工程測繪中GPS測繪技術的應用探析

龍周旭

（江西省煤田地質局二二四地質隊，江西 南昌 330000）

在現階段，我國的科學技術發展迅速，GPS技術由于測量精度高和測量速度快等優勢，更多的被應用于工程建設項目中[1]。GPS測繪系統又被稱之為全球定位系統，主要借助衛星定位系統確定目標的位置信息。

1 GPS測繪技術概述

GPS測繪技術是衛星定位測繪技術，由于GPS技術可以應用于地質工程，所以它有更廣闊的發展空間。隨著我國地質工程技術水平的逐步提高，使工程測繪更加科學、嚴謹。GPS測繪系統主要由GPS衛星、地面監測系統和用戶設備這三部分組成。在GPS測繪技術的應用過程中，主要需要以下三種設備：GPS定位反射接收信息傳輸機、衛星信號傳輸解讀器和可移動衛星信號發收裝置。在GPS衛星對被測對象進行觀測的時候，地面監控系統為衛星提供了星歷從而計算處理不同衛星的時間差。地面監控系統將被測對象的信息數據發送到衛星后，衛星導航再將其發送到用戶設備中。測繪人員通過可移動衛星接收裝置對數據信息進行采集和發送，然后通過總控計算機系統對數據進行分析。

2 GPS測繪技術的特點

地面監測站、空間衛星和用戶使用的儀器是采取測繪數據信息的必備配置。測繪技術人員還可以通過操作用戶儀器連接多個衛星，這樣可以有效地減少因大氣折射、衛星軌道變化等因素而導致的誤差。結合實際工程測繪來看，GPS測繪技術測量的數據比傳統測量方法測量的數據更準確，效率更高。特別是在300m至1500m的工程測繪中，GPS測繪系統制圖的持續時間調整為一個多小時，制圖數據甚至可以精確到毫米。使用GPS測繪技術與計算機結合完成工程測繪工作時，運作更簡單。由于該裝置比較簡單，操作步驟也會相對簡化，可廣泛應用于各類工程測繪中。近年來，GPS測繪技術的應用范圍也逐漸擴大，其自動化和一體化程度有所提高，減少了人為或其他因素造成的誤差，大大提高了工程測繪的準確性。GPS測繪系統控制制圖技術比其他制圖工具更具創新性，GPS測繪技術的優勢在于可以將靈活、準確的對三維控制網絡加以利用，并減少周圍干擾物體對數據的影響，避免產生誤差。它不僅提供了使用水平面、經緯儀、遙感技術測量的高程、角度和距離，而且還可以使建立的坐標不受位置和環境的影響，完善了傳統制圖技術的不足，提高工作效果。

3 GPS測繪技術在工程測繪中的應用

GPS測繪技術在工程測繪中特點和應用概括如下表1所示：

表1 GPS測繪技術在工程測繪中的應用

（1）GPS測繪技術數據的處理。與常規的測量工作一樣，由GPS測繪技術得到的測量數據，需要通過數據處理才能得到最后的結果。但必須將其分為GPS基線向量解算以及基線向量網平差計算兩個階段，從原始衛星觀測數據到最大值的兩階段線性矢量網絡尺度差計算，最終定位結果。就數據處理過程來說，要通過數據采集、傳輸、預處理和基線解算、基線向量網平差計算等流程來完成。

（2）測定大地控制網點。實際工程測繪過程中，一般地質測量網由基線或測量線組成，如果想要更精確的地理位置和坐標，就必須充分利用GPS測繪技術來進行精確定位和數據處理。通過實地調查，GPS測繪技術可以快速處理多組觀測數據，數據分析有助于減輕工作量和提高工作效率。通過收集、傳輸和處理數據，提供了基本解決辦法和參考指南，測量網絡數據可以反映在設備上，有效的增強了地質工程勘察中測繪工作的質量。

（3）研究地球力學和災害預報。對于地質工程勘察測繪的項目，應將地球力學和災害預報作為主要研究方向。

傳統的人工工程測繪方法雖然可以查詢或計算出以往的一些數據和資料，但其已經不適應于現代數據處理的發展，往往會出現數據信息不足、不準確等缺點。因此，傳統的人工測繪方法逐漸被淘汰。隨著GPS技術的廣泛應用和快速發展，使得我國工程測繪技術得到很大的提升，也在一定程度上推動了我國在地球力學和災害預報等方面的研究。

（4）虛擬現實技術應用。由于目前的大部分工程項目的建設地點都位于地勢地貌條件復雜、地質災害多發的位置，增加了測繪工作的難度。測繪人員可通過GPS技術模擬虛擬現實環境對此類型區域進行模擬。具體工作有數據的測量、接收和制圖工作，這些工作都要在計算機上將測繪目標的坐標位置準確顯現。在開展各類工作之前，測繪人員應提前對測繪流程進行模擬，以此避免在實際測繪工作時出現操作失誤、技術應用不到位等問題。

4 GPS測繪技術的應用方法

（1）實時動態測繪。區別于傳統的測繪技術，GPS測繪技術可以實現實時動態測量。以江西地區為例，它是在確定的地物坐標位置安裝GPS接收設備，并連接GPS衛星系統，實現對測量信息的實時傳輸。

（2）靜態定位觀測。多年前在規模較大的特種精密工程施工中，主要采用的是傳統測量方法，采用一系列測量控制點構成基本三角網，利用傳統測量裝置進行測角與測距，但傳統方法存在圖形條件較難滿足、外業工作量大、控制網精度難控制等缺陷。而GPS定位技術為基礎的靜態定位觀測可以彌補。

（3）江西地區工程測繪實例。江西地區為長江三角洲經濟區、珠江三角洲經濟區和海峽西岸經濟區的中心腹地。雖然物產資源豐富，但也是我國自然災害較為嚴重的省份，僅突發性地質災害點就達到一萬余處，這對工程項目的測繪工作產生了巨大的困難。幾十年的測繪實踐表明，要提供高效可靠的測繪保障服務，就必須建立一套完備行之有效的應急保障體系。一個項目工程大致分為項目工程測繪、設計階段、項目實施階段這三部分。首先，GPS測繪技術脫離傳統的測繪方式，直接通過實景模型模擬測量并獲得準確的實際地形測量數據。利用無人機進行掃描創建出精準的三維模型，三維模型可以直觀地反映出現場的數據。設計階段是通過視頻或照片資料計算創建的實景模型輔助設計，讓設計不再從一張白紙開始。最后的項目實施階段，可通過無人機掃描的實景模型做場地布置規劃，監督、記錄項目進展實施情況，實景進度與計劃進度對比、進度分析、匯報等。利用GPS測繪技術不僅省時省力，而且可以減少誤差，這使江西地區的工程測繪工作質量和效率得到極大的提升。

5 結語

綜上所述，GPS測繪不僅具有準確性、科學性，而且大大減少了工作過程中一些不必要的人力和物力。我國強大的現代科學技術推動了GPS技術在各種生產生活中的應用，為人們的生活帶來了很大的便利條件。但GPS技術還需要不斷地完善和發展，從而為各行各業提供技術支持，為社會的發展做出貢獻。