淺析工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

蔡安安

摘要：隨著GPS技術(shù)功能的不斷豐富和完善，在工程測(cè)量中所占的地位也越來越重要。工程測(cè)量的內(nèi)容包羅萬象，各項(xiàng)工程施工中涉及到的測(cè)量工作都被叫做工程測(cè)量，因此是測(cè)繪科學(xué)和技術(shù)綜合性的直接應(yīng)用。在工程測(cè)量中GPS技術(shù)的工作原理是：首先接收衛(wèi)星發(fā)射出來的信號(hào)，其次通過對(duì)信號(hào)的處理獲得如定測(cè)量點(diǎn)的空間位置等所需的信息和數(shù)據(jù)。因此GPS技術(shù)具有很高的自動(dòng)化水平以及高精確度的測(cè)量結(jié)果，與其他測(cè)量技術(shù)相比，GPS技術(shù)還具有全天候測(cè)量的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在不同種類工程的測(cè)量環(huán)節(jié)中，為施工企業(yè)創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益。因此本文從GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，分析了目前GPS技術(shù)在工程測(cè)量中需要注意的問題，最后探討了具體應(yīng)用，希望能為相關(guān)人士帶來啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：GPS;工程測(cè)量;問題及措施;技術(shù)應(yīng)用

1 GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1定位精度高，測(cè)繪時(shí)間短

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，高科技技術(shù)的種類和數(shù)量在不斷增加，GPS技術(shù)積極借鑒和吸收高科技技術(shù)，從而不斷完善和發(fā)展自身的技術(shù)功能和系統(tǒng)性能。例如在用GPS系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量定位時(shí)，一分鐘內(nèi)就可以定位一千米內(nèi)的非移動(dòng)單位。假如使用RTK測(cè)量技術(shù)，只要確保基準(zhǔn)值和流動(dòng)站的距離不超過1w5km，那么對(duì)非移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)繪只需要幾秒鐘，而且該技術(shù)還可以查詢測(cè)量單位的實(shí)時(shí)位置，使得測(cè)量結(jié)果更加貼合實(shí)際。將GPS技術(shù)應(yīng)用到工程測(cè)量中，可以保證50公里內(nèi)的測(cè)量定位毫無誤差，而當(dāng)距離擴(kuò)大到1000公里時(shí)，定位結(jié)果的精確度也可以保證最大程度趨近完美【1】。對(duì)建筑平面進(jìn)行誤差測(cè)定時(shí)，也能保證結(jié)果的誤差在±1mm范圍內(nèi)。所以根據(jù)GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的表現(xiàn)可以得知，相比于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，GPS技術(shù)可以在保證結(jié)果精準(zhǔn)的情況下盡可能減少測(cè)量時(shí)間。

1.2功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單

GPS技術(shù)自身的發(fā)展和完善體現(xiàn)在自動(dòng)化程度上。目前在工程測(cè)量領(lǐng)域中，GPS技術(shù)的自動(dòng)化水平較高，操作步驟十分簡(jiǎn)單。在利用GPS技術(shù)執(zhí)行工程測(cè)量任務(wù)時(shí)，只需要測(cè)量測(cè)繪操作人員能夠簡(jiǎn)單掌握相應(yīng)設(shè)備的安裝步驟以及記錄工作。GPS技術(shù)除了可以為工程提供所需的測(cè)量數(shù)據(jù)和信息外，還能提供別的信息例如時(shí)間或目標(biāo)速度等，使得工程測(cè)量單位能較為全面的掌握測(cè)量區(qū)域的信息。同時(shí)GPS覆蓋面廣，幾乎包含了世界上所有的地區(qū)，而且該技術(shù)可以突破時(shí)間、空間和自然條件的限制，可以在任何區(qū)域進(jìn)行全天候持續(xù)測(cè)量作業(yè)。因此我國(guó)目前也在積極推廣GPS技術(shù)，將其應(yīng)用在大地、海洋等工程測(cè)量上。

2有關(guān)GPS在工程測(cè)量中應(yīng)用的問題及解決措施

2.1 GPS接收信號(hào)穩(wěn)定性問題

GPS技術(shù)在工程測(cè)量中具有巨大優(yōu)勢(shì)，然而在實(shí)際使用時(shí)總會(huì)因種種原因而出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在不同區(qū)域測(cè)量精準(zhǔn)度出現(xiàn)異常，無法百分百保證所有測(cè)量區(qū)域結(jié)果的精確性，在RTK-GPS中的表現(xiàn)最為明顯。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)闇y(cè)量區(qū)域有較多的GPS信號(hào)干擾源，這些干擾源會(huì)干擾、減弱或是屏蔽GPS信號(hào)，使得觀測(cè)衛(wèi)星的數(shù)量減少，最終導(dǎo)致該地區(qū)不能很好地接收衛(wèi)星信號(hào)，從而降低了GPS技術(shù)的測(cè)量精確度。也有可能是因?yàn)镚PS基站距離較遠(yuǎn)，而且有些橋梁或涵洞的樁基處于深溝中，使得GPS測(cè)量無法固定定位，從而降低結(jié)果的準(zhǔn)確度。為了解決GPS信號(hào)不穩(wěn)定從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度下降的情況，首先要選擇遮蔽物較少或是地勢(shì)較高無遮擋物的地方，其次在利用RTK-GPS進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)，與GPS基準(zhǔn)站點(diǎn)的距離保證在合理范圍內(nèi)，不能過遠(yuǎn)，而且也可以根據(jù)所放樣的內(nèi)容去選擇最近距離的GPS基站控制點(diǎn)。

2.2測(cè)量時(shí)段對(duì)GPS測(cè)量精度的影響

根據(jù)使用GPS測(cè)量?jī)x器的數(shù)據(jù)反饋顯示，不同時(shí)間段GPS接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的數(shù)量也不同，因此測(cè)量精準(zhǔn)度就不同。例如有些時(shí)間段GPS接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的數(shù)量可以維持在8顆上下，此時(shí)精度因子較低，因此測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度就得到了提高;然而有些時(shí)間段卻只有4顆左右，此時(shí)測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度就無法得到保證。這啟示相關(guān)測(cè)量人員在進(jìn)行測(cè)量時(shí)要關(guān)注測(cè)量區(qū)域的衛(wèi)星數(shù)量狀況，盡量選擇高于8顆衛(wèi)星的時(shí)間段去測(cè)量，此時(shí)才能保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度【2】。針對(duì)一些對(duì)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度要求高的工程，只有加強(qiáng)和提高我國(guó)自身的“北斗系統(tǒng)”，才能進(jìn)一步提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

3 GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 在地籍和房地產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用

在地籍和房地產(chǎn)測(cè)繪中應(yīng)用GPS技術(shù)，可以有效獲得準(zhǔn)確的觀測(cè)數(shù)據(jù)。在處理完所獲得的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)輸入到地理信息系統(tǒng)即GIS系統(tǒng)中，就可以獲得地籍和房地產(chǎn)的精準(zhǔn)定位。對(duì)地籍和房地產(chǎn)實(shí)際測(cè)繪中，GPS技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)（RTK技術(shù)）上，該技術(shù)通過對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘探，從而使得界樁位置被準(zhǔn)確測(cè)定。在經(jīng)過一系列量算以及勘測(cè)后，就可以精準(zhǔn)測(cè)出測(cè)量地籍和房地產(chǎn)區(qū)域的范圍以及使用面積。另外，RTK技術(shù)還可以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)檢測(cè)該地區(qū)土地利用情況，從而讓施工單位更加全面具體了解施工區(qū)域，從而制定更加完善的施工方案，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)縮短施工時(shí)間和減少工程成本。

3.2 公路測(cè)量中的應(yīng)用

在道路工程中，線路勘測(cè)定位的精確度有著重要作用，決定著本次工程的質(zhì)量。假如測(cè)量結(jié)果存在偏差，那么可能會(huì)導(dǎo)致本次道路工程失敗或者質(zhì)量無法得到保證，因此要求線路勘查定位結(jié)果需要較高的精度。然而傳統(tǒng)的測(cè)量方式過于繁瑣，且不能很好的保證工程所需的精度，因此需要利用GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行彌補(bǔ)。目前國(guó)內(nèi)在GPS技術(shù)的協(xié)助下，已經(jīng)布控完成具有高精度的控制網(wǎng)，以此為基礎(chǔ)，在對(duì)野外公路進(jìn)行測(cè)量定位時(shí)，能夠保證將誤差控制在2㎝以內(nèi)。

3.3礦山測(cè)量和橋隧勘察中的應(yīng)用

在對(duì)礦山進(jìn)行測(cè)量時(shí)，利用GPS技術(shù)可以很好的在近井點(diǎn)、坑口位置點(diǎn)、探槽以及坐標(biāo)放樣中發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而提高測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性，也能使得礦區(qū)控制點(diǎn)的加密活動(dòng)得到有效保證。同樣對(duì)于橋隧勘測(cè)中，GPS-RTK技術(shù)可以幫助測(cè)量人員完成作業(yè)調(diào)度和地質(zhì)填圖【3】。除此之外，該技術(shù)能夠借助空間衛(wèi)星對(duì)測(cè)量區(qū)域的三維坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，因此能夠準(zhǔn)確而高效地獲得測(cè)量結(jié)果，可以很好地應(yīng)用在測(cè)量過程中的定位、中樁以及放樣等環(huán)節(jié)。

3.4城市測(cè)量中的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化水平也隨之提高，具體表現(xiàn)在城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大。不斷擴(kuò)張的城市需要利用城市工程測(cè)量進(jìn)行規(guī)劃，才能促進(jìn)城市化具有良好的發(fā)展勢(shì)頭。一般來說城市工程測(cè)量的制約因素有地形、地籍以及房產(chǎn)等，因此要求相關(guān)測(cè)量單位在對(duì)城市進(jìn)行測(cè)量時(shí)需要做好相應(yīng)的大地測(cè)量工作，這樣才能為工程提供有用的信息例如控制點(diǎn)和基礎(chǔ)建設(shè)資料等。在對(duì)城市進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須要結(jié)合GPS測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地為測(cè)量單位提供城市測(cè)量結(jié)果，從而形成一個(gè)針對(duì)城市規(guī)劃和建設(shè)的控制網(wǎng)。不過當(dāng)GPS技術(shù)應(yīng)用在城市測(cè)量中時(shí)，必須要嚴(yán)格按照相關(guān)的操作準(zhǔn)則，同時(shí)也要對(duì)城市的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，盡量選取接收衛(wèi)星高于8顆時(shí)的時(shí)間段，只有這樣才能保證最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而幫助城市更好地進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。

4結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)在不斷向前發(fā)展，GPS技術(shù)功能愈加完善，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。近幾年GPS技術(shù)被逐漸引入到工程測(cè)量中，成為其中重要的測(cè)量方法。將GPS技術(shù)應(yīng)用在工程測(cè)量中，有利于工程測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域的改革和創(chuàng)新，因此值得相關(guān)工程測(cè)量企業(yè)進(jìn)一步加強(qiáng)研究，以促進(jìn)工程測(cè)量企業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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