探析工程測(cè)繪中的GPS測(cè)量技術(shù)

【摘 要】通過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐和理論研究表明，GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中，能夠大大提高工程測(cè)量的可靠性和作業(yè)效率，并且極大的降低了作業(yè)強(qiáng)度，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)“快節(jié)奏”的要求，也使技術(shù)人員能從繁重的實(shí)地測(cè)量工作中解放出來(lái)。本文介紹了GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)并探討了GPS測(cè)量技術(shù)以工程測(cè)繪中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】工程測(cè)繪；GPS測(cè)量技術(shù)

一.GPS的特點(diǎn)

1.GPS測(cè)量技術(shù)的高質(zhì)量和高效率。GPS測(cè)量技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁r(shí)間信息、三維坐標(biāo)以及三維速度，所以GPS測(cè)量技術(shù)不僅可以用于導(dǎo)航、時(shí)間測(cè)試、速度測(cè)試以及測(cè)量等，并且隨著技術(shù)的發(fā)展，目前GPS～q量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在測(cè)量工作中，不僅能夠用于工程測(cè)量、大地測(cè)量以及海洋測(cè)繪、航空攝影測(cè)量、地籍測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域。

2.具有觀測(cè)時(shí)間短的特點(diǎn)。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(jiàn)，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。

3，具有功能多用途廣的特點(diǎn)。采用GPS測(cè)量技術(shù)，不僅能夠應(yīng)用于測(cè)量和導(dǎo)航工作，還能夠?qū)嵤┫鄳?yīng)的測(cè)速和測(cè)時(shí)工作，其中實(shí)施測(cè)速時(shí)，其精度可以可達(dá)0.1m/s；在實(shí)施測(cè)時(shí)中，其精度能夠達(dá)到毫微秒級(jí)，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

二。關(guān)于工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用分析

1、GPS測(cè)量技術(shù)在精密工程方面的應(yīng)用。現(xiàn)階段，在工程測(cè)量的各個(gè)過(guò)程中，都會(huì)用到GPS測(cè)量技術(shù)。工程測(cè)量是一個(gè)大范圍的概念，我們經(jīng)常所說(shuō)的過(guò)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)它還包含有工程測(cè)量過(guò)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，例如：安裝工程、隧道以及管道工程，橋梁工程等。同時(shí)，實(shí)踐也證明，GPS在這些工程應(yīng)用方面發(fā)揮著很大的作用。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。

2、GPS測(cè)量技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。因?yàn)槿藶橐蛩卦斐山ㄖ镒冃位蛘呤俏灰?，以及地殼的變形，通常被稱(chēng)為工程變形，在工程建設(shè)中屬于比較普遍的問(wèn)題。而GPS測(cè)量技術(shù)憑借自己三維定位精度高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)被經(jīng)常應(yīng)用于工程變形監(jiān)測(cè)。在工程建設(shè)的過(guò)程中，工程變形可以分為以下幾類(lèi)：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(guò)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。

3、GPS測(cè)量技術(shù)在網(wǎng)形設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。在工程測(cè)量中，網(wǎng)形設(shè)計(jì)是十分重要的一個(gè)步驟。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(wú)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。

4、關(guān)于選點(diǎn)與建立標(biāo)志的問(wèn)題。關(guān)于GPS選點(diǎn)工作比一般的工程測(cè)量簡(jiǎn)便。在進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)，為了便于安置接收設(shè)備以及協(xié)調(diào)工作，必須保證選點(diǎn)位置交通方便并且視野開(kāi)闊。而且GPS點(diǎn)嚴(yán)謹(jǐn)接觸一些有干擾能力的金屬和障礙物。例如：大范圍水面，高壓線以及高層建筑等。在確定點(diǎn)位之后，首先，要埋置標(biāo)石，然后進(jìn)行點(diǎn)之記以及GPS網(wǎng)選點(diǎn)圖的繪制。

三.GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

1.GPS定位技術(shù)的應(yīng)用。工程測(cè)繪采用的GPS定位技術(shù)的原理：主要是將物理學(xué)和幾何學(xué)的部分基礎(chǔ)原理進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，再利用GPS技術(shù)所屬在空中的衛(wèi)星和地面的接收裝置，以達(dá)到對(duì)測(cè)量物體進(jìn)行多角度的定位。就當(dāng)前而言，國(guó)內(nèi)外主要使用的GPS測(cè)量定位技術(shù)主要由實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位和靜態(tài)相對(duì)定位兩種定位模式組成。其中。相對(duì)于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式而言靜態(tài)相對(duì)定位的操作流程較為簡(jiǎn)便。需要由多臺(tái)地面的接收裝置按照要求排成一至數(shù)條基線，觀測(cè)時(shí)問(wèn)至少需要保證45min左右，其測(cè)量數(shù)據(jù)需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行歸納處理得到最終結(jié)果。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用。在傳統(tǒng)的測(cè)繪工藝中，有許多工作需要由大量的人工進(jìn)行工作，從而導(dǎo)致許多安全事故的發(fā)生。安全事故的頻繁發(fā)生，使得傳統(tǒng)工藝需要進(jìn)行改善。在進(jìn)行工程測(cè)繪時(shí)，尤其是對(duì)于一些地形地貌復(fù)雜、地勢(shì)起伏較大的山區(qū)進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪時(shí)，可以利用GPS虛擬技術(shù)創(chuàng)建的測(cè)繪環(huán)境。其擁有比較逼真的特點(diǎn)。使用GPS技術(shù)的計(jì)算機(jī)和虛擬技術(shù)可以迅速、有效地在計(jì)算機(jī)上顯示出整個(gè)測(cè)繪工程的流程。以及一些需要著重注意的事項(xiàng)即重點(diǎn)測(cè)量項(xiàng)目等。

3.施工臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的確定和測(cè)量。由于工程在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)密的預(yù)算和實(shí)地勘察，導(dǎo)致了在工程的測(cè)繪作業(yè)時(shí)設(shè)計(jì)單位使用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)得到的水準(zhǔn)點(diǎn)會(huì)存在普遍較遠(yuǎn)的現(xiàn)象。在一般的情況下，設(shè)計(jì)單位提供的水準(zhǔn)點(diǎn)一般分布在500～1000m之間，導(dǎo)致其施工作業(yè)難以得到準(zhǔn)確的實(shí)施。施工臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的確定和測(cè)量指的是使用GPS接收機(jī)收集GPS衛(wèi)星的觀測(cè)記錄。作業(yè)過(guò)程大體上可以分為天線的安裝、接收機(jī)的操作和觀測(cè)記錄。外業(yè)觀測(cè)需要嚴(yán)格按照流程操作，保證每一步都符合規(guī)范要求。只有這樣，才可以保證外業(yè)觀測(cè)過(guò)程可以順利進(jìn)行，提高工作的效率，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如：許多大型的公路建設(shè)工程在進(jìn)行實(shí)地測(cè)量工作時(shí)，應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)測(cè)量工作人員可以通過(guò)觀察衛(wèi)星圖片。對(duì)路基進(jìn)行全面的觀察和分析。并根據(jù)實(shí)地的地形地貌，可以沿著公路走向每隔200～250m設(shè)置一個(gè)施工用水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)可以在附近的機(jī)井臺(tái)、房基等比較堅(jiān)固的地方設(shè)置，也可由自己埋設(shè)，并對(duì)每一個(gè)加密水準(zhǔn)點(diǎn)位置做詳細(xì)記錄。

總結(jié)：

綜上所述，在工程測(cè)繪中，GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)揮著巨大的作用，占據(jù)著重要的影響地位。而且經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，GPS系統(tǒng)屬于多功能的定位靠行系統(tǒng)，具有很大的發(fā)展前途。

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