GPS技術(shù)在測繪工程相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用

摘要 GPS是一種先進的定位工具，具有快速、準(zhǔn)確、高效的特點，而且不受測距的限制，所以在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文簡要介紹了GPS的系統(tǒng)組成以及定位原理，具體闡述了在測繪工程相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用以及注意的問題。

關(guān)鍵詞 GPS技術(shù)；測繪工程；應(yīng)用

中圖分類號 P228 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0138-02

GPS作為一種定位系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)相比，GPS發(fā)揮了很大的優(yōu)勢，對于難度系數(shù)大的測量工程也能夠通過GPS的運用得到解決。隨著科技的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)日益成，使用GPS測量的領(lǐng)域不斷增多，伴隨著應(yīng)用范圍的不斷擴展，在工程測繪中有著廣泛的應(yīng)用。它能夠?qū)⑻峁┤S坐標(biāo)和時間信息等數(shù)據(jù)，通過測量出來的數(shù)據(jù)精度很高，所以具有很高的使用價值。

1 GPS技術(shù)概括

1.1 GPS簡介

GPS作為一種定位系統(tǒng)，應(yīng)用于很多領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)相比，GPS發(fā)揮了很大的優(yōu)勢，對于難度系數(shù)大的測量工程也能夠通過GPS的運用得到解決。GPS的用途不僅用于軍事外，在國家重要利益的民用領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用?；緶y量原理是通過天空上的四顆衛(wèi)星發(fā)來的信息，傳到GPS接收機上，使用偽距離測量方式或者載波相位測量，算出三維坐標(biāo)系。通過測量出來的數(shù)據(jù)精度很高，所以具有很高的使用價值。

1.2 GPS系統(tǒng)構(gòu)成

GPS系統(tǒng)是由空間衛(wèi)星部分、地面控監(jiān)控以及用戶設(shè)備組成的。它的工作衛(wèi)星共有24顆，其中包括三顆備用的衛(wèi)星。在進行觀測時，一般高度為15的時候，可以觀察到8顆衛(wèi)星左右。衛(wèi)星的傾斜角為55度，均勻的分布不6個軌道上，軌道與地面之間的距離為20 200千米。

1.3 GPS測量特點

GPS測量技術(shù)的產(chǎn)生，是導(dǎo)航技術(shù)新的里程碑，與傳統(tǒng)的測量方式相比，其主要特點為：①自動化程度高。用GPS接收機測量的時候，主機要裝置在測站旁或者室內(nèi)，天線要安裝在測站上，使通訊線與天線連接，各部分連接好后，啟動電源，打開接收機，其他操縱就不需要人工完成。在結(jié)束測量的時候只需要關(guān)閉電源，取下接收機，就可以完成數(shù)據(jù)的測量；②觀測速度快。在進行測量時，一般20 km以內(nèi)的短基線上，進行靜態(tài)定位最短只需15分鐘；③測站之間無需通視。在以往的測量必須測站之間能夠相互通視才能夠進行工作。GPS技術(shù)的應(yīng)用解決了這一測量難題，在很大程度上提高了測量工作的效率，使選點更加靈活、方便；④全球覆蓋連續(xù)導(dǎo)航定位。GPS衛(wèi)星數(shù)量有24顆，分布密度合理，在某一點進行觀測時，至少有四顆衛(wèi)星可以作為定位信息的參考，實現(xiàn)了全球、全天候的實時三維定位。

2 GPS在工程測量中的實施

2.1 選點與建立坐標(biāo)

一般工程的控制測量方法為：導(dǎo)線測量、邊角網(wǎng)等這些測量方法都需要分段進行測量達(dá)到所需的精準(zhǔn)度，誤差的影響是工程測量上不容忽視的問題。所以控制點的取樣才是關(guān)鍵，如何選取合適的控制點是整個工程測量必須首要解決的問題。一般點的位置選取要適合所需而且還要滿足GPS的觀測的位置。坐標(biāo)的選擇對于測量工程的結(jié)果有著很大的影響，目前GPS測出都是WGS-84坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系最后還要進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換才能滿足正確的坐標(biāo)系建立，才能對GPS控制網(wǎng)進行相應(yīng)的實施。適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)點要求滿足至少不低于三個這樣才能在地方系轉(zhuǎn)換時對于投影進行正確的選擇。

2.2 觀測與紀(jì)錄

在進行觀測的時候，主機要裝置在測站旁或者室內(nèi)，天線要安裝在測站上，使通訊線與天線連接，各部分連接好后，經(jīng)檢查沒有錯誤，就可以啟動電源，打開接收機進行觀測。觀測的主要目的就是將衛(wèi)星發(fā)來的信號進行跟蹤，然后通過儀器將信息處理，獲得所需的觀測數(shù)據(jù)。觀測完后要有相應(yīng)的觀測紀(jì)錄。記錄方式可分為兩種：一種是手動操縱，去用測量手簿將GPS的原始數(shù)據(jù)進行人工紀(jì)錄，必須要如實填寫數(shù)據(jù)，避免定位不準(zhǔn)確；另一種有較高的實用價值，當(dāng)GPS接收機接收信息完后，將信息直接存儲在接收器內(nèi)，如果需要信息就可以隨時在接收機里調(diào)用出來。進行初步勘察時，在反復(fù)踏勘的基礎(chǔ)上，對線路轉(zhuǎn)角及具體走向做出大概的判斷；以電力線路具體走向為依據(jù)，再結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H地形狀況，勘測、土建、地質(zhì)等相關(guān)工作人員要進行充分研究和論證，在此基礎(chǔ)上確定十個控制點的具體位置，需要注意的是，為確?？睖y工作人員在每天矯正基站四參數(shù)工作及時到位，一般會選擇國道或主干道附近確定控制點；除此之外，為避免出現(xiàn)多路途效應(yīng)并確保衛(wèi)星載波接受效果，控制點要與高壓線、高速路以及信號塔之間保持一定的距離。

在電力線路勘測實踐當(dāng)中，如果基線長度不一致，并且差距較大，必定會花費更多時間，為有效控制測量時間，一般會利用單頻機對長度較短并且具有一樣的兩同步環(huán)的基線進行測量，借助中海達(dá)雙頻RPK機對長度較長的基線進行測量。

2.3 成果校核與數(shù)據(jù)處理

成果校核是測量工作的重要環(huán)節(jié)之一，在進行觀測完后必須要通過成果校核確認(rèn)定位精度的準(zhǔn)確性。如果在成果校核中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不符合要求，就要進行重新測量。GPS測量后的數(shù)據(jù)一般是從紀(jì)錄的初始值，然后對其進行分析處理，進行點號、坐標(biāo)的檢測一些不正確的數(shù)據(jù)排出，然后形成一些處理后的相應(yīng)文件，比如觀測文件和一些信息文件，這對于觀測數(shù)據(jù)的處理非常重要，通過一些常用的方法對其進行校檢，然后進行改正。一般將與處理后的數(shù)據(jù)，運用平差計算進行評定，得出各測站的平差后坐標(biāo)。通過原有數(shù)據(jù)的處理，可得到一些已知的數(shù)據(jù)，然后確定在指定下參照系下的坐標(biāo)。

3 GPS系統(tǒng)在測繪工程中的應(yīng)用

3.1 GPS定位技術(shù)在測量工程中的普遍應(yīng)用

GPS通過靜態(tài)相對定位的技術(shù)在各種工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。包括水利大壩的變形監(jiān)控、碎步測量、隧道監(jiān)控等測繪工程。隨著測量工程的不斷進步就需要應(yīng)用新的技術(shù)來滿足在工程中遇到的難題。一般戶外的測量會給工作者到來很大的麻煩，所以通過測量技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給戶外測量帶來了很大的便捷。它的快速動態(tài)系統(tǒng)能夠計算出所需坐標(biāo)，然后記錄數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)比較有了很大的改革主要是由于GPS的測量不需要站點之間的通透，這樣就能獨立高效的完成任務(wù)。對于GPS網(wǎng)精度一般都是嚴(yán)格的要求，雖然它不受GPS網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的影響，但是在使用GPS儀器的時候要將精度的等級調(diào)控好，然后按照要求在測量中正確的選取GPS點，則在測量中GPS網(wǎng)精度才能夠滿足所需要求。

3.2 GPS定位技術(shù)在測量工程中的其他應(yīng)用

水利大壩的變形監(jiān)測的主要目的就是掌握水利工程建筑物的穩(wěn)定性，提供監(jiān)測的安全性，對于安全保護措施起到一定反饋作用。對于大型的建筑物、構(gòu)建物的地基沉降，垂直位移、裂縫等進行檢測，提供分析報告。它的特點就是被檢測體一般比較巨大，而且在監(jiān)測中環(huán)境復(fù)雜，難度大，對監(jiān)測技術(shù)的要求較高。所以RGPS測量的TK技術(shù)可以將監(jiān)測進行分段，并運用其原理，采用強制對中，同時還要保持基準(zhǔn)點的不變，盡量減少其誤差的產(chǎn)生。在地質(zhì)工程在測量上難度較大，常需要鉆孔、探槽等技術(shù)，但是常規(guī)的測量誤差較大，需要不停的搬站，有時候同一站點由于外界因素的影響還需要重新測量這就導(dǎo)致給工程測量帶來很大的麻煩，而GPS技術(shù)測量儀器不需要點與點之間的通視就可以達(dá)到測量的準(zhǔn)確性，只需要在基準(zhǔn)站設(shè)定一臺儀器，另一臺在測量點上停留幾秒鐘，就可以達(dá)到測量要求。所以這種技術(shù)已經(jīng)廣泛的運用于各種工程測量之中。在地球運動學(xué)測量中可用于監(jiān)測板塊的運用，目前科研中已將GPS技術(shù)應(yīng)用到南極洲的板塊運用檢測中，還有水下測繪以及航空攝影等方面，完成了水、陸、空三方面的綜合使用。

4 在工程測量應(yīng)用中注意事項

在進行衛(wèi)星傳數(shù)據(jù)時，必有觀測四顆以上的衛(wèi)星同時進行工作才可以進行數(shù)據(jù)存儲工作。在數(shù)據(jù)存儲器件要觀察LED燈和數(shù)據(jù)存儲燈的情況。當(dāng)LED為綠色時，表示正常工作。顯示黃色時，表示正在待用。數(shù)據(jù)存儲燈當(dāng)顯示快速閃爍，說明存儲的信息飽和；當(dāng)燈熄滅時，表示停止存儲工作。在測量過程中要盡量避免電離層以及天線位置的外界因素對于測量精度的影響隨著測量高度的增加，要隨時聯(lián)測一些已知的水準(zhǔn)點，這樣才能盡可能的減小誤差。在測量完后將所測的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，利于下次進行存儲工作時，能夠有更多的空間。在進行GPS高程測量時，由于所需的重力場模型等資料不是很輕易就能做到的，而且在進行測量時所需的精度是需要處理的，所以在工程測量中應(yīng)當(dāng)選擇性的使用GPS高程測量技術(shù)。

總而言之，GPS技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了人們對測量自動化、智能化的需求。現(xiàn)在的測量技術(shù)在原有的GPS上出現(xiàn)了RTK技術(shù)，這是實時動態(tài)系統(tǒng)的一種體現(xiàn)，不僅降低了作業(yè)的難度，而且在精度以及速度方面都得到了工作者以及用戶的認(rèn)可。隨著科技的進步，滿足社會的需要，GPS技術(shù)將會在各個領(lǐng)域都能發(fā)揮重要的

作用。

參考文獻

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