GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探析

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會的各行各業(yè)的發(fā)展環(huán)境和條件也得到了科學(xué)技術(shù)的保障。在工程項目建設(shè)方面，GPS對工程測繪起到了很大的幫助，對工程測繪發(fā)揮著重大的作用，并且在很大程度上推動了國內(nèi)工程測繪技術(shù)的發(fā)展，提高了工程測繪的工作效率及工程質(zhì)量，具有深遠而重大的意義。與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，GPS具備著精度高，測量時間短，技術(shù)含量高等特點，而這也是其在工程測繪中得到廣泛應(yīng)用的重要因素，盡管如此，GPS測量技術(shù)在應(yīng)用過程中還是具有一定的局限性。本文結(jié)合其各項特點及優(yōu)勢，對GPS在工程測繪中的應(yīng)用進行了分析及探討。

【關(guān)鍵詞】GPS測量技術(shù)；工程測繪；應(yīng)用；探析

隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，信息全球化的現(xiàn)象日益突出，使人們的生活水平及工作效率得到了很大的提升，而GPS測量技術(shù)作為現(xiàn)代電子技術(shù)在工程測繪中的主要應(yīng)用，在工程測量的各個領(lǐng)域都發(fā)揮著舉足輕重的作用。在其應(yīng)用過程中，測量人員須嚴(yán)格按照操作要求進行控制，以便達到高精度的要求。在此背景下，GPS測量技術(shù)受到了工程建筑行業(yè)人員的廣泛關(guān)注。

1.GPS測量技術(shù)的特點

1.1精度高，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

目前GPS的靜態(tài)測量精度已經(jīng)非常精確，甚至達到毫米級和亞毫米級，尤其是高程精度達到毫米級對于工程測量而言意味著歷史性的突破。對于實時動態(tài)定位精度而言，GPS測量技術(shù)的測量精度也精確到了厘米級。對于大型建筑物和構(gòu)筑物變形監(jiān)測而言，利用其特點，采用特殊的觀測措施、精密星歷、數(shù)據(jù)處理和適應(yīng)的模型構(gòu)建后，平面精度甚至可達亞毫米級，使在高程測量過程中，精度穩(wěn)定在1mm左右。

1.2觀測時間短

由于GPS測量采用的是電子測量技術(shù)，在定位過程中能夠很快節(jié)省時間。例如動態(tài)定位模式只需幾秒鐘的時間就可完成流動站一至五分鐘才能完成的工作，很大程度上節(jié)省了實間，大大提高了工作效率。除此之外，通過在觀測中使用GPS測量技術(shù)，還能夠省去在傳統(tǒng)觀測工作中的通視這一步驟，只需要求觀測站15°空間保持開闊性，很大程度上降低了通視條件和觀測環(huán)境的限制，不僅減少了觀測的時間、成本和人為精力，還提高了測量的靈活性。

1.3全球全天候定位

GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多且分布均勻，保證了全球都能接受到衛(wèi)星信號，在任何時間及地點都能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)觀測，不受天氣的影響。這在工程測量工作中給測量人員提供了很有利的信，幫助測量工作有條不紊的進行。

1.4自動化水平較高，操作簡便

GPS接收機具有操作簡單化，體積小型化的特點，觀測人員只需調(diào)整天線，對中即可實現(xiàn)自動觀測，將觀測的數(shù)據(jù)進行處理很快就可以得到所需數(shù)據(jù)。例如，在采集氣象數(shù)據(jù)時，要求整個量取系統(tǒng)和設(shè)備都需處于高度監(jiān)測的工作狀態(tài)，與接收機一起，確保工作的自動完成，若在同一觀測站進行連續(xù)觀測，那么系統(tǒng)將會通過其他網(wǎng)絡(luò)方式，將采集的信息傳送儲存，并傳送至數(shù)據(jù)處理中心。整個數(shù)據(jù)采集過程，沒有過多的人為操作和看守，節(jié)省了大量的時間，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和處理的自動化。

2.GPS測量的優(yōu)勢

2.1定位精確迅速

在利用GPS進行工程測繪中，利用載波相位進行定位，整個過程也不足二十分鐘，產(chǎn)生的誤差在四至五毫米之間，而利用快速定位誤差也只不過才0.1米。

2.2對所測地點無環(huán)境要求

由于GPS具有全天候定位等特點，理論上來講具備在任何地方進行工程測量的條件。

2.3操作步驟簡便

GPS測量技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確的測量平面位置坐標(biāo)，還能準(zhǔn)確的測量高程，以便獲得準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)，在測量過程中，步驟也非常簡便，不需要過多人為的監(jiān)督和操作，對于降低工程測繪成本有著很大的作用。

3.GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

工程測繪的工作比較繁雜，而且對于精確性、技術(shù)性等專業(yè)方面的要求較高。相對于傳統(tǒng)測繪技術(shù)而言，上文提到了其具有測量速度快、成本低、對測繪環(huán)境要求不高、精確、無需通視、操作簡便等特點，而且設(shè)備輕巧，便于攜帶。經(jīng)過在工程測繪中長期的實踐證明，GPS測量技術(shù)高精度，全球性無線電定位系統(tǒng)的測繪系統(tǒng)?，F(xiàn)如今，GPS測量技術(shù)已經(jīng)在大地測量、工程測量等各個領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。

3.1 GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用

在工程測繪中，利用GPS系統(tǒng)空間分布的衛(wèi)星及其地面接受裝置，通過將幾何和物理學(xué)科的一些基本原理的結(jié)合，實現(xiàn)測量過程中的多角度定位。即將無線電信號發(fā)射臺從地面上搬到衛(wèi)星上，組成衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，再利用無線電測繪交會的原理，便可利用三個以上控制站交會處衛(wèi)星的位置，反之利用三顆以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會出地面未知點。目前國內(nèi)外工程測繪中主要利用的是靜態(tài)相對低位和實時動態(tài)相對定位兩種模式。前者的操作流程相對后者而言較簡便，需要多臺地面接收裝置排成一條或數(shù)條基線，同步觀測時間一般為45分鐘，測量數(shù)據(jù)需要專業(yè)的技術(shù)人員進行處理。后者則是利用載波相對觀測量為依據(jù)，需選取較為精確的控制點作為控制站，并通過在地面安裝一臺或多臺接收裝置連續(xù)觀測不同角度的實時動態(tài)測量信息。

正常情況下，GPS定位衛(wèi)星系統(tǒng)有24顆同時環(huán)繞地球運動，一個GPS接收機至少應(yīng)同時接收4顆衛(wèi)星才能進行三維定位，同時接收衛(wèi)星的數(shù)目越多，那么測量時的精確度也就越高。雖然如此，GPS定位仍然存在著一些不足，如果測量過程中有山、建筑物或其他遮擋物遮擋時，所能觀測到的衛(wèi)星就很少，這樣接收機就難以定位。

3.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的測繪過程中，大部分測量工作都需人工測量，這樣測量時不但容易使數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大誤差，而且如果在高層建筑及某些比較復(fù)雜的地形中工作容易造成安全事故。利用GPS虛擬現(xiàn)實技術(shù)在很大程度上可以解決這個問題，根據(jù)接收機接受的衛(wèi)星信號，它可以創(chuàng)建一個非常逼真，具有交互作用的工程測繪環(huán)境。利用其計算機繪圖功能，可以在計算機屏幕上顯示所形成的三維圖像，根據(jù)這些三維圖像，測量人員就可以制定出詳細合理的測繪流程。目前，國內(nèi)外許多礦井工程的測繪中都普遍都采用GPS的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。

總之，通過多年來GPS在工程測繪中的應(yīng)用，實踐已經(jīng)證明了其實用性，GPS測量技術(shù)能夠很大程度的提高測量的工作效率。當(dāng)然，這項技術(shù)還存在著一些方面的不足，還有地方需要改進，但我們可以相信，在未來，GPS測量技術(shù)仍將在測量工作中發(fā)揮著巨大作用。

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