GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用研究

王文才

摘要：GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪的精準(zhǔn)度和質(zhì)量方面相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)有較大優(yōu)勢(shì)，能夠有效提升工程質(zhì)量，符合現(xiàn)代化測(cè)繪工程發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：GPS；測(cè)繪技術(shù)；工程測(cè)繪；應(yīng)用；分析

1導(dǎo)言

GPS是全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）的簡(jiǎn)稱，GPS測(cè)繪技術(shù)是一種全新的測(cè)量技術(shù)，朝著測(cè)繪方向呈多樣化發(fā)展，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，具有可觀的發(fā)展前景。GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用在工程建設(shè)中作用巨大，提高工程建設(shè)質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用探索是相關(guān)研究人員一直研究的重點(diǎn)。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

2.1功能性強(qiáng)，測(cè)繪范圍廣

GPS可實(shí)現(xiàn)大范圍的高精度測(cè)量，傳統(tǒng)基線測(cè)量在長(zhǎng)距高測(cè)量時(shí)，精度低，GPS可克服這一缺點(diǎn)。具體來說，在靜態(tài)定位模式測(cè)量工程中，如果基線在50km以下，GPS定位的精準(zhǔn)度可以達(dá)到1×10-6-2×10-6范圍。如果基線超過100小于500km，定位的精準(zhǔn)度可以達(dá)到10-6-10-7左右。如果GPS用于實(shí)時(shí)定位，精準(zhǔn)度的測(cè)量單位可以為分米和厘米，誤差程度越來越低。隨著GPS技術(shù)的高效發(fā)展，無論是工程測(cè)量、大地測(cè)量還是航空測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域都有所應(yīng)用。最重要的是，GPS測(cè)繪技術(shù)可以做到測(cè)量時(shí)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。

2.2定位精準(zhǔn)度高

無論在靜態(tài)測(cè)繪還是動(dòng)態(tài)測(cè)繪，GPS測(cè)繪技術(shù)打破了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的弊端，可以把精度控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。GPS的原理是用衛(wèi)星在太空中的位置作為基礎(chǔ)計(jì)算出一個(gè)點(diǎn)在地球上的位置，需要非常精確的測(cè)量三個(gè)衛(wèi)星分別到地球上某一點(diǎn)的距離，由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成的，根據(jù)GPS測(cè)量技術(shù)原理特點(diǎn)，能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)。另外，GPS測(cè)繪技術(shù)還可以按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)繪，直到達(dá)到測(cè)繪人員的預(yù)期效果。

2.3操作便捷程度高

GPS測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中由于其自動(dòng)化和集成化水平較高，在實(shí)際的測(cè)量過程中所涉及的儀器的安裝與設(shè)備的連接都十分簡(jiǎn)單。GPS測(cè)繪儀器可以直接自動(dòng)開啟衛(wèi)星定位系統(tǒng)，對(duì)測(cè)繪目標(biāo)進(jìn)行跟蹤定位，GPS的使用，在很大程度上減少了人為操作，節(jié)約了人力，提高了測(cè)繪的工作效率，同時(shí)一定程度上減少了由人為因素造成的誤差值。一般來說，GPS測(cè)繪技術(shù)可以在20min之內(nèi)測(cè)得20km之內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)，從初始化的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到正常的跟蹤定位模式只需要幾秒鐘的時(shí)間。GPS測(cè)繪技術(shù)與常規(guī)的測(cè)繪技術(shù)相比優(yōu)勢(shì)較為明顯。

3 GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)繪中的發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)由于具有精度低，效率低，浪費(fèi)人力和物力的缺點(diǎn)，在技術(shù)發(fā)展的背景下被GPS測(cè)繪技術(shù)所取代。GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中具有重要作用，具有精度高，節(jié)省測(cè)量時(shí)間，提高測(cè)量效率，操作技能簡(jiǎn)單便捷等優(yōu)點(diǎn)，具有非常可觀的應(yīng)用前景。GPS測(cè)繪技術(shù)利用由美國(guó)發(fā)射的24顆導(dǎo)航衛(wèi)星，來完成數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)而獲取的，該技術(shù)通過與RTK技術(shù)相結(jié)合，對(duì)地形進(jìn)行定位，從而獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。相關(guān)研究表明，應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)，在50km以內(nèi)測(cè)量相對(duì)精度能夠達(dá)到10-6，在100km-500km的測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量精度達(dá)到10-7，在1000km以上，測(cè)量精度能達(dá)到10-9。經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在300km-1500km范圍內(nèi)進(jìn)行定位時(shí)，測(cè)繪工程中采用GPS測(cè)量技術(shù)連續(xù)觀測(cè)一小時(shí)以上誤差小于1mm。

4 GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用情況

4.1 GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用流程

一是進(jìn)行科學(xué)的定位測(cè)量點(diǎn)。應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)期間，應(yīng)該考慮到諸多的方面因素以后科學(xué)選取最佳測(cè)量點(diǎn)，最終的目的就是實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)定位視野具有良好的開闊性，讓安裝相關(guān)設(shè)備工作更加便捷，防止GPS設(shè)備接收傳輸信號(hào)期間出現(xiàn)電磁波干擾等問題。技術(shù)測(cè)量點(diǎn)定位后，應(yīng)該仔細(xì)記錄好相關(guān)數(shù)據(jù)給以后的測(cè)量提供依據(jù)；二是構(gòu)建測(cè)量標(biāo)志。測(cè)量人員應(yīng)該考慮到工程測(cè)繪實(shí)際環(huán)境狀態(tài)，科學(xué)應(yīng)用好以往GPS測(cè)量技術(shù)工作經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建起測(cè)量標(biāo)志。例如，應(yīng)用“慢如標(biāo)石”法將標(biāo)石穩(wěn)定性有效的提升；接下來，展開測(cè)量觀察。應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)主要就是室外操作，所以相關(guān)測(cè)量工作者必須要依照室外觀測(cè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)展開嚴(yán)格測(cè)量，使得工程測(cè)繪質(zhì)量具有良好保障；三是數(shù)據(jù)分析。先采取計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)施分析GPS測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，分析各項(xiàng)參數(shù)以確保工程測(cè)繪精準(zhǔn)度。另外，要采取外業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步的分析，提升數(shù)據(jù)的精確性和同工程測(cè)繪具體狀況契合度。

4.2 GPS外業(yè)測(cè)繪

外業(yè)測(cè)繪可以深刻的影響到工程測(cè)繪的綜合質(zhì)量水平。GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于外業(yè)測(cè)繪中必須要合理的選取測(cè)量點(diǎn)，使得提升外業(yè)測(cè)繪精準(zhǔn)度。在選擇測(cè)量點(diǎn)過程中，應(yīng)該先要對(duì)應(yīng)用此技術(shù)的測(cè)量范圍進(jìn)行明確掌握，充分的考慮好測(cè)量點(diǎn)各位置因素，防止通信信號(hào)受影響等。之后，及時(shí)的固定好GPS測(cè)量的各項(xiàng)設(shè)備。一般情況下，能夠采取三個(gè)方向?qū)嵤〨PS測(cè)量設(shè)備的穩(wěn)定固定，進(jìn)而達(dá)到保障標(biāo)志中心精準(zhǔn)度的目標(biāo)。進(jìn)行GPS外業(yè)測(cè)繪時(shí)，一般是采取衛(wèi)星導(dǎo)航相應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)，對(duì)于GPS測(cè)量所需信號(hào)內(nèi)容進(jìn)行收取，同時(shí)科學(xué)的明確天線安裝部位。

4.3 GPS布網(wǎng)

采取GPS測(cè)量技術(shù)時(shí)，規(guī)劃出GPS布網(wǎng)是至關(guān)重要的一方面內(nèi)容。大部分情況下，精確繪制三交同步圖形中可以實(shí)施點(diǎn)、線連接模式，能夠有效的維護(hù)GPS布網(wǎng)平穩(wěn)落實(shí)。而且面對(duì)各異工程測(cè)繪區(qū)域所展開的GPS布網(wǎng)，必須要密切的結(jié)合起測(cè)繪區(qū)域?qū)嶋H環(huán)境狀態(tài)，同時(shí)科學(xué)的分析之后，建立在實(shí)際狀況基礎(chǔ)上良好的利用信息公網(wǎng)并且進(jìn)行有效改進(jìn)，進(jìn)而增強(qiáng)GPS堅(jiān)固性，而且在日后的工程測(cè)量中，可經(jīng)控制網(wǎng)得到一些數(shù)據(jù)內(nèi)容。

4.4實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪法

GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪也就是RTK技術(shù)，工作原理就是在地面測(cè)量點(diǎn)部位進(jìn)行安裝GPS接收機(jī)，當(dāng)作測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確點(diǎn)，然后連接GPS衛(wèi)星并接收測(cè)量信息，達(dá)到實(shí)時(shí)獲取內(nèi)容的效果。而且一些所得測(cè)量信息傳送給中心測(cè)量站和測(cè)量流動(dòng)站。其中，測(cè)量流動(dòng)站不僅要接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)也收取其他方面的信息資料。再經(jīng)過科學(xué)整合全部信息以后，利用GPS導(dǎo)航技術(shù)原理觀察分析數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)得到測(cè)量流動(dòng)站具體坐標(biāo)以及回傳各項(xiàng)信息，也就是形成了動(dòng)態(tài)測(cè)繪參數(shù)，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)測(cè)繪成效。

4.5水下地形測(cè)繪

在GPS技術(shù)推廣實(shí)踐的過程中，水下工程測(cè)繪同樣應(yīng)用到GPS技術(shù)，有效的將測(cè)繪工作效率提升。GPS技術(shù)在水下地形測(cè)繪工作應(yīng)用的過程中，應(yīng)用到的設(shè)備具有測(cè)深儀、差分GPS接收機(jī)以及潮位儀和終端接收設(shè)備等設(shè)備，通過相互之間的密切結(jié)合，產(chǎn)生有機(jī)測(cè)繪體系，在大比例尺下的水下地形測(cè)繪工作中具有更好的應(yīng)用效果，有利于更加精準(zhǔn)以及便捷的獲取水下地形實(shí)際狀態(tài)，降低測(cè)繪的難度以及提升結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5結(jié)論

GPS測(cè)繪技術(shù)基于自身精確性高，節(jié)省測(cè)量時(shí)間，提高測(cè)量效率，操作技能簡(jiǎn)單便捷等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于測(cè)繪工程的各個(gè)方面。但是，GPS測(cè)繪技術(shù)就目前發(fā)展而言仍然存在一定的缺陷和問題。就測(cè)繪工程檢查來說，往往檢查在測(cè)繪之后，這就使在測(cè)繪過程中遇到的問題難以發(fā)現(xiàn)和解決，可能會(huì)對(duì)測(cè)繪工程帶來一定的影響。此外，測(cè)繪工程由于自身具有復(fù)雜性，施工工期短，從而增加測(cè)繪難度，測(cè)繪技術(shù)人員技術(shù)達(dá)不到，從而降低工程完成質(zhì)量，故應(yīng)加大相關(guān)人員的技術(shù)培訓(xùn)，故GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用仍需進(jìn)一步探索研究。

參考文獻(xiàn)

[1]張志強(qiáng).關(guān)于GPS在建筑工程測(cè)繪中的特點(diǎn)分析及應(yīng)用探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（20）：271-272.

[2]孫永濱，楊彤.GPS測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)分析及其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用[J].居舍，2018（30）：76.

[3]陳思超.論測(cè)繪地理信息技術(shù)在地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用發(fā)展[J].江西建材，2018（10）：55+57.

（作者單位：江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局）