付 饒

(哈爾濱市阿城區(qū)統(tǒng)一征地工作站，哈爾濱 150300)

GPS技術(shù)在市政工程測(cè)量方面的應(yīng)用研究

付 饒

(哈爾濱市阿城區(qū)統(tǒng)一征地工作站，哈爾濱 150300)

GPS技術(shù)在各行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，在工程中的應(yīng)用更加普及。但是，GPS技術(shù)的布設(shè)價(jià)格十分昂貴。本文詮釋了GPS技術(shù)，并具體分析GPS技術(shù)的定位方式及在市政工程中的實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)與傳統(tǒng)作業(yè)相比較，進(jìn)一步指出GPS技術(shù)今后的廣闊發(fā)展前景。

GPS技術(shù)； 市政工程； 測(cè)量； RTK技術(shù)

隨著GPS技術(shù)應(yīng)用的普及，市政工程對(duì)其在測(cè)量方面的應(yīng)用也越加廣泛起來(lái)。不過(guò)，由于GPS的布設(shè)價(jià)格偏高，因此到目前為止還沒(méi)有被土建工程及交通建設(shè)大范圍地應(yīng)用，只是提供控制作用。但仍可預(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)市政工程的平面控制測(cè)量基本都將被GPS技術(shù)所取代。

1 GPS技術(shù)

全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位技術(shù)即GlobaPosi tioingSyster，簡(jiǎn)稱GPS，是美國(guó)陸軍聯(lián)合海軍及空軍共同研制而成的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其依據(jù)發(fā)展的數(shù)字地球概念來(lái)不斷改善自身硬件與軟件，它可以為各類用戶提供三維坐標(biāo)與速度及時(shí)間，并且具備自動(dòng)化、全天候、連續(xù)性、高效益、實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航定位與定時(shí)優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，其用戶是極其隱蔽的，只接收信號(hào)卻不用發(fā)射任何信號(hào)，故而贏得了廣大用戶的好評(píng)與信賴，近幾年更是應(yīng)用到了市政工程的測(cè)量方面。

2 GPS的定位形式

從GPS定位的形式上來(lái)講，可以將其分為單點(diǎn)式定位和相對(duì)式定位，前者以一臺(tái)接收機(jī)中的觀察數(shù)據(jù)為依據(jù)來(lái)對(duì)接收機(jī)的位置進(jìn)行確定，采用的是偽距觀測(cè)量，通常用于對(duì)車船的概略導(dǎo)航定位。而后者則是以兩臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置進(jìn)行確定，采用偽路觀測(cè)量或者相對(duì)觀測(cè)量。然而從使用者的天線來(lái)看，可將GPS定位分作動(dòng)態(tài)式定位與靜態(tài)式定位。

2.1 動(dòng)態(tài)式定位

觀測(cè)定位的時(shí)候，接收機(jī)跟蹤GPS衛(wèi)星時(shí)與地球表面若是做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，那么由接收機(jī)此時(shí)接收到的GPS信號(hào)而得來(lái)的狀態(tài)參數(shù)則被稱為動(dòng)態(tài)式定位，其特點(diǎn)在于逐點(diǎn)測(cè)量，多余觀量少，測(cè)量精度較低。動(dòng)態(tài)定位的精度又可分為3種，既低精度定位、中等精度定位及高精度定位。低精度定位適用于對(duì)車船等概略導(dǎo)航的定位。中等精度定位適合對(duì)于城市中的車輛進(jìn)行導(dǎo)航定位。高等精度定位適合于測(cè)量放樣等厘米級(jí)相位差分的定位。

2.2 靜態(tài)式定位

在觀測(cè)定位的時(shí)候，接收機(jī)跟蹤GPS衛(wèi)星時(shí)與地球表面呈靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其測(cè)量GPS信號(hào)傳播時(shí)間的高精度，結(jié)合衛(wèi)星的已知位置信息，算出接收機(jī)的三位坐標(biāo)位置。具備多余觀測(cè)量大、定位精度高且可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在控制網(wǎng)觀測(cè)的時(shí)候，多采用幾臺(tái)接收機(jī)使用這種方法進(jìn)行同時(shí)觀測(cè)，保證更高的定位精度。

3 GPS在市政電力工程測(cè)量中的應(yīng)用

在市政工程中，電力工程是重要的組成部分之一，占據(jù)舉足輕重的位置。根據(jù)作業(yè)對(duì)象的不同，可以重點(diǎn)分為施工測(cè)量和送電工程測(cè)量。電力工程測(cè)量具有很多自身的特點(diǎn)：一方面，在電力工程中，盡管廠區(qū)建設(shè)面積不大，但是其中各項(xiàng)設(shè)施齊全，主要包括運(yùn)輸工程、輸變電工程、管線工程等等。在電力工程中各項(xiàng)設(shè)施相互交叉，不能獨(dú)立地存在。電力系統(tǒng)是城市建設(shè)系統(tǒng)中不可分割的一個(gè)組成部分，同時(shí)在電力工程中又要求達(dá)到較高的精確程度，尤其是在工程放樣階段，測(cè)量是否準(zhǔn)確將會(huì)直接影響到放樣工程的質(zhì)量，并且還會(huì)引起以后各項(xiàng)施工的準(zhǔn)確度，甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)電力工程的質(zhì)量。在電力工程測(cè)量中，運(yùn)用GPS技術(shù)，將大大提高測(cè)量的精確程度和工作效率。

4 市政工程在實(shí)際測(cè)量中對(duì)GPS的應(yīng)用

隨著城市建設(shè)拓寬老城區(qū)街道與改造配套管線等設(shè)施的開(kāi)展，測(cè)繪行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈。簡(jiǎn)要分析一下市政工程中使用相位差分定位進(jìn)行的測(cè)量。

4.1 道路放樣

在市政工程測(cè)量中，勘測(cè)設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行測(cè)量之前，有必要進(jìn)行道路放樣，尤其是在改造舊道路時(shí)，保留其原路基再進(jìn)行補(bǔ)通，同時(shí)中線放樣必須精確，這樣才能保證道路縱橫面準(zhǔn)確地測(cè)量，同時(shí)還要具備部分中樁和導(dǎo)線點(diǎn)。屹今為止，大部分市政單位都備有全站儀或經(jīng)緯儀設(shè)備，但是擁有GPS設(shè)備的極少。

通過(guò)已知GPS或?qū)Ь€點(diǎn)進(jìn)行RTK，要注意幾點(diǎn)。首先是外業(yè)前的準(zhǔn)備。將道路中線按照相關(guān)部門給出的規(guī)劃資料來(lái)做出CAD模擬圖，并做好樁號(hào)的排定，提取道路中的各點(diǎn)為坐標(biāo)。再者是GPS的放樣。如果已知點(diǎn)的位置較好，可以在此點(diǎn)上架設(shè)基準(zhǔn)站。如果已知點(diǎn)過(guò)低或是被遮擋，可以將基準(zhǔn)站架設(shè)于高點(diǎn)位置或無(wú)遮擋地點(diǎn)，以利于信號(hào)接收發(fā)電臺(tái)功率作用的發(fā)揮。將這些都安裝好后就可以開(kāi)始放樣，界面上會(huì)顯示出GPS放樣點(diǎn)的信息。若放樣的距離差小于3m，則會(huì)在圖形上顯示正北方。放樣的距離差若大于3m，藍(lán)箭頭則會(huì)指出應(yīng)該移動(dòng)的一方，由觀測(cè)員進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。若是放樣的距離未達(dá)到水平距離的設(shè)定值，顯示圓點(diǎn)及目標(biāo)點(diǎn)、顯示點(diǎn)的參數(shù)。施工中僅僅有中樁是不夠的，必須有中線，這樣才能定對(duì)位置進(jìn)行確定。道路施工中，對(duì)放樣測(cè)量的確定，主要是靠中樁與正線的連接。中樁放樣完，穿線也是必不可少的。

4.2 測(cè)圖中RTK技術(shù)運(yùn)用

在進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，要使用RTK技術(shù)進(jìn)入點(diǎn)的測(cè)量功能來(lái)做單點(diǎn)的測(cè)量，并全程化測(cè)量顯示。架設(shè)好基準(zhǔn)站后，讓一人配帶流動(dòng)站站在待測(cè)點(diǎn)2s，將該點(diǎn)的特征編碼輸進(jìn)去，同時(shí)使用電子手段加以紀(jì)錄。若是較為復(fù)雜的地形，最好在現(xiàn)場(chǎng)就擬出草圖。如果點(diǎn)位的精度合乎要求，測(cè)定了一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形物點(diǎn)位后，回到室內(nèi)，令專業(yè)測(cè)圖人員將采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，并加以編輯，最后輸出地形圖。在實(shí)際市政工程測(cè)量工作中，主要應(yīng)用了GPS靜態(tài)功能與動(dòng)態(tài)功能。

4.3 RTK與傳統(tǒng)作業(yè)的比較

RTK技術(shù)減少了由于人為方式產(chǎn)生誤差進(jìn)而發(fā)生的返工狀況，提高了GPS測(cè)量的工作效率，減短了工期。經(jīng)過(guò)可靠性能的檢驗(yàn)，RTK的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示可達(dá)厘米級(jí)精度的測(cè)量成果。完成中線放樣與中樁抄平工作，精度要求相對(duì)較高的道路工程仍需進(jìn)行常規(guī)的水準(zhǔn)測(cè)量。RTK的應(yīng)用范圍較廣，基本可以包括測(cè)量道路以及養(yǎng)護(hù)與竣工等多方面。RTK結(jié)合可相應(yīng)的軟件，達(dá)到揚(yáng)長(zhǎng)避短之功效，發(fā)揮雙方面的優(yōu)勢(shì)。在一些有遮擋的地區(qū)，由于對(duì)GPS信號(hào)的接收有影響，因此還要使用全站儀等傳統(tǒng)工具進(jìn)行測(cè)量，使用解析法與圖解法兩種方法來(lái)對(duì)細(xì)部進(jìn)行測(cè)量。所以，要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)新技術(shù)與老方法的選擇與結(jié)合，以采取切實(shí)可行的測(cè)量方法。

5 結(jié)語(yǔ)

不論是GPS衛(wèi)星靜態(tài)還是RTK都已經(jīng)深入到生產(chǎn)生活中，并與其他科學(xué)不斷的發(fā)生相互滲透，其應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。在測(cè)量高程方面值得注意的是，由于GPS的參數(shù)設(shè)定問(wèn)題，以致于產(chǎn)生很大程度的誤差，這個(gè)與球體有一定的關(guān)系。對(duì)于GPS技術(shù)在市政工程測(cè)量方面的應(yīng)用，以后將發(fā)展得更加廣闊。

[1] 鄭俊鋒.GPS RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用[C]//科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展——河南省第四屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(上冊(cè))，2004.

[2] 羅永權(quán).RTK在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用[C]//華東地區(qū)第九次測(cè)繪學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文集，2005.

[3] 熊遠(yuǎn)川.GPS高程擬合在長(zhǎng)江三峽地區(qū)的應(yīng)用研究[C]//山區(qū)河流航道整治技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2005.

[4] 黃正東，吳之凌，于卓，等.城市道路規(guī)劃成果信息化管理模式[C]//和諧城市規(guī)劃——2007中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)論文集，2007.

[5] 劉盈.淺談地面三維激光掃描技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用[C]//現(xiàn)代空間定位技術(shù)應(yīng)用研討交流會(huì)論文集(第5卷 第3集)，2007.

[6] 黃正東，劉學(xué)軍.武漢市公共交通出行信息需求特征分析[C]// 2007第三屆中國(guó)智能交通年會(huì)論文集， 2007.

[7] 周婕，吳志強(qiáng).誰(shuí)持彩練當(dāng)空舞——城市邊緣區(qū)反蔓延生態(tài)控制圈研究[C]//生態(tài)文明視角下的城鄉(xiāng)規(guī)劃——中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)論文集， 2008.

ApplicationofGPStechnologyinmunicipalengineeringsurvey

FU Rao

(Harbin Unified Land Acquisition Workstation of Acheng District, Harbin 150300, China)

GPS technology has a wide range of applications in various industries and its application in engineering has become more and more popular. However, the deployment of GPS technology is very expensive. This paper interprets the GPS technology and analyzes the location of the GPS technology and its practical application in the municipal engineering. By comparing with the traditional homework, the future development of GPS technology is further pointed out.

GPS technology; Municipal engineering; Measurement; RTK technology

P228.4;TU99

B

1674-8646(2017)21-0080-02

2017-09-04

付饒(1977-)，男(滿族)，測(cè)繪工程師，本科。