滿足工程測量的需求，不過在飛機導(dǎo)航、船舶航行等領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍。相對定位：相對定位指的是利用測量衛(wèi)星將電波傳輸?shù)絻膳_接收機，會出現(xiàn)時間差，從而實現(xiàn)待測點的定位。通過兩臺同一型號的接收機對相同的4顆衛(wèi)星信號進(jìn)行實時跟蹤，合成處理兩臺接收機接收的電波，這樣就能計算出兩臺接收機之間的相對位置，此時只要給定一個接收機位置就能計算出另一個站點坐標(biāo)。若是兩臺接收機坐標(biāo)距離在10公里以內(nèi)，因為兩臺接收機同時觀測同一個衛(wèi)星時產(chǎn)生的衛(wèi)星星歷誤差、時鐘誤差和電波空氣傳播誤差大體相同，所以，在進(jìn)行相對定位時，就能夠有效抵消（或削弱）上述誤差的影響，提升定位精度。通常情況下，相對定位精度±（5mm+1ppm.D）。這種測量定位方式主要在大地測量以及工程測量中使用。相對定位方法確定一個點大概觀測時間為0.5h～1h。差分定位：差分定位指的是在定位過程中使用2臺以上的GPS接收機，把其中一臺接收機安裝在地面已知坐標(biāo)點位置上作為基準(zhǔn)點，剩余的接收機安裝在待測電商。所有的接收機在同一時間實施單點定位，按照基準(zhǔn)站測量所得坐標(biāo)以及已知的坐標(biāo)就能計算得出定位結(jié)構(gòu)的位置差分或者是偽距差分。

（三）GPS測繪技術(shù)的優(yōu)點

精確度高：和傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，GPS測繪技術(shù)具有良好的準(zhǔn)確性以及精度。GPS測繪技術(shù)直接和衛(wèi)星相連接，因此可以直接獲得點的三維坐標(biāo)位置。并且，很多傳統(tǒng)測繪技術(shù)由于條件限制而不能完成的測繪任務(wù)都可以經(jīng)由GPS技術(shù)快速、準(zhǔn)確的完成。從總體來說，在測繪工程領(lǐng)域，GPS測繪技術(shù)屬于現(xiàn)代測繪技術(shù)的一個高峰，這是很多傳統(tǒng)測繪技術(shù)不能達(dá)到的。節(jié)省測量時間，提高測量效率：傳統(tǒng)測繪技術(shù)往往需要較長的時間，同時對人力、物力具有較大的需求，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的日趨成熟，測繪技術(shù)的相關(guān)軟件得到了很大程度的改進(jìn)，能夠有效的提升測繪工作效率，節(jié)約測繪時間。在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)時，應(yīng)用改進(jìn)的軟件對收集的信息進(jìn)行計算和整理，行之有效的節(jié)約了測量時間，提升了測量效率，減少了人力、物力的浪費。

二、GPS技術(shù)在工程測繪中的具體應(yīng)用

GPS測繪技術(shù)運用的領(lǐng)域很多，水電站、大壩等工程都離不開工程測繪，GPS測繪技術(shù)不僅不可以為工程師提供地理位置數(shù)據(jù)，還可以提供各種施工地點的磁場分析，目前主要運用GPS測繪技術(shù)的領(lǐng)域還是市政交通效率鋪設(shè)領(lǐng)域。在城市交通線路的建設(shè)中，它被用于交通線路的縱橫斷面的測繪，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)設(shè)定交通線建設(shè)坐標(biāo)，然后開始中樁放樣的工作，之后的抄平工作則利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行。在城際或者國際高速公路等的建設(shè)中，除了提供各種地理坐標(biāo)以外，還可以為工程師進(jìn)行施工環(huán)境的分析提供參考數(shù)據(jù)。

（一）GPS測繪技術(shù)的外業(yè)測繪

在室外的測繪工作中，GPS定位儀器的選擇點很重要，選擇點直接影響觀測數(shù)據(jù)的精確值。所以，在進(jìn)行測繪工作之前必須要花一定的時間和精力去做好選擇點的工作，為了確保選擇點的準(zhǔn)確性，工作人員要事先進(jìn)行實地考察，檢查坐標(biāo)系統(tǒng)是否完好，然后再經(jīng)過對比分析確定一個最為合適的選擇點，同時要考慮選擇點所在的外部環(huán)境條件，比如風(fēng)向、風(fēng)力等。如果選擇點所在位置處于風(fēng)口，那在安裝坐標(biāo)系統(tǒng)時要注意固定坐標(biāo)架，考慮到三角形的穩(wěn)定性，可以將坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置為三角形來抵抗外部的壓力。

（二）GPS測繪系統(tǒng)布網(wǎng)工作

GPS測繪系統(tǒng)的布網(wǎng)工作有以下常規(guī)的程序：比較蜿蜒盤旋的盤山公路等工程的實施過程中，一般情況下要將測繪系統(tǒng)的各個選擇點連成三角形，因為在測繪設(shè)計時考慮到了三角形具有穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)原理，當(dāng)然，在遇到所需測繪地域面積過大、選擇點較多的情況時，采用邊連式和網(wǎng)連式兩種連接方法都是可行的，通過將各個選擇點連接成幾何形狀的方法很大程度上有利于測繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。以上介紹的是GPS測繪技術(shù)在測繪工程中比較常見、也比較實用的方法。除了這些還有很多其他的方法，工程師們將其運用到各種交通線路鋪設(shè)工程中，發(fā)揮它高效率、高精準(zhǔn)度的特點為測繪工作帶來了許多便利，促使整個建設(shè)工程順利進(jìn)行。

（三）高程測量

在測繪工程測量工作當(dāng)中，高程的測量是一個較為重要的測量工作內(nèi)容。在一定程度上，高程的測量往往關(guān)系著水利水電類工程對應(yīng)工程量推算及計算的精準(zhǔn)性，直接影響著測繪工程造價預(yù)算及安全性等各項問題。那么，在實際的測繪工程測量工作當(dāng)中，通過GPS該項測量技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)高精準(zhǔn)度地高程測量，可直接將地面點大地的實際高度精準(zhǔn)度測量出來，并將GPS測量點大地的高與標(biāo)準(zhǔn)高之間的差異，準(zhǔn)確地計算出來，而后采用曲面擬合或者平面擬合法實施高程的擬合。那么，通過GPS該項測量技術(shù)有效性地運用，能夠最大限度地提高測繪工程總體測量工作的精準(zhǔn)度，為其后期的施工建設(shè)提供完備地、精準(zhǔn)地數(shù)據(jù)資料。

三、結(jié)語：

在當(dāng)今的GPS測繪技術(shù)中，GPS測繪不僅可以將位置以坐標(biāo)點的形式展現(xiàn)給使用者，還可以將測繪的時間、地點、速度等信息傳遞給使用者，進(jìn)一步擴大了使用者對測繪信息的認(rèn)識面。另外，GPS測繪技術(shù)還廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航領(lǐng)域中，現(xiàn)在電子版地圖幾乎已經(jīng)替代了紙質(zhì)版地圖，人們只需要一只裝有導(dǎo)航系統(tǒng)的手機就可以自動規(guī)劃最優(yōu)路線，對人們的生產(chǎn)、生活起到了很大的作用。最后，GPS測繪技術(shù)還應(yīng)用于海洋測量、航空攝影測量等領(lǐng)域，GPS技術(shù)對人們的生活產(chǎn)生了積極的作用，但是它的發(fā)展歷程還需要隨著時代的變化不斷地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉靜.GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（14）：248-249.

[2]吳敏東.GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用研究[J].綠色環(huán)保建材，2018（8）：227+230.