關(guān)于GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探討

宋建彬　王進(jìn)國　宋翔宇

（1河北省第一測繪院河北石家莊050031；2遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧阜新123009）

關(guān)于GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探討

宋建彬1王進(jìn)國2宋翔宇3

（1河北省第一測繪院河北石家莊050031；2遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧阜新123009）

GPS測量技術(shù)的發(fā)展與成熟對工程測繪工作起到了巨大的推進(jìn)作用，不僅表現(xiàn)在測繪工作方式的轉(zhuǎn)變上，測繪的效率以及測繪結(jié)果的精確性也得到了很大的提高。隨著工程建設(shè)對測繪精度以及效率的要求越來越高，其在工程測繪領(lǐng)域中應(yīng)用會越來越廣，為工程測量與建設(shè)做出了更大的貢獻(xiàn)。本文首先就GPS技術(shù)的原理特征進(jìn)行分析，然后就實際工程的測繪探討應(yīng)用以及需要注意的問題。

GPS技術(shù)工程測繪應(yīng)用

隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)不但解決了工程測繪工作中的一系列難題，還有效的提高了測繪數(shù)據(jù)和圖形的精確性，工程測繪工作的內(nèi)容非常廣泛，有控制測量、地形測量以及地質(zhì)工程測量等，本文通過實際的測繪案例分析探討GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用。

1　 GPS技術(shù)概述

在測繪工作中，由于其成本低、效率高、精度高等特點得到非常廣泛的應(yīng)用。我國國民經(jīng)濟不斷發(fā)展，對工程建設(shè)的要求越來越高，測繪工作同時面臨著機遇和挑戰(zhàn)。當(dāng)前GPS技術(shù)與現(xiàn)代的通信技術(shù)相結(jié)合，使GPS技術(shù)中用于測量的三維坐標(biāo)技術(shù)由靜態(tài)的測量發(fā)展為動態(tài)，由數(shù)據(jù)的后處理逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷崟r定位技術(shù)，GPS技術(shù)的深度和廣度都得到了極大的擴充，具有更為廣闊的發(fā)展前景。

全球定位系統(tǒng)的基本原理就是利用距離交會定點的原理，假設(shè)地面空間上有3個無線電信號發(fā)射臺，其位置坐標(biāo)為（xi,yi,zi），當(dāng)用戶通過無線電測距的原理在某一時刻接受到3個無線電發(fā)射臺的距離Ri，通過以發(fā)射臺為球心，測得的距離為半徑就能夠通過距離交會的原理計算出用戶接收機的空間位置。與傳統(tǒng)的測繪手段相比，GPS技術(shù)具有更為明顯的優(yōu)勢：第一，定位的精度高。通過載波相位作為相對定位，觀測時間不到20min就能達(dá)到±5mm的精度，如果使用快速定位方式，時間在1min左右可以達(dá)到±0.1mm的精度；第二，能夠提供三維坐標(biāo)，在精確的觀測平面位置的同時實現(xiàn)對高程的觀測；第三，各個觀測站之間無需進(jìn)行通視。作為傳統(tǒng)測繪工作中的難題，保持良好通視條件基礎(chǔ)上同時確?？刂凭W(wǎng)的結(jié)構(gòu)良好的問題在GPS測量中完美的被解決；第四，可以實現(xiàn)全天候的作業(yè)，對環(huán)境的要求較低，一般情況下可以在任何的地點以及時間下進(jìn)行連續(xù)的作業(yè)。

2　 GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探討

2.1案例分析

某河道引水改建工程中需要對河道進(jìn)行測繪，測區(qū)的基本情況為南半部分的地勢相對平坦，交通非常方便；而北半部分的一側(cè)位于高山山脈，河流的彎直非常頻繁，山谷狹窄，谷底的寬度在25-55m之間，河床的兩岸山坡非常陡，河段只有少部分的植物覆蓋；整個測區(qū)的長度約為65km，海拔高程在400m-2000m之間。采用傳統(tǒng)的測繪方式會耗費大量的人力與物力，且效率低下、結(jié)果精度不高。經(jīng)過分析探討確定測區(qū)的1:5000的地形圖使用航空攝影的方式，應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行測繪工作。

2.2測繪工作實施

2.2.1航空攝影以及像控點的布設(shè)

根據(jù)案例情況，由于測區(qū)部分地形為山脈，非常陡峻且地形較為復(fù)雜，為了保證工作質(zhì)量以及飛行安全，航拍沿河道進(jìn)行且開設(shè)10條航線。根據(jù)測區(qū)的情況在滿足測繪工作需要的同時實現(xiàn)減少工作量的目標(biāo)，使用航線網(wǎng)布設(shè)90個像控點。

2.2.2基本控制工作

在測區(qū)中不止由3個已知點起算，共24個點組成的4等GPS網(wǎng)絡(luò)，各個點之間的距離最長不超過5km。首先使用靜態(tài)測量的方式對已知點進(jìn)行觀測，同時加密控制點，建立GPS網(wǎng)并通過網(wǎng)絡(luò)算出區(qū)塊的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)；在進(jìn)行觀測之前編制衛(wèi)星的可見性預(yù)報圖、制定計劃表；對測區(qū)的基本高程進(jìn)行控制并對部分控制點進(jìn)行連測，其他控制點的高程一并計算出來。

2.2.3像控點的聯(lián)測

使用接收機對像控點實施聯(lián)測，動態(tài)精度平面為10mm±1ppm，高程則是20mm±2ppm。為了保證基準(zhǔn)站的準(zhǔn)確，基準(zhǔn)站的設(shè)置在已知點上。建設(shè)好基準(zhǔn)站、設(shè)備連線工作等，輸入基準(zhǔn)站控制點的坐標(biāo)即參數(shù)之后進(jìn)入工作狀態(tài)。像控點組織一人進(jìn)行刺點，在另外一名員工檢驗后使用RTK實施三維坐標(biāo)的聯(lián)測，一個點測得至少2組數(shù)據(jù)，取均值作為最終坐標(biāo)值。

2.3測繪工作中需要注意的問題

2.3.1控制點的選擇

控制點的首要要求就是基礎(chǔ)平穩(wěn)，視野廣闊，再者是易于觀測和保存，最好是信號情況好以及覆蓋范圍廣的地方，才能保證GPS技術(shù)的測量精度和效率。測繪中某些位于施工區(qū)的點位，應(yīng)當(dāng)盡量選擇容易施工的位置，并確保有足夠的密度，在使用過程中能有更多的選擇。

2.3.2觀測時段的確定

運用GPS技術(shù)實施地質(zhì)測繪期間，如果PDOD的值較大，則會對測量結(jié)果的精度造成影響，結(jié)果精度水平較低。而PDOD的值的大小會受空中衛(wèi)星位置的影響。因此，要想獲取高精度的測量結(jié)果應(yīng)當(dāng)選對接受衛(wèi)星數(shù)的時段進(jìn)行合理的選擇之后再進(jìn)行觀測。

2.3.3收集和計算轉(zhuǎn)換參數(shù)

轉(zhuǎn)換參數(shù)是影響觀測結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素之一。觀測中選用統(tǒng)一的坐標(biāo)系實施測量，對于測量成果的提交有幫助。同時能有效的提高測量結(jié)果的精度，并及時正確的確定河道中的測量位置。

2.3.4儀器的質(zhì)量和人員的水平

進(jìn)行工程測繪的人員應(yīng)當(dāng)通過進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)在合格之后才進(jìn)行儀器的操作工作。這是在河道測量工作開始之前保證測量工作高效開展的有效措施。只有優(yōu)秀的測量人員才能從根本上保障應(yīng)用GPS技術(shù)測量的科學(xué)性和可靠性。此外，在進(jìn)行河道測量工作時，考慮到環(huán)境較為惡劣，應(yīng)當(dāng)選用抗干擾能力較強的以及精度滿足要求的設(shè)備。

3　結(jié)束語

GPS技術(shù)是當(dāng)前工程測繪中的重要方法，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步還會進(jìn)一步的更新和完善。其應(yīng)用極大的節(jié)省了時間、人力以及物理成本，通過本次測繪發(fā)現(xiàn)，使用GPS技術(shù)實施測繪仍然有一定的局限性，需要充分考慮各個因素造成的影響，如磁場的干擾、衛(wèi)星個數(shù)以及認(rèn)為操作的風(fēng)險等。只有不斷對GPS技術(shù)的應(yīng)用實施分析和探討、優(yōu)化其應(yīng)用策略，使其應(yīng)用于各個領(lǐng)域當(dāng)中才能更好進(jìn)行工程測繪。

[1]陳大勇,郭玉峰,景維程等.GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析[J].黑龍江科學(xué),2014,5 (6):125.

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-483-1