吳鑒哲

【摘 要】隨著，我國先進(jìn)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，各個(gè)工程正在如火如荼地產(chǎn)開，許多新型化的技術(shù)被普遍地運(yùn)用到了工程測(cè)繪環(huán)節(jié)之中，推動(dòng)了項(xiàng)目工程的迅速發(fā)展。GPS測(cè)繪技術(shù)屬于工程測(cè)繪技術(shù)之中較為關(guān)鍵的部分，其不單單涉及到項(xiàng)目測(cè)繪技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)性發(fā)展，同時(shí)也對(duì)工程項(xiàng)目的迅速發(fā)展產(chǎn)生了突出性的效用。

【關(guān)鍵詞】GPS測(cè)量;工程測(cè)繪;應(yīng)用

伴隨我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的逐步提升，工程測(cè)繪技術(shù)也在逐漸更新優(yōu)化。對(duì)此，本文將著重地對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪環(huán)節(jié)之中的應(yīng)用進(jìn)行分析。希望由此能夠?qū)こ虦y(cè)繪的發(fā)展提供一定的參考價(jià)值。

一、GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1用途廣泛，功能豐富

GPS技術(shù)是一種以無線衛(wèi)星為依據(jù)創(chuàng)建的技術(shù)，在用戶三維坐標(biāo)的定位方面要優(yōu)于其他定位系統(tǒng)與定位技術(shù)。同時(shí)，GPS技術(shù)還能為使用者提供時(shí)間信息和行進(jìn)三維速度信息。GPS技術(shù)擁有眾多的優(yōu)勢(shì)決定了其在很多領(lǐng)域中都有突出的應(yīng)用價(jià)值，如工程測(cè)繪、大地測(cè)量和航空攝影等領(lǐng)域。

1.2定位系統(tǒng)精準(zhǔn)

GPS技術(shù)在測(cè)量靜態(tài)背景環(huán)境時(shí)能夠保障測(cè)繪精度。根據(jù)相關(guān)研究可以看出，在不同極限范圍使用GPS定位得出的結(jié)果有一定區(qū)別：基線水平在50km內(nèi)的情況下，精確水平在1×107～3×107;基線范圍在500～100km時(shí)，精準(zhǔn)水平在107～106;在基線范圍超過2000km時(shí)，精準(zhǔn)度在109。利用GPS技術(shù)測(cè)量時(shí)，精確度可達(dá)到分米甚至是厘米。上述數(shù)據(jù)表明，GPS技術(shù)能夠很好地滿足不同領(lǐng)域?qū)こ虦y(cè)繪精度的要求。

二、GPS技術(shù)原理

GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用從過去的靜態(tài)測(cè)量逐步轉(zhuǎn)變?yōu)镽TK測(cè)量，進(jìn)一步提高了工程測(cè)量三維坐標(biāo)的精準(zhǔn)度與有效性。目前，GPS測(cè)量技術(shù)以載波相位觀測(cè)為基礎(chǔ)，應(yīng)用2臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備接收信號(hào)，以GPS測(cè)量中的已知坐標(biāo)為基準(zhǔn)站，其余信號(hào)接收設(shè)備作為移動(dòng)站點(diǎn)。2臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備能夠同時(shí)完成5顆甚至更多衛(wèi)星的追蹤工作，之后工作人員只需要借助電臺(tái)就能知道觀測(cè)點(diǎn)的具體坐標(biāo)與數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)傳送給移動(dòng)設(shè)備。此過程中的移動(dòng)設(shè)備能夠根據(jù)自身所得觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用組成差分觀測(cè)值方式獲取觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

三、GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1公路工程測(cè)量

公路施工需要來自GPS技術(shù)的支持。公路初測(cè)的目的在于根據(jù)路線走向設(shè)置控制點(diǎn)，完成高程與平面控制測(cè)量，是施工放樣、定線測(cè)設(shè)、地形圖測(cè)繪的基礎(chǔ)。GPS技術(shù)能夠很好地取代傳統(tǒng)導(dǎo)線法的測(cè)量方式，擁有定位精度高、觀測(cè)速度快、布網(wǎng)靈活的優(yōu)勢(shì)。GPS技術(shù)不斷發(fā)展，最突出表現(xiàn)在RTK技術(shù)成功應(yīng)用在公路測(cè)量領(lǐng)域。這種技術(shù)原理為：先在公路上安裝GPS接收機(jī)，之后進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并將這些數(shù)據(jù)用發(fā)射臺(tái)發(fā)送給觀測(cè)站;利用接收臺(tái)得到的數(shù)據(jù)以及相對(duì)定位原理分析流動(dòng)站位置，同時(shí)完成測(cè)量中的中平、中樁、放線工作。RTK技術(shù)操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化突出，全部流程只需1～2人就能操作，有效提高了測(cè)量效率。在公路工程中應(yīng)用GPS技術(shù)給公路勘測(cè)帶來了巨大的機(jī)遇，有效提高了測(cè)量水平與測(cè)量速度，尤其是RTK技術(shù)能夠保障施工放樣、定線測(cè)量、地形測(cè)繪達(dá)到厘米精度，更好地完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸，實(shí)現(xiàn)了路線CAD集成目標(biāo)。當(dāng)然，擁有RTK功能的設(shè)備造價(jià)比較貴，通常情況下，施工單位與勘察設(shè)計(jì)單位共用RTK系統(tǒng)，用資源共享的方式節(jié)省資金，保障工程進(jìn)度與工程質(zhì)量。

3.2地形勘測(cè)

地形勘測(cè)人員通過應(yīng)用GPS技術(shù)能夠迅速了解定位結(jié)果，保障定位精度。GPS技術(shù)具備厘米級(jí)精度定位水平，可以很好地保障定位質(zhì)量。GPS技術(shù)在地形勘測(cè)中的應(yīng)用非常普遍，使用時(shí)只需一個(gè)工作人員背著儀器站在測(cè)量點(diǎn)幾秒，將特征編碼輸入其中，再使用便攜微機(jī)記錄就能完成測(cè)量工作。在測(cè)定區(qū)域所有地形、地物點(diǎn)位后，應(yīng)用專業(yè)軟件輸入地形圖，使用GPS工具生成地形圖，包括管線地形圖、帶狀地形圖、普通測(cè)量圖等。界址點(diǎn)放樣需要先將移動(dòng)站與基準(zhǔn)站設(shè)置在控制坐標(biāo)，完成移動(dòng)放樣，需強(qiáng)調(diào)的是所用設(shè)備必須用同一系統(tǒng)，保障移動(dòng)電臺(tái)的合理選擇與頻率適應(yīng)能力。在信號(hào)機(jī)獲取信號(hào)以后，工作人員需要明白自己的具體位置以及放樣與自己之間的距離，保障界樁埋設(shè)的準(zhǔn)確性，減少誤差。

3.3工程變形監(jiān)測(cè)

在所有類型的工程建筑中，工程變形都是一項(xiàng)避之不及的事情，實(shí)際發(fā)生次數(shù)很多。該問題之所以頻繁發(fā)生，與建筑物的地質(zhì)變形、人為因素、建筑物位移有很大關(guān)系。也就是說，為了實(shí)現(xiàn)即時(shí)、有效監(jiān)測(cè)，掌握工程變形實(shí)際情況與最終結(jié)果就需要應(yīng)用GPS技術(shù)。GPS技術(shù)在解決此問題時(shí)能夠發(fā)揮十分突出的作用。

由于GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中無須通視，所以能夠讓監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)變得更加方便與自由，節(jié)省了傳遞過渡點(diǎn)與布設(shè)費(fèi)用。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)工程變形所用的平面位移方式包括方向交匯、邊角導(dǎo)線、倒錘線等方法，垂直位移應(yīng)用液體靜力測(cè)量、精準(zhǔn)測(cè)量等方式判定，不僅會(huì)增加工作量，還會(huì)增加分析難度。GPS技術(shù)能夠同時(shí)測(cè)定所有點(diǎn)三維的位移情況，可以很好地降低分析難度與測(cè)量難度，且不受氣候因素限制，即便在風(fēng)雪雨霧的條件下，工作人員仍能順利完成監(jiān)測(cè)作業(yè)。一般來說，還會(huì)配備防雷電裝置，保障全天監(jiān)測(cè)質(zhì)量，而這些對(duì)于泥石流、滑坡、防汛抗洪檢測(cè)來說意義重大。

在工程變形檢測(cè)中，比較常見的對(duì)象包括大壩監(jiān)測(cè)、地面沉陷監(jiān)測(cè)、高層建筑監(jiān)測(cè)。大壩變形監(jiān)測(cè)主要指垂直位移監(jiān)測(cè)、水平位移監(jiān)測(cè)、裂縫監(jiān)測(cè)、表面接縫監(jiān)測(cè)和傾斜監(jiān)測(cè)等。在水負(fù)荷壓力作用下，水電站、水庫大壩就會(huì)變形，此時(shí)就需要利用精密儀器對(duì)其展開變形連續(xù)性監(jiān)測(cè)。GPS技術(shù)能夠很好地滿足精度要求，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)工作。

四、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用流程

4.1內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備

開展GPS外業(yè)工作前，必須先搜集測(cè)量地點(diǎn)的地形圖，之后將工程測(cè)量的特征作為依據(jù)，設(shè)定工程項(xiàng)目的測(cè)量名稱。如果在此過程中出現(xiàn)了已知坐標(biāo)參數(shù)變化就需要用人工輸入的方式進(jìn)行處理，但如果并沒有明確坐標(biāo)轉(zhuǎn)換要求，就要根據(jù)過去的測(cè)量數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)信息將控制點(diǎn)合理、均勻地設(shè)置在測(cè)量地點(diǎn)周圍，將測(cè)量點(diǎn)控制在已知測(cè)量范圍內(nèi)，防止測(cè)量點(diǎn)兩端出現(xiàn)外推情況。控制點(diǎn)位置確定以及區(qū)位選擇可以將GPS作業(yè)測(cè)量要求作為對(duì)象。測(cè)量點(diǎn)放樣時(shí)需要內(nèi)業(yè)人員仔細(xì)完成測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)觀測(cè)與記錄流程，確保后續(xù)的野外檢測(cè)活動(dòng)能夠順利進(jìn)行。

4.2GPS測(cè)量

GPS測(cè)量工作中的參照點(diǎn)為之前所選定的控制點(diǎn)，依次為設(shè)置基準(zhǔn)站點(diǎn)、啟動(dòng)信號(hào)接收設(shè)備，然后輸入天線的點(diǎn)號(hào)、高程、已知坐標(biāo)、衛(wèi)星信號(hào)接收數(shù)量。結(jié)束上述流程后，由外業(yè)人員開展基準(zhǔn)點(diǎn)的電臺(tái)頻率測(cè)試、流動(dòng)站電臺(tái)頻率測(cè)試、基準(zhǔn)點(diǎn)配置、電臺(tái)指示燈測(cè)量，確認(rèn)是否有與要求不相符的環(huán)節(jié)。在確認(rèn)所有環(huán)節(jié)都沒有問題后進(jìn)入測(cè)量流程。通常來說，流動(dòng)站測(cè)量需要先掌握1～2個(gè)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，所以需要先測(cè)量1～2個(gè)控制點(diǎn)，評(píng)定這兩個(gè)控制點(diǎn)的測(cè)量精度，結(jié)束后處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)測(cè)量采樣獲得坐標(biāo)信息，用傳輸系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)信息輸送到計(jì)算機(jī)，交由計(jì)算機(jī)終端處理與分析。

五、結(jié)束語

綜上所述，本文對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用予以了詳盡的闡述，相關(guān)的資料業(yè)已表明，加強(qiáng)GPS測(cè)繪技術(shù)在項(xiàng)目測(cè)繪中的應(yīng)用，對(duì)提升工程測(cè)繪效率具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。希望本次探討可以引起工程測(cè)繪技術(shù)工作者們對(duì)此更多的關(guān)注，為推動(dòng)項(xiàng)目構(gòu)建的長(zhǎng)遠(yuǎn)性的發(fā)展帶來有益的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]王維.GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪工作中的運(yùn)用路徑分析[J].居舍，2020（20）：77-78.

[2]張晶利.GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（16）：33-34.

[3]李園園.工程測(cè)繪中GPS定位測(cè)量技術(shù)的重要作用[J].決策探索（中），2020（05）：84.

（作者單位：中化地質(zhì)礦山總局吉林地質(zhì)勘查院）