論工程測繪中的GPS測繪技術(shù)

摘 要：自上世紀(jì)GPS技術(shù)問世以來，其發(fā)展速度異常迅猛，在工程建設(shè)、國防、交通、通信等方面得到了長足的發(fā)展，文章重點(diǎn)就其在工程測繪的應(yīng)用展開討論。

關(guān)鍵詞：工程；GPS；技術(shù)

1 引言

GPS技術(shù)最先是從美國發(fā)展來的，它譯成中文叫做全球定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)分別由軟件和硬件兩部分構(gòu)成。通過計算機(jī)編程，由軟件開發(fā)員開發(fā)各種使用的軟件；組成衛(wèi)星的各種裝置和地面的信號接收設(shè)備即為硬件。隨著GPS技術(shù)的飛速發(fā)展，GPS技術(shù)應(yīng)用的范圍也越來越廣，作為先進(jìn)的測量手段和新的生產(chǎn)力，其具有全天候、高精度和自動測量的良好特性，經(jīng)過多年的發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、交通建設(shè)、國防建設(shè)以及社會的各個領(lǐng)域GPS技術(shù)都取得了驕人的成績。在工程測繪這一領(lǐng)域，GPS技術(shù)也有非常廣泛的應(yīng)用。

2 GPS測量技術(shù)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，GPS測量技術(shù)有非常明顯的進(jìn)步，其優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾個方面，對于GPS測量的結(jié)果，它的精確度更高；且測量時其計算速度更快。它可以在一天之中任意時刻進(jìn)行，不僅如此，在傳統(tǒng)的測量技術(shù)基礎(chǔ)之上，GPS還增加了一些新的功能。讓GPS技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，可以在測量時大大簡化操作程序，從而可以降低操作員對一些專業(yè)知識的要求，極大地拓展了GPS的市場。

2.1 觀測速率提高

自從GPS技術(shù)被開發(fā)出來，其優(yōu)越性使得其發(fā)展迅速。隨著電子科學(xué)技術(shù)以及軟件技術(shù)的發(fā)展，軟件的功能也在不斷地改良。到目前，對20k千米以范圍以內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)進(jìn)行精確的定位只要用15分鐘就能夠完成。當(dāng)基準(zhǔn)站與各流動站的距離在1.5千米范圍之內(nèi)時，流動站觀測只要不到2分鐘就可以完成對靜態(tài)相對定位的測量。

2.2 準(zhǔn)確性更高的定位

通過實(shí)際測量的數(shù)據(jù)可以得知，與傳統(tǒng)的定位方式相比，GPS的定位有更高的準(zhǔn)確度。具體的數(shù)據(jù)如下所示，在5千米的范圍之內(nèi)，GPS的定位精度大約在6米至10米之間；在100到150千米的范圍內(nèi)，GPS的定位精確度大約在7米到10米之間；當(dāng)定位范圍達(dá)到1000千米時，其精度可達(dá)9米至10米。在300米至1500米的工程測量定位時，倘若進(jìn)行1個小時以上的觀測，那么觀測數(shù)據(jù)的誤差能夠控制在在1m毫米以內(nèi)，與傳統(tǒng)的ME-5000電磁波測距儀測所測得的數(shù)據(jù)相比，其精確度有大幅度的提高。

2.3 更簡單的操作

GPS測繪技術(shù)在經(jīng)過與其他的技術(shù)的手段相互結(jié)合后，可以大大簡化其操作方法，不僅如此，GPS所運(yùn)用的范圍也將得到拓展。比起其他的測量方法，GSP的集成化以及自動化的操作程度有非常明顯的提高。GPS適用于測繪內(nèi)以及測繪外行業(yè)領(lǐng)域，工作人員可以輕松地通過軟件系統(tǒng)來操控作業(yè)。軟件系統(tǒng)可以避免人工測繪的誤差，這樣，不僅能夠減少工作人員工作量，同時也能大大提高操作的準(zhǔn)確度。

3 工程測繪中GPS測量技術(shù)的應(yīng)用

在工程測繪中，實(shí)時動態(tài)差分法是常用的GPS測量技術(shù)。此方法是以GPS測量方法為基礎(chǔ)，并經(jīng)過系統(tǒng)的改進(jìn)而得到的，比起原來的GSP測繪技術(shù)，此法在性能方面有更大的進(jìn)步，原先的GPS測量得到的原始數(shù)據(jù)并不是很精確，要獲得要求精度的數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行相應(yīng)的處理。但是實(shí)時動態(tài)差分法卻可以在實(shí)時的測量過程中，不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的特殊處理，直接獲得所需的數(shù)據(jù)。這更加提高了測量的速率，對與GPS技術(shù)以后的發(fā)展具有不可忽視的作用。這種方法如果應(yīng)用于工程測繪中，勢必會給地形測圖、工程放樣等操作拓展出一個新方向，從而大大地提高測繪工作的效率及其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際測量工作中，GPS測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用，其具體的應(yīng)用主要是以下幾個方面：

3.1 測定大地測量控制網(wǎng)點(diǎn)

現(xiàn)階段，用常規(guī)技術(shù)方法建立的大地控制網(wǎng)已經(jīng)被GPS測量技術(shù)控制網(wǎng)完全取代了。在我國，于1991年開始用GPS測量大地控制網(wǎng)，利用GPS全球定位技術(shù)重新精確測量我國的基礎(chǔ)控制網(wǎng)。由于我國大地控制網(wǎng)點(diǎn)之間大都相距幾千公里，要完成高精度的遠(yuǎn)控制點(diǎn)的測量，用常規(guī)的測量工具是行不通的，而且常規(guī)的測量工具測量效率很低消。與全國的控制網(wǎng)的測量相比較，城市控制網(wǎng)的測量點(diǎn)通常只相距幾十公里，城市控制網(wǎng)要求其精度高、面積廣、使用頻繁。用常規(guī)的測量工具測量，會導(dǎo)致測量精度不均勻，并且控制點(diǎn)經(jīng)常遭到破壞，會嚴(yán)重影響測量的進(jìn)度。GPS具有測量范圍廣、效率高、精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，可以很容易解決以上問題，從而能夠使工程測量工作取得突破性的進(jìn)展。

3.2 工程變形的監(jiān)測

所謂工程變形，就是在工程建設(shè)當(dāng)中，遇到由于地殼運(yùn)動而造成的建筑物位移，變形類型可以分為陸地工程的變形、地表沉降以及圍堰大壩的變形等。在工程變形監(jiān)測的四個階段：基準(zhǔn)設(shè)計、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計、觀測時段設(shè)計、監(jiān)測周期設(shè)計，GPS技術(shù)都起到的極為重要的作用。

3.3 國土地形地貌測繪中的應(yīng)用

在工程測量中，是常用的GPS測量技術(shù)，采用這種方法，在戶外觀測之后立即能夠獲得高精度的定位，這使得實(shí)時動態(tài)差分法在國土地形地貌測繪工作中有著重要的作用。在國土地形地貌測繪以及地籍測繪工作中，通過采用實(shí)時動態(tài)差分的方法法來對土地權(quán)屬界點(diǎn)進(jìn)行精確測定，僅僅需要一名操作人員在每個測定點(diǎn)上花費(fèi)幾秒鐘時間，之后把得到的數(shù)據(jù)交給計算機(jī)軟件運(yùn)算處理，然后輸入GPS系統(tǒng)即可得到國土地形地貌或者地籍測繪圖。因為實(shí)時動態(tài)差分技術(shù)不需要測點(diǎn)間通視，而且需要的操作人員也極少，所以該技術(shù)很大程度地提高了國土地形地貌或地籍測繪工作的效率。

3.4 GPS在工程建設(shè)中的應(yīng)用

在城市建設(shè)的中，為了滿足城市規(guī)劃的需要，可以采用GPS測繪技術(shù)。城市規(guī)劃具有要求精度高、控制面積大、使用頻繁等特點(diǎn)，要把城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)的進(jìn)行的嚴(yán)格劃分。對城市進(jìn)行一個整體的規(guī)劃，對日后建筑物的建設(shè)提前做出計劃，從而減少其對城市的局以及公共環(huán)境的影響，以實(shí)現(xiàn)對城市建設(shè)的合理化。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化城市建設(shè)的發(fā)展越來越快，然而過度開發(fā)城市的資源，對城市的合理化發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。在這樣的情況下，對與城市的測量，有著更高的要求，工程的質(zhì)量和進(jìn)度與測量水平直接相關(guān)。城市控制測量的速率以及準(zhǔn)確度在引入GPS測繪技術(shù)后得到了大大的改善，由于GPS可以在任意時刻采集數(shù)據(jù)，而且還可以根據(jù)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，比傳統(tǒng)的測量方式有極大的進(jìn)步。速度快、精度高、費(fèi)用低以及操作簡便是GPS非常明顯的優(yōu)勢，因而GPS是現(xiàn)階段城市控制測繪的最好選擇。隨著新科技、新技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)在該領(lǐng)域的發(fā)展將會獲得更大的優(yōu)勢。同時，城市控制測量伴隨GPS技術(shù)的發(fā)展將會達(dá)到更高的水平。

除上述功能之外，GPS技術(shù)還能夠用于土地的動態(tài)檢測。土地動態(tài)檢測的傳統(tǒng)方法是平板儀補(bǔ)測法和簡易補(bǔ)測。GPS的運(yùn)用改變并改善了動態(tài)野外檢測的方法。由于GPS所具有的的精度高、速度快、效率高的特點(diǎn)，使得這種新的測繪方法足可以滿足現(xiàn)階段的土地動態(tài)檢測的需要。并且同時解決了了傳統(tǒng)方法存在的速度慢、效率低的問題，同時還可以大大提高檢測的速度以及數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，在進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的同時，也節(jié)省了大量的時間和人力。

4 結(jié)束語

由于GPS具有的諸多方面的優(yōu)勢，GPS勢必會給工程測繪工作帶來全新的革命，各領(lǐng)域測量技術(shù)將會得到改革，不僅工程測繪的數(shù)據(jù)會更加真實(shí)、更加準(zhǔn)確、更加可靠，而且將會擴(kuò)大工程測繪的服務(wù)范圍， 從而使工程測繪的質(zhì)量和效率得到明顯的提高，成為多用途的國際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在工程測繪中，GPS技術(shù)使用已經(jīng)非常普遍了，高精度、高可靠性、高度自動化使得GPS獲得了工程測繪界的廣泛贊譽(yù)，毫無疑問，在未來的一段時間之內(nèi)GPS技術(shù)將主導(dǎo)整個工程測繪領(lǐng)域，并且在技術(shù)的革新進(jìn)步的同時，GPS將用更強(qiáng)的實(shí)用性拓展廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]陳序.GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用研究[J].科技與企業(yè)，2013，6.

[2]林新超.GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)，2012，1.

[3]楊立忠，左立新.GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2012，1.