討論GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

丁正坤 朱劍楠

摘要：GPS技術(shù)是隨著科學(xué)水平提高發(fā)展而來的，具有較高精度的定位技術(shù)，由于此種技術(shù)具有較高的定位精度、便利的操作性等被廣泛應(yīng)用在多種行業(yè)的定位工作中。通過GPS技術(shù)的有效應(yīng)用大大提升了工程測(cè)繪效果，極大地提升了測(cè)繪準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提升了工程整體可靠性、安全性?，F(xiàn)在，GPS技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在很多領(lǐng)域都可以使用，當(dāng)然，在工程測(cè)繪中也可以合理地運(yùn)用，而且運(yùn)用該技術(shù)，可以明顯的提高測(cè)繪工作效率，為工程的后續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。文中對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)及其應(yīng)用特征進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，并從多個(gè)角度分析了GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪的應(yīng)用。

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

引言

在工程測(cè)繪作業(yè)中，GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，具有非常好的發(fā)展前景。GPS測(cè)量技術(shù)能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)提供有力的數(shù)據(jù)支持。在當(dāng)前很多大型工程測(cè)繪項(xiàng)目中，GPS技術(shù)已經(jīng)成為必不可少的一項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)，因此，本文對(duì)工程測(cè)繪GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探討，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1.GPS定位原理

GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛(wèi)星組成，這些GPS工作衛(wèi)星共同組成了GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動(dòng)的備用衛(wèi)星，這24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)傾角為55°的軌道上繞地球運(yùn)行。衛(wèi)星的運(yùn)行周期約為12恒星時(shí)，每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號(hào)，GPS用戶正是利用這些信號(hào)來進(jìn)行工作的。GPS的控制部分由分布在全球的若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對(duì)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入衛(wèi)星;監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài);注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入衛(wèi)星。GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)氣象儀器等所組成。它的作用是接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，利用這些信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等工作。以上這三個(gè)部分共同組成一個(gè)完整的GPS系統(tǒng)。

2.GPS技術(shù)在工程測(cè)繪的發(fā)展現(xiàn)狀分析

工程測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代各項(xiàng)工程施工中必不可少的組成部分之一，為了進(jìn)一步發(fā)揮工程測(cè)繪的作用，相關(guān)專業(yè)人士進(jìn)一步加強(qiáng)了測(cè)繪技術(shù)的研究，GPS測(cè)繪技術(shù)有了快速發(fā)展，在工程測(cè)繪應(yīng)用方面充分發(fā)揮準(zhǔn)確性高、效率較高、成本較低、操作便利等特點(diǎn)。近些年隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速提升，各方面工程有了飛速發(fā)展，工程測(cè)量工作面臨著很大的挑戰(zhàn)。GPS測(cè)繪技術(shù)作為測(cè)繪方面的關(guān)鍵技術(shù)之一，特別是GPS-RTK等更高級(jí)別測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用大大提升了工程測(cè)繪的動(dòng)態(tài)性，對(duì)于工程測(cè)繪有了非常大的推動(dòng)?？偟膩碚f，GPS測(cè)繪技術(shù)在工程方面的應(yīng)用集中在如下幾方面：

2.1應(yīng)用于精密工程測(cè)量方面

GPS測(cè)繪系統(tǒng)具有比較高的定位精度，不容易受到環(huán)境等因素的影響，所以常常應(yīng)用在精密設(shè)備安裝工程、橋梁工程、水利工程、隧道工程等工程的測(cè)量中，能夠充分發(fā)揮其精密定位的特點(diǎn)，可以最大限度展示出GPS技術(shù)高精度的基本特性。

2.2應(yīng)用于工程變形監(jiān)測(cè)等方面

在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，最為常見的問題之一就是工程變形問題，人為因素、自然因素等都會(huì)對(duì)工程變形造成影響。而GPS定位系統(tǒng)具有非常高的精度，可以對(duì)工程變形進(jìn)行有效的測(cè)繪。通過合適的數(shù)據(jù)傳輸裝置以及技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)こ套冃螖?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并將其傳輸給相關(guān)人員實(shí)施數(shù)據(jù)分析，從而判定工程變形情況，及時(shí)采取措施應(yīng)對(duì)。

2.3應(yīng)用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪方面

可以通過GPS-RTK技術(shù)對(duì)工程情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)繪，可以將已知點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)在地面設(shè)置GPS接收機(jī)，可以對(duì)相應(yīng)衛(wèi)星實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)觀察測(cè)量，同時(shí)利用無線電相應(yīng)設(shè)備實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸，將所測(cè)數(shù)據(jù)和測(cè)量站信息實(shí)施有效關(guān)聯(lián)，之后將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站。通過流動(dòng)站的作用不但能夠接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)也能夠接收基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上能夠?qū)鶞?zhǔn)站和流動(dòng)站相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)施對(duì)比分析，在此基礎(chǔ)上計(jì)算獲取流動(dòng)站相應(yīng)坐標(biāo)。

3.GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1在外業(yè)測(cè)繪種的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)可以適用于外業(yè)測(cè)繪，開展測(cè)繪工作時(shí)，工作人員需要注意一些事項(xiàng)，如選擇合適的GPS定位儀器的選擇點(diǎn)，這關(guān)系到觀測(cè)數(shù)據(jù)是否精準(zhǔn)，所以，在進(jìn)行測(cè)繪工作之前，工作人員要認(rèn)真的進(jìn)行選擇點(diǎn)的確定，要保障選擇點(diǎn)的合理性，在一定程度上抱著那個(gè)觀測(cè)的準(zhǔn)確性。進(jìn)行選擇點(diǎn)的確定，需要工作人員進(jìn)行實(shí)地考察，充分了解測(cè)繪的情況，對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查，根據(jù)實(shí)際的情況，選擇合適的選擇點(diǎn)，還要對(duì)其他因素進(jìn)行重點(diǎn)考慮，如果考慮不周就會(huì)影響最后測(cè)繪的數(shù)據(jù)，外業(yè)測(cè)繪就要考慮外界環(huán)境，比如風(fēng)向、風(fēng)力等，結(jié)合實(shí)際情況做好選擇點(diǎn)的固定，使選擇點(diǎn)處于穩(wěn)定的狀態(tài)，從不影響GPS定位儀器進(jìn)行定位以及獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)一步的提升測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而為工程后續(xù)發(fā)展提供重要依據(jù)。

3.2在工程變形監(jiān)控中的應(yīng)用

有的工程在建設(shè)過程中，受到一些因素的影響，出現(xiàn)變形的問題，直接影響工程的建設(shè)與質(zhì)量，一些輕微的變形，工作人員通過肉眼觀察是不能發(fā)現(xiàn)的，如果可以直接的觀察到變形，那將造成不可挽回的損失。為了能夠減少工程變形的情況，在建設(shè)過程中運(yùn)用GPS測(cè)繪技術(shù)，對(duì)工程的變形進(jìn)行有效的監(jiān)控，該技術(shù)可以長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行監(jiān)控，而且效果非常好，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)工程中的變形，以便于施工人員做出及時(shí)的調(diào)整，防止造成更大的影響。如在建筑工程位置監(jiān)控中，GPS測(cè)繪技術(shù)可以利用其相關(guān)的設(shè)備，對(duì)建筑的位移做出準(zhǔn)確的判斷，當(dāng)建筑出現(xiàn)變形時(shí)，就會(huì)發(fā)出異常信號(hào)，工作人員接收后，就要及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)救，從而使建筑工程的質(zhì)量得到保障，另外，該技術(shù)的運(yùn)用，可以減少參與變形監(jiān)控的工作人員，在自動(dòng)化操作下就可以自動(dòng)的完成相應(yīng)的工作，而且監(jiān)控的工作效率非常高，能夠有效的判斷出工程的變形，對(duì)于工程的建設(shè)非常有利。

3.3在城市建設(shè)中的應(yīng)用

每個(gè)城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)模存在差異，開展的測(cè)繪工作也不一樣，也就是進(jìn)行城市建設(shè)比較復(fù)雜，需要規(guī)劃的事項(xiàng)較多，如道路、居住區(qū)、公園等，都需要經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)，才能使城市建設(shè)更加完善。在城市建設(shè)中運(yùn)用GPS測(cè)繪技術(shù)，能夠?qū)ο鄳?yīng)的區(qū)域進(jìn)行有效的測(cè)繪，能夠充分的了解城市的各地區(qū)實(shí)際情況，然后工作人員可以進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，對(duì)城市建設(shè)進(jìn)行合理的布局，完善基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，為人那么你提供良好的生活環(huán)境。還有要對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)，提前做好相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施，使城市建設(shè)與生態(tài)環(huán)境相和諧。

3.4布設(shè)GPS網(wǎng)

在進(jìn)行GPS測(cè)量測(cè)繪過程中，還要做好相關(guān)布設(shè)工作。在實(shí)際布設(shè)GPS網(wǎng)過程中，應(yīng)考慮當(dāng)前測(cè)繪工程路線，采取點(diǎn)連接和線銜接兩者相結(jié)合的方式，來獲取三角形或其他所需要的測(cè)量圖形，滿足GPS網(wǎng)布設(shè)要求。在正式布設(shè)前，首先要求相關(guān)工作人員對(duì)布設(shè)區(qū)域有基本的了解，結(jié)合該區(qū)域的信息網(wǎng)絡(luò)、地形特征，進(jìn)行測(cè)量分析，提高整個(gè)布設(shè)工作質(zhì)量。另外，在布設(shè)過程中，要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，為之后測(cè)量工作有序開展做好鋪墊，保證測(cè)量信息準(zhǔn)確性。

結(jié)束語

綜上所述，相較于傳統(tǒng)使用的測(cè)量測(cè)繪方式而言，GPS測(cè)量技術(shù)具有定位準(zhǔn)、時(shí)間短、全天候等多方面優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)變了原本程序復(fù)雜的測(cè)量作業(yè)流程，被廣泛應(yīng)用于各種類型的工程測(cè)繪作業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來GPS測(cè)量技術(shù)將有更為廣闊的發(fā)展前景。

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