淺析GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

【摘要】GPS技術(shù)在工程測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步提高了工程測(cè)繪工作的效率和測(cè)量的精準(zhǔn)度。本文簡(jiǎn)要介紹了GPS技術(shù)的基本原理以及在測(cè)繪工作中的原理，重點(diǎn)介紹了GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用和實(shí)施過程，并預(yù)測(cè)了GPS技術(shù)的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；工程測(cè)繪；應(yīng)用；數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)

GPS是全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）的簡(jiǎn)稱。它是科技不斷發(fā)展和進(jìn)步的成果，也是技術(shù)的不斷創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。GPS技術(shù)因其精確的定位功能，從而被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，如軍事、民用交通導(dǎo)航、攝影、測(cè)量等。下面主要介紹GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用。

一、GPS技術(shù)的基本原理

GPS技術(shù)最核心的就是定位，其工作原理：將GPS的信號(hào)接收機(jī)根據(jù)要求設(shè)置在某一個(gè)位置上，GPS衛(wèi)星不間斷的發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，通過計(jì)算機(jī)將接收到的信息通過計(jì)算、數(shù)據(jù)處理，算出接收機(jī)所在的三維位置。

GPS技術(shù)按照定位的具體方式來劃分，可以分為兩種不同的定位方式：即絕對(duì)定位和相對(duì)定位。相對(duì)定位是基于空間幾何的理論，即在已知測(cè)量點(diǎn)與三顆衛(wèi)星的距離的基礎(chǔ)之上，通過相關(guān)的數(shù)學(xué)理論，推算測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際位置。絕對(duì)定位則是在已知的經(jīng)度、維度、海拔數(shù)據(jù)等信息的基礎(chǔ)上確定測(cè)量點(diǎn)的空間坐標(biāo)。

二、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

（一）水下地形測(cè)繪 在之前的水下地形測(cè)繪工作中，因?yàn)樗碌匦螐?fù)雜、測(cè)量環(huán)境差等原因，對(duì)于工程測(cè)繪人員來講，水下地形測(cè)繪工作一直是個(gè)大難題。隨著GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，水下工程測(cè)繪也采用了GPS技術(shù)，使得測(cè)繪工作變得便捷且準(zhǔn)確。在GPS技術(shù)還沒有應(yīng)用到水下地形測(cè)繪工作之前，測(cè)繪工作一直采用的是傳統(tǒng)的方法，即測(cè)深儀，它主要是通過經(jīng)緯儀、外測(cè)距儀等儀器，采用測(cè)量平面位置的方式來測(cè)量水深。這種測(cè)繪方式不但難度大，而且保證不了精準(zhǔn)度。GPS技術(shù)運(yùn)用于水下地形測(cè)繪工作時(shí)，采用測(cè)深儀、潮位儀、終端接收設(shè)備、差分GPS接收機(jī)這幾種機(jī)器，互相配合，組建成一個(gè)有機(jī)的測(cè)繪體系，適合于大比例尺下的水下地形測(cè)繪工作，能夠方便、準(zhǔn)確的掌握水下地形的具體情況。

（二）測(cè)繪工作 GPS技術(shù)中有一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，該技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)三維成像軟件，在計(jì)算機(jī)上通過一種三維圖像的方式展示出工程測(cè)繪的具體工作過程，從而進(jìn)行重點(diǎn)分析測(cè)繪工作的核心部分，以此為依據(jù)，更好的運(yùn)用在實(shí)際的工程測(cè)繪工作中，比如用于指導(dǎo)和規(guī)劃實(shí)際測(cè)繪工作。另外，GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)非常直觀且形象，在實(shí)際的工程測(cè)繪工作開展之前，對(duì)于一些復(fù)雜工程的外部狀況可以真實(shí)立體地展現(xiàn)出來，進(jìn)一步提高了實(shí)際測(cè)繪工作的可行性和安全性。

（三）工程變形監(jiān)測(cè) 對(duì)于一些規(guī)模比較大的工程建筑來講，變形問題是建設(shè)使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。當(dāng)然，造成工程變形的原因有很多，有人為因素的存在，也有地質(zhì)因素的存在。那么，掌控其變形量從而保證建筑的安全性則成為了建筑工程的重大問題。將GPS技術(shù)運(yùn)用到工程變形監(jiān)測(cè)工作中，建設(shè)使用過程中的變形問題就得以解決。GPS測(cè)量技術(shù)中的三維定位技術(shù)，其擁有非常高的精準(zhǔn)度，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控建筑的變形量，如果在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)了異常情況，就會(huì)馬上采取有效措施避免惡化。比如，將GPS技術(shù)應(yīng)用于水壩的變形監(jiān)控，將信號(hào)接收裝置安裝在壩體之上，通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控壩體的實(shí)際位移和變形量，當(dāng)遇到變形大過大或位移異常時(shí)，相關(guān)人員就可以及時(shí)的制定解決方案，采取有效措施，從而保證壩體的安全性。

（四）工程建設(shè)的應(yīng)用 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)對(duì)工程建設(shè)的要求也越來越高。采用GPS測(cè)繪技術(shù)可以有效提高工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。在城市規(guī)劃工作中，其主要特點(diǎn)有三個(gè)方面：精度要求高、使用頻繁、控制面積大。所以，為了滿足城市規(guī)劃的要求，必須站在整體的角度出發(fā)，避免過度開發(fā)城市資源。GPS技術(shù)可以在任何時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還可以根據(jù)具體要求作出調(diào)整，相比于傳統(tǒng)的測(cè)量方式，GPS技術(shù)具有高精度、低費(fèi)用、快速、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，它是城市控制測(cè)繪的最優(yōu)選擇。

（五）土地的動(dòng)態(tài)檢測(cè) 傳統(tǒng)的土地動(dòng)態(tài)方法主要有兩種，即平板儀補(bǔ)測(cè)和簡(jiǎn)易補(bǔ)測(cè)，這兩種檢測(cè)方法速度慢且效率不高，并不能滿足動(dòng)態(tài)掌握土地的需要。GPS技術(shù)運(yùn)用到土地的動(dòng)態(tài)檢測(cè)中，進(jìn)一步改善了動(dòng)態(tài)野外檢測(cè)的方法。GPS技術(shù)精度高、速度快、效率高，解決了傳統(tǒng)檢測(cè)方法所存在的問題和不足。節(jié)省了大量的人力物力和時(shí)間，提高了效率。

三、工程測(cè)繪中GPS測(cè)量的實(shí)施過程

將GPS技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際的工程測(cè)繪工作中，其實(shí)施過程需要非常慎重，它是保障工程測(cè)繪工作得以順利開展的基本前提。下面是對(duì)工程測(cè)繪中GPS測(cè)量的實(shí)施過程的簡(jiǎn)單介紹。

（一）選擇測(cè)量點(diǎn) 相比于常規(guī)的測(cè)量點(diǎn)選擇來講，GPS技術(shù)測(cè)量點(diǎn)的選擇就簡(jiǎn)單多了。因?yàn)镚PS測(cè)量站內(nèi)部對(duì)網(wǎng)形結(jié)構(gòu)體系不做太大要求，其靈活性和透視性的要求都不必太高。在工程測(cè)繪工作中，在測(cè)量點(diǎn)的選擇上，務(wù)必要保證相關(guān)設(shè)備的安裝方便快捷、視野要開闊，絕對(duì)不可以選擇在信號(hào)差的地方，這樣能有效保證GPS技術(shù)不受電磁信號(hào)的干擾。最后，要繪制一些相關(guān)的圖紙工作，從而完成選擇測(cè)量點(diǎn)的工作。

（二）建立測(cè)量標(biāo)志 選擇好測(cè)量點(diǎn)之后，要建立一個(gè)測(cè)量標(biāo)志，為以后的后續(xù)工作開展提供便捷的服務(wù)，比如說埋置標(biāo)石等。

（三）實(shí)施外業(yè)觀測(cè) 外業(yè)測(cè)繪，即根據(jù)外空間安裝的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，通過衛(wèi)星采集工作所搜集的信號(hào)來觀測(cè)測(cè)量工作，達(dá)到精準(zhǔn)定位安裝天線的目的。GPS技術(shù)在開展觀測(cè)的過程中，主要是依靠?jī)煞N方式來進(jìn)行的，即開機(jī)觀測(cè)和無線安置，它與傳統(tǒng)的測(cè)試存在很大的差異。在實(shí)施外業(yè)觀測(cè)的過程中，一定要做好各項(xiàng)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范工作，有步驟的實(shí)施工作流程。比如：在GPS安置的過程中，務(wù)必將GPS設(shè)備安裝在三腳架上，與此同時(shí)，保證天線基座與標(biāo)志上方的中心要對(duì)準(zhǔn)，在測(cè)繪過程中，固定其三腳架的不同方向。只有嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范，才能提高觀測(cè)的質(zhì)量。

（四）處理數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果 前面的工作都妥善處理之后，我們就要對(duì)收集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，這個(gè)階段的工作一般是通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行處理的。分析處理好數(shù)據(jù)之后，還應(yīng)對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行檢測(cè)，比較常見的檢驗(yàn)手段就是外業(yè)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果是一項(xiàng)必不可少的工作，只有外業(yè)檢測(cè)，才能保障最終的測(cè)量質(zhì)量和精準(zhǔn)度。

四、對(duì)GPS技術(shù)在工程測(cè)繪領(lǐng)域的展望

GPS技術(shù)的運(yùn)用在工程測(cè)繪領(lǐng)域相當(dāng)于是一次技術(shù)革命。GPS技術(shù)充分利用已有的測(cè)量理論，但是又沒有被傳統(tǒng)的測(cè)量方法所束縛，而是進(jìn)一步改革之前的理論，保證了測(cè)繪工作的高效、快速。在未來的測(cè)繪領(lǐng)域，GPS技術(shù)肯定會(huì)向智能化、全面化法相發(fā)展。其運(yùn)用會(huì)更加方便和靈活，從而更好地服務(wù)與我們的生活。

結(jié)束語

綜上所述，GPS技術(shù)因其高效率、易于操作、高精度、多功能等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工程測(cè)繪工作中。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在未來的時(shí)間里，GPS技術(shù)將會(huì)有更強(qiáng)大的應(yīng)用空間和良好的發(fā)展前景。

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