淺談工程測繪中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用

侯幫早

摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，越來越多的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在工程測繪中，GPS技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，發(fā)展起來的一種先進(jìn)的衛(wèi)星系統(tǒng)定位技術(shù)，和傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比較，GPS技術(shù)在工程測繪中有很大的優(yōu)勢，能極大的提高工程測繪的準(zhǔn)確性。文章重點(diǎn)介紹了GPS測繪技術(shù)及其在工程測繪中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工程測繪；GPS測繪技術(shù)

中圖分類號： P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

工程測繪是指在工程建設(shè)中，需要進(jìn)行的所有測繪工作，按測繪對象劃分，可以將工程測繪分為建筑工程測繪、礦區(qū)測繪、水利工程測繪、海洋工程測繪、軍事工程測繪、交通基礎(chǔ)設(shè)施測繪等，在工程建設(shè)中，只有保證工程測繪的準(zhǔn)確性，才能為工程建設(shè)的施工質(zhì)量提供保障。GPS測繪技術(shù)具有多功能、高精度、觀測時(shí)間短、提供三維坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用在工程測繪中，能極大的提高工程測繪的準(zhǔn)確性。

1 GPS測繪技術(shù)的概述

1.1 GPS系統(tǒng)的組成。GPS系統(tǒng)主要由GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、GPS信號接收機(jī)等三大部分組成，其中GPS衛(wèi)星星座是由3顆軌備衛(wèi)星、21顆工作衛(wèi)星共同組成的，這24顆衛(wèi)星按照每組4顆衛(wèi)星平均分配在6條相互成60°的軌道平面上運(yùn)行，其運(yùn)行周期為24h，因此無論在地球那個(gè)方位，都能在任何時(shí)間觀測到最少有4顆屬于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星，GPS空間星座的主要作用是觀測目標(biāo)，并將觀測信息轉(zhuǎn)換成載波信號，傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位。地面監(jiān)控系統(tǒng)主要由主控制站、監(jiān)測站、地面天線幾部分組成，主要負(fù)責(zé)收集空間衛(wèi)星傳輸回來的信息，然后利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算出衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)。GPS信號接收機(jī)也就是用戶端，它能搜索、捕捉衛(wèi)星，然后衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出GPS信號接收機(jī)所在位置的經(jīng)緯度及高度。

1.2 GPS工程測量原理。在工程中，GPS測繪技術(shù)有兩種方法測量出被測對象的信息，一種是測量偽距離，另一種利用載波相位進(jìn)行測量。測量偽距離是根據(jù)接收機(jī)接收到的GPS衛(wèi)星發(fā)出的測距碼及電文內(nèi)容，根據(jù)信號發(fā)射到用戶接收信息的時(shí)間，計(jì)算出衛(wèi)星與接收機(jī)天線之間的距離，由于用戶接收機(jī)的時(shí)鐘難以與GPS衛(wèi)星時(shí)鐘保持同步，計(jì)算出來的數(shù)據(jù)有一定的誤差，因此，稱為偽距離。用載波相位進(jìn)行測量是測定GPS衛(wèi)星載波信號在傳播路徑上的相位變化，從而計(jì)算出信號傳播距離。

2 GPS測繪技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 定位精度高。隨著科技的不斷進(jìn)步，GPS測量精度也在不斷的提高，GPS測繪技術(shù)的測量精度十分高，在100km以外、500km以內(nèi)，其測量精度能達(dá)到106-107，對于500km的基線范圍，其測量精度能達(dá)到1-2×106。

2.2 觀測時(shí)間短。GPS測繪技術(shù)的觀測時(shí)間很短，尤其是在近幾年，隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，其觀測時(shí)間也越來越短，傳統(tǒng)的靜態(tài)定位方法，受衛(wèi)星數(shù)目及精度的影響，需要花很長時(shí)間進(jìn)行觀測，但新興的GPS技術(shù)只需要在幾分鐘，甚至是幾秒鐘就能完成觀測。

2.3 觀測站之間不需要通視。在進(jìn)行工程觀測時(shí)，對通視有很高的要求，同時(shí)對測量網(wǎng)絡(luò)的幾何結(jié)構(gòu)也有很高的要求，由于兩者間存在很大的矛盾，對工程測繪造成很大的影響。GPS技術(shù)能有效地解決這個(gè)問題，它不需要各觀測站之間通視，能靈活的選用觀測點(diǎn)，極大的提高了觀測效率。

2.4 提供三維坐標(biāo)。在傳統(tǒng)的工程測繪中，需要通過觀測、計(jì)算得出高程及平面坐標(biāo)，采用GPS測繪技術(shù)能同時(shí)獲得高程以及平面坐標(biāo)，直接提供三維坐標(biāo)。

3 GSS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

在工程測量中，GPS測繪技術(shù)有很大的優(yōu)勢，對于一些大型的工程項(xiàng)目，如水利工程、鐵路工程，需要進(jìn)行全局把握，全面控制，如果采用傳統(tǒng)的測量方法會存在很大缺陷，而采用GPS測繪技術(shù)則能有效地解決這些缺陷，為工程的順利進(jìn)行提供保障。

在大型工程建設(shè)及城市建設(shè)中，控制網(wǎng)的面積比較大，精度要求比較高，并且測量數(shù)據(jù)會隨著工程的施工發(fā)生變化，需要高頻率的進(jìn)行測量，這時(shí)如果采用傳統(tǒng)的測量方法就會存在很大的難度，如傳統(tǒng)的測量定位點(diǎn)處于地面，在工程施工過程中，會對這些定位點(diǎn)造成破壞，并且在測繪過程中，還要求點(diǎn)與點(diǎn)進(jìn)行通視，這極大的增大的測繪成本。采用GPS測繪技術(shù)能實(shí)時(shí)了解測量精度和測量進(jìn)度，不存在計(jì)算結(jié)果不達(dá)標(biāo)后，需要返工的現(xiàn)象，極大的縮短了施工工期，節(jié)省了施工成本。

在進(jìn)行施工放樣時(shí)，傳統(tǒng)的測量方法，如全站儀邊角放樣、經(jīng)緯儀交會放樣等，都需要人為的設(shè)計(jì)好測量點(diǎn)，然后在實(shí)地標(biāo)出來，整個(gè)過程中需要2-3人完成，并且還要來回移動(dòng)目標(biāo)，如果遇到特殊情況，還需要采用其他方法進(jìn)行放樣，這不僅增加了施工周期，還加重了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用GPS技術(shù)只需要1個(gè)人進(jìn)行操作，將放樣點(diǎn)的坐標(biāo)位置輸入到終端，然后根據(jù)相關(guān)提示，直接走到放樣點(diǎn)即可，這極大的減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，提高了放樣效率。

在某輸油管道項(xiàng)目建設(shè)中，GPS技術(shù)發(fā)揮了很大的作用，在該工程中，由于當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛脖容^復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的測繪方法，會花費(fèi)很大的精力，并且還無法解決點(diǎn)與點(diǎn)之前通視問題，如果采用無線電方法進(jìn)行測繪，會存在信號不好等問題，而采用GPS測繪技術(shù)，能有效地解決這些問題，在工程設(shè)計(jì)中，發(fā)揮出不可替代的作用，同時(shí)，GPS技術(shù)還能對工程進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控，極大的提高了該輸油管道項(xiàng)目的實(shí)施效率。

GPS測繪技術(shù)在礦山測量中也有很大的作用，主要用于礦區(qū)地形測量、近井點(diǎn)、地質(zhì)點(diǎn)、鉆孔、坑口、探井、剖面點(diǎn)等位置點(diǎn)的坐標(biāo)放樣及測量中。將GPS測繪技術(shù)應(yīng)用在工程測量中，能極大的提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性，為工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量提供保障。

結(jié)語

GPS測繪技術(shù)具有定位精度高、觀測時(shí)間短、觀測站之間不需要通視、提供三維坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，在工程測繪中有很大的優(yōu)勢，因此，在進(jìn)行工程測繪時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況，合理的采用GPS技術(shù)，從而促進(jìn)工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

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