趙智
摘 要:隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷完善,GPS技術(shù)引起了越來(lái)越多的人的注意,GPS用范圍也越來(lái)越廣泛,其中GPS測(cè)量技術(shù)更是被應(yīng)用到工程、軍事、生活等各個(gè)方面,本文主要通過(guò)分析GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用原理并根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況分析了GPS測(cè)量技術(shù)在道路建設(shè)工程的應(yīng)用,對(duì)未來(lái)GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用前景做出了預(yù)測(cè)。
關(guān)鍵詞:GPS測(cè)量技術(shù);工程測(cè)量;應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):P228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0.前言
作為與航天行業(yè)相關(guān)的高新技術(shù),GPS測(cè)量技術(shù)遠(yuǎn)比其他測(cè)量技術(shù)先進(jìn),如果能廣泛地應(yīng)用于道路建設(shè)之中,道路的測(cè)量將會(huì)更簡(jiǎn)便利,測(cè)量結(jié)果也更加準(zhǔn)確。因此,為了能使這門(mén)技術(shù)更好地造福人們,需要相關(guān)人才對(duì)其進(jìn)行深入地研究,使其能在工程中得到應(yīng)用。
1.GPS測(cè)量原理
就目前來(lái)說(shuō)GPS系統(tǒng)在測(cè)量上采用的方法主要是高軌測(cè)距,即將地面上的觀測(cè)站至GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本的觀測(cè)量,主要利用偽距測(cè)量和載波相位測(cè)量這兩種測(cè)量方式進(jìn)行距離觀測(cè)。GPS定位則是通過(guò)4顆或以上的衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)行偽距或相位測(cè)量,從而推算出接收機(jī)的三維位置。
2.GPS測(cè)量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的測(cè)量方式因測(cè)量點(diǎn)過(guò)多建立難度過(guò)大、成本巨大難以實(shí)施,已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需要。因此,GPS測(cè)量技術(shù)則由于測(cè)量精度高,測(cè)量形式簡(jiǎn)單,應(yīng)用起來(lái)效果顯著備受人們青睞,得到了廣泛應(yīng)用。具體表下面以下幾個(gè)方面。
(1)大比例地形圖的繪制
傳統(tǒng)的繪圖方法是通過(guò)確定測(cè)繪點(diǎn)再由測(cè)繪點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量逐步完善設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做出圖樣。這種方式耗時(shí)、耗力、工作量巨大,嚴(yán)重影響著工程的進(jìn)度?,F(xiàn)在開(kāi)始采用的實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù),即RTK技術(shù),就要先進(jìn)和快捷多了,沒(méi)有太多的步驟,僅僅在公路沿途的碎部點(diǎn)上停留1~2分鐘,坐標(biāo)和高程等信息就以數(shù)據(jù)形式顯現(xiàn),再結(jié)合工程實(shí)際的具體數(shù)據(jù),將其屬性信息輸入,依據(jù)這些數(shù)據(jù)有繪圖軟件繪制成圖,標(biāo)出對(duì)應(yīng)碎部點(diǎn)的信息即可。信息采集速度很快,而且沒(méi)有傳統(tǒng)那些煩瑣的步驟,僅需要采集信息輸入對(duì)應(yīng)的屬性,為相關(guān)人員提供了巨大的便利。這大大減少了工作量,在節(jié)省了人力和物力的開(kāi)支的同時(shí)還節(jié)省了大量的時(shí)間。工程人員大多數(shù)用RTK技術(shù)繪制大比例地形圖,此技術(shù)也因此得到大量應(yīng)用。
(2)高速公路的中線放樣
一般情況下,高速公路的幾何構(gòu)成主要分為直線和曲線兩種形式。因此,在GPS系統(tǒng)幫助下高速公路的中線放樣只需在系統(tǒng)中將各主控點(diǎn)樁號(hào)和起終點(diǎn)的方位角、直線段距離、緩和曲線距離、圓曲線半徑等數(shù)據(jù)依次輸入即可,余下的工作GPS系統(tǒng)會(huì)在計(jì)算機(jī)程序的操控下自動(dòng)完成。
因此,在高速公路的中線放樣過(guò)程中,GPS測(cè)量技術(shù)有著傳統(tǒng)技術(shù)難以企及的優(yōu)勢(shì),不僅方便實(shí)用,測(cè)量速度還遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)方式,測(cè)量精度也是傳統(tǒng)方式無(wú)法比擬的。除此之外,GPS系統(tǒng)還有一個(gè)傳統(tǒng)方式?jīng)]有的優(yōu)勢(shì),那就是在直線段和曲線段間進(jìn)行加樁時(shí),僅需將加樁點(diǎn)的樁號(hào)輸入GPS系統(tǒng),相關(guān)的工作就會(huì)自動(dòng)完成。
(3)高速公路的橫、縱斷放樣
高速公路的橫斷放樣,需要先確定斷面的樣式,確定了樣式之后需要把路肩寬度、邊坡坡度等與斷面的構(gòu)型有關(guān)的數(shù)據(jù)一一輸入GPS系統(tǒng)中,依據(jù)這些數(shù)據(jù)和基本樣式系統(tǒng)將建立放樣點(diǎn)的模型文件,以便在現(xiàn)場(chǎng)考察或施工時(shí)能夠方便地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行放樣測(cè)試。
與此不同的是,高速公路縱斷放樣不需要確定形式,僅需要在GPS系統(tǒng)輸入直線正負(fù)坡度值、豎曲線半徑等等數(shù)據(jù),系統(tǒng)就能自行生成一個(gè)取樣點(diǎn)的構(gòu)型文件。
3.工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
(1)隨著科技的發(fā)展,測(cè)量的方式也將更加科技化,純?nèi)斯?shí)地測(cè)量將會(huì)淡出,取而代之的是遠(yuǎn)程操控技術(shù)。同時(shí),測(cè)量作業(yè)平臺(tái)也會(huì)不再僅限于測(cè)量工作室,車(chē)載測(cè)量平臺(tái)乃至空中測(cè)量平臺(tái)會(huì)得到大范圍應(yīng)用,工程測(cè)量的靈活性將會(huì)大大提高,包括對(duì)建筑以及大型工業(yè)構(gòu)件的測(cè)量、測(cè)量數(shù)據(jù)的處理、三維建模分析都有可能依靠自動(dòng)化完成,同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)使數(shù)據(jù)處理的結(jié)果更加準(zhǔn)確,未來(lái)的測(cè)量必定會(huì)是包含土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量以及人體科學(xué)測(cè)量的一個(gè)擁有相當(dāng)規(guī)模的技術(shù)行業(yè)。
(2)世界的宏觀與微觀是相互對(duì)立又相互依存的兩個(gè)方面。在測(cè)量工作時(shí)更不應(yīng)將二者割裂開(kāi)來(lái),在以后的工作中兩者會(huì)緊密結(jié)合。在以后的工作中,工程測(cè)量將在宏觀方面會(huì)具有更大的規(guī)模,以滿足大型工程的需求;同時(shí)也將應(yīng)用更多的微觀測(cè)量技術(shù),通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)涉足微觀領(lǐng)域,縮小測(cè)量的尺度以提高測(cè)量的精度,具體可能會(huì)研發(fā)出微型顯微測(cè)量技術(shù)并且對(duì)數(shù)據(jù)的處理也將更上一層,宏觀和微觀將更加緊密地結(jié)合在一起,大幅提高測(cè)量的范圍和精度。
(3)在傳統(tǒng)的高速公路工程測(cè)量工作中對(duì)于數(shù)據(jù)的處理常采用坐標(biāo)運(yùn)算、平差計(jì)算、幾何等方式進(jìn)行處理,然而這種處理方式不僅要耗費(fèi)大量的人力、物力,計(jì)算結(jié)果也不盡人意。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)已成潮流,可視化處理、“逆向工程”、三維空間模型的對(duì)比分析等新的處理方式以其高精準(zhǔn)度,處理速度極快,處理的結(jié)果精準(zhǔn)度極高而備受人們青睞,應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的整合比較,這是傳統(tǒng)的方式無(wú)論如何也比擬不了的。
結(jié)語(yǔ)
想要把GPS測(cè)量技術(shù)廣泛地應(yīng)用于高速公路工程測(cè)量中,就必須制定更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格規(guī)范使用過(guò)程,確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,讓這項(xiàng)技術(shù)真真切切的為工程提供便利,造福于人們。
參考文獻(xiàn)
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