探究GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

摘要：GPS即全球定位系統(tǒng)，是一種依托衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)的定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，大大提高工程測(cè)量的可靠性和作業(yè)效率，極大地促進(jìn)測(cè)繪工作的發(fā)展。本文主要是對(duì)GPS技術(shù)的涵義、特點(diǎn)，在工程測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用和未來的發(fā)展前景進(jìn)行分析論述，希望能夠更好地了解GPS技術(shù)，從而更好地發(fā)揮其在工程測(cè)繪中的作用，促進(jìn)測(cè)繪工作的發(fā)展。

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

一、GPS技術(shù)的概述

1.GPS技術(shù)的涵義

GPS其全稱是“衛(wèi)星授時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)”。GPS系統(tǒng)主要是通過衛(wèi)星發(fā)射的無線信號(hào)來實(shí)現(xiàn)全球性的導(dǎo)航、定位，另外，GPS還具有良好的保密功能以及抗干擾功能，在軍事和民用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著GPS定位技術(shù)的引入，工程測(cè)繪技術(shù)也取得了飛速發(fā)展。實(shí)現(xiàn)了歷史性的變革。GPS系統(tǒng)主要包含三大方面：空間衛(wèi)星星座、用戶設(shè)備，以及進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的地面監(jiān)控系統(tǒng)。

2.GPS技術(shù)的特點(diǎn)

（1）定位精度高

實(shí)踐證明，大量的GPS工程定位精度在50km以內(nèi)。在實(shí)時(shí)差分定位以及動(dòng)態(tài)定位中，定位精度適合任何工程測(cè)量的要求，達(dá)到厘米級(jí)、分米級(jí)。而且隨著數(shù)據(jù)處理的改善，定位精度將會(huì)更加精確。

（2）實(shí)時(shí)定位

采用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)三維位置及速度的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位，能夠?qū)崟r(shí)確保運(yùn)動(dòng)載體按照最初預(yù)定的線路（最佳路線）運(yùn)行。其實(shí)時(shí)定位的特點(diǎn)在對(duì)目標(biāo)導(dǎo)航中，具有較為重要的意義。

（3）測(cè)量時(shí)間短

當(dāng)前，采用經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位模式進(jìn)行測(cè)量，在觀測(cè)20Km以內(nèi)基線需要的時(shí)間方面，采用單頻接收機(jī)觀測(cè)需要1h左右的觀測(cè)時(shí)間，而采取雙頻接收機(jī)僅需要15min至20min 的觀測(cè)時(shí)間。采取實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模式，在流動(dòng)站利用1min至5min時(shí)間完成初始化觀測(cè)之后，各站所需要的觀測(cè)時(shí)間僅為幾秒。由此可見，采用GPS測(cè)量技術(shù)建立控制網(wǎng)，能夠大大縮短相應(yīng)的觀測(cè)時(shí)間，全面提高測(cè)繪作業(yè)效率。

（4）操作簡(jiǎn)便

隨著先進(jìn)接收機(jī)的使用，GPS操作逐漸“傻瓜化”。采用智能型的接收機(jī)，在測(cè)繪中僅僅需要安裝并開關(guān)儀器、量取天線高、采集環(huán)境數(shù)據(jù)，其他工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤、觀測(cè)和記錄都由儀器自動(dòng)完成。測(cè)繪結(jié)束后，關(guān)閉儀器即可。還可以進(jìn)行無人值守測(cè)繪，自動(dòng)化程度高。

（5）觀測(cè)站之間不需具有通視的條件

傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)要求觀察站間的通視條件良好，同時(shí)需要保證測(cè)量控制網(wǎng)具有較好的圖形結(jié)構(gòu)。但采用GPS測(cè)量技術(shù)，僅需要測(cè)站15°以上的空間具有較好的開闊性，能夠和衛(wèi)星保持必要的通視就可以實(shí)施測(cè)量，不需要觀測(cè)站間必須具有互通視性，GPS測(cè)量技術(shù)的這一特點(diǎn)使建造覘標(biāo)不再成為必須進(jìn)行的工作，而傳統(tǒng)測(cè)量中造標(biāo)費(fèi)用常常占用總經(jīng)費(fèi)的30%以上，GPS測(cè)量技術(shù)的這一優(yōu)點(diǎn)，可以使測(cè)量經(jīng)費(fèi)和測(cè)量時(shí)間都獲得同步縮減，并且在測(cè)量選點(diǎn)中也更加靈活，能夠根據(jù)實(shí)際測(cè)量的需要進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)選取。

二、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用

1.精密工程方面的應(yīng)用

目前，GPS技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量的各個(gè)過程。工程測(cè)量是一個(gè)寬泛的概念，過程測(cè)量主要包括工程勘察設(shè)計(jì)、施工以及驗(yàn)收工作等，同時(shí)還包括工程測(cè)量過程中所用設(shè)備的安裝以及測(cè)量工作。GPS操作簡(jiǎn)單而且測(cè)量精度高，除了一般的工程測(cè)量之外，它還可以應(yīng)用于一些精密設(shè)備工程，如安裝工程、隧道以及管道工程，橋梁工程等。并且在這些工程中發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)的測(cè)量方法，在進(jìn)行控制點(diǎn)之間的測(cè)量工作時(shí)，必須是通視。但是利用GPS測(cè)量技術(shù)就不需要。例如：在進(jìn)行隧道貫通控制測(cè)量的時(shí)候，為了保證隧道貫通的準(zhǔn)確性，必須利用聯(lián)測(cè)確定起始的基準(zhǔn)方向，然后進(jìn)行隧道開挖方向的確定。這樣一方面提升了隧道工程的質(zhì)量，另一方面也讓測(cè)量工作簡(jiǎn)單易行?，F(xiàn)在，GPS測(cè)量技術(shù)充分利用自己高精度和高效益的優(yōu)勢(shì)，在大多的隧道工程測(cè)量中被廣泛應(yīng)用。

2.網(wǎng)形設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

網(wǎng)形設(shè)計(jì)是工程測(cè)量中一個(gè)關(guān)鍵步驟，所以要重視。然而GPS測(cè)量技術(shù)因?yàn)椴恍枰M(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)之間的通視，增強(qiáng)了圖形設(shè)計(jì)的靈活性。但是，利用GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)形設(shè)計(jì)時(shí)，仍需注意以下幾點(diǎn)：第一，因?yàn)镚PS測(cè)量技術(shù)采用無線定位，易受外界環(huán)境的影響，因此，在進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)的時(shí)候，要增加檢核條件，提升數(shù)據(jù)的可靠性和網(wǎng)的可靠性。第二，關(guān)于GPS網(wǎng)坐標(biāo)參數(shù)以及地面控制網(wǎng)坐標(biāo)參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，在進(jìn)行網(wǎng)形設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須有三個(gè)或者以上的控制網(wǎng)點(diǎn)重合。第三，關(guān)于GPS點(diǎn)的選擇，必須遠(yuǎn)離高壓線變壓所等干擾源，選擇信號(hào)接收好的地方。

3.工程變形監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

工程變形主要是指由人為原因造成的建筑物變形或是位移，以及地殼的變形，是工程建設(shè)中比較常見的問題。GPS測(cè)量技術(shù)因其高精度的三維定位經(jīng)常被應(yīng)用于工程變形監(jiān)測(cè)。在工程建設(shè)的過程中，工程變形可以分為以下幾類：海上建筑物沉陷、大壩變形以及陸地建筑物變形等。例如：在大壩變形的GPS技術(shù)監(jiān)測(cè)中，大壩受到水負(fù)荷的重壓，經(jīng)過一定的時(shí)間，就可能出現(xiàn)大壩變形。因此，利用GPS精密定位技術(shù)，可以在最短的時(shí)間內(nèi)收集大壩變形的資料和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大壩測(cè)量工作的自動(dòng)化，及時(shí)控制大壩變形，防止意外的發(fā)生。在進(jìn)行大壩變形監(jiān)測(cè)時(shí)，首先要在特定的位置設(shè)立一個(gè)基準(zhǔn)站和幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，然后分別安置GPS接收機(jī)，利用GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行連續(xù)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和分析。

4.在工程細(xì)部測(cè)繪和房屋地形測(cè)圖中的應(yīng)用

工程細(xì)部測(cè)繪是工程調(diào)查的重要組成部分，以確保測(cè)定的土地權(quán)屬界址點(diǎn)、線、位置、形狀和數(shù)量等。利用GPS技術(shù)可以在街坊外圍界址點(diǎn)以及街坊內(nèi)界址點(diǎn)間距誤差縮小，確保測(cè)繪的準(zhǔn)確;地形測(cè)圖一般是首先根據(jù)控制點(diǎn)加密圖根控制點(diǎn)，然后再圖根控制點(diǎn)上用經(jīng)緯儀測(cè)圖法測(cè)繪地形圖。盡管近幾年該方法已經(jīng)發(fā)展到采用全站儀利用測(cè)圖軟件繪制地形圖，但是需要2-3人操作。采用GPS進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，僅需要一個(gè)人背著儀器把一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形地物點(diǎn)測(cè)定然后利用繪圖軟件繪制，極大的提高了工作效率，降低了人工成本。

三、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用前景

GPS應(yīng)用于工程測(cè)繪是一次偉大的技術(shù)突破，隨著技術(shù)的不斷革新，會(huì)導(dǎo)致測(cè)繪行業(yè)發(fā)生根本性變革。未來，在工程測(cè)繪方面，將會(huì)建立區(qū)域性GPS網(wǎng)，主要包括城市或礦區(qū)GPS網(wǎng)，各種GPS工程網(wǎng)等，這類網(wǎng)是專為工程項(xiàng)目不測(cè)采用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)、精密度高的網(wǎng)，用于地面沉降監(jiān)測(cè)、大壩變形監(jiān)測(cè)、高層建筑物監(jiān)測(cè)，能夠達(dá)到高精度、使用頻繁的要求，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GPS測(cè)繪技術(shù)因其自身的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。GPS技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)繪中，能夠極大提高工程測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性，并且降低作業(yè)強(qiáng)度，保證作業(yè)安全，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和要求。并且隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)在工程測(cè)繪中將發(fā)揮著重要的作用。

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