GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應用

張新亮

【摘 要】近年來，隨著科學技術(shù)迅速發(fā)展，GPS技術(shù)在工程測繪中的應用十分普遍，對工程測繪質(zhì)量的提高具有極其重要的意義。在信息化發(fā)展的新時期，GPS的應用使得工程施工的進程得到了顯著的提高。本文主要分析了GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應用，為工程的順利實施以及測繪事業(yè)的發(fā)展提供幫助。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；工程測繪；科學技術(shù)

引言

在工程測量領(lǐng)域，由于GPS定位技術(shù)自身所具有的獨特而強大的功能，充分顯示了它在該領(lǐng)域?qū)嶋H測量工作中比常規(guī)控制測量具有更大的優(yōu)越性和適應性，同時也存在一些不足，還有待于進一步研究改善來適應實際測量工作。隨著該技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，以及相關(guān)技術(shù)的應用，GPS定位技術(shù)將在工程建設及工程測量中得到更加廣泛的應用。

1、GPS技術(shù)的概述與特點

所謂GPS技術(shù)，就是指主要借助地面的衛(wèi)星接收設備等科技手段，在全球的范圍內(nèi)進行實時的導航和定位的系統(tǒng)，其主要包含：地面控制、空間星座以及用戶設備三個部分。GPS技術(shù)作為現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，體現(xiàn)了社會的進步與發(fā)展。通過運用GPS技術(shù)，可以高效、快速并準確的對點、線、面的精確三維坐標以及相關(guān)信息進行捕獲。由于其獨特的優(yōu)點，在工程測繪領(lǐng)域中被廣泛的推廣與應用。目前，GPS技術(shù)與現(xiàn)代化的通訊技術(shù)相結(jié)合，把GPS測量的三維坐標技術(shù)從靜態(tài)領(lǐng)域發(fā)展到動態(tài)領(lǐng)域，從智能進行數(shù)據(jù)后期處理發(fā)展到實時的定位技術(shù)，擴大了GPS應用的深度與廣度。此外，再加上PTK技術(shù)的應用，GPS的定位精確度達到厘米級別，GPS測量技術(shù)可以在各種等級的實測工程中進行廣泛的應用。

GPS技術(shù)能得到迅速發(fā)展，是因為其具有獨特的優(yōu)點，具體表現(xiàn)為：（1）定位精確度高。由于GPS技術(shù)在工作過程中不受到環(huán)境與距離的影響，在實時的定位過程中可以對運動目標的速度與三維位置進行準確的定位，其精確度可以達到厘米級。（2）自動化水平高。目前GPS技術(shù)接收機已經(jīng)向小型化、簡單化以及自動化的方向發(fā)展，觀測人員只要通過自動的觀測，對數(shù)據(jù)進行及時的處理，就能夠獲得所測點的三維目標。（3）觀測時間短。因為GPS技術(shù)的觀測站之間不需要進行通視，降低其外部條件對技術(shù)的影響，降低了觀測的時間與費用，提高了測繪的工作效率。

2、GPS測繪技術(shù)在工程測繪領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，測繪設備和方法也越來越多樣化，GPS則是其中最為重要的一項內(nèi)容。

目前，GPS測繪技術(shù)已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注，而且越來越多的研究人員開始將重點轉(zhuǎn)移到測量新技術(shù)和新方法的研究方面。GPS測繪技術(shù)在工程測繪中受到歡迎，主要是由于其具有測量精度高、成本低等特點，而且克服了傳統(tǒng)測量技術(shù)必須要通視的弊端，可以在測繪工作中通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)的變更，獲得及時的數(shù)據(jù)。社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展也為現(xiàn)代測量工程帶來了更多的挑戰(zhàn)，GPS測繪技術(shù)有著很多的優(yōu)勢，因此其在工程領(lǐng)域中的地位也日漸重要。

在測繪工程中，利用GPS實現(xiàn)靜態(tài)測量是其最基本的應用，進而可以利用GPS測繪技術(shù)實現(xiàn)對渠道、堤壩、閥門的控制，而高級的應用則是利用GPS與RTK技術(shù)的有效結(jié)合，實現(xiàn)動態(tài)定位，以此增強工程測繪數(shù)據(jù)的精確性，促進工程測繪領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。

2、GPS測量技術(shù)在工程測量中的應用

2.1對精密工程的測量

對于相應的精密工程的測量工作必須使用GPS定位系統(tǒng)進行測量。GPS定位系統(tǒng)在測量要求較高的工程，例如精密設備的安裝工程、橋梁工程、海峽貫通工程、隧道與管道工程等各項工程中起到重要的作用。在以上的測量工程中，GPS測量技術(shù)具有相當重要的意義，其精密定位技術(shù)也得到了廣泛的應用和推廣，并且充分地顯示了這一高新技術(shù)的高精度的特性。

2.2大地測量控制網(wǎng)點測定

在大地測量網(wǎng)點測定工作中，常規(guī)方式要耗費大量的人力、物力并且精度較低，不能適應現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。我國自1991年開始進行GPS測量大地控制網(wǎng)的建設，目標是對我國的基礎控制網(wǎng)進行重新的測量。這一工程目前已經(jīng)基本完成，淘汰了常規(guī)測角測距方式在這方面的應用。相對于大地控制網(wǎng)數(shù)千公里或數(shù)萬公里數(shù)量級的測量，城市控制網(wǎng)測量點之間距離較近，通常在數(shù)十公里，而且城市控制網(wǎng)的使用頻率相當大，對社會的運行具有重要的影響。這就需要借助于GPS技術(shù)進行高精度、大范圍、高效率的測量工作，為城市建設工程等提供參考。

2.3水下測繪

水下測繪一直是我國工程測繪中的難點，因為水下的情況復雜，而且受到水位影響所以水下測繪的難度系數(shù)比較高。如果在水下工程中采用人工測繪，必須要排除流速、壓強等因素的干擾無法保障測繪結(jié)果的準確度。我國水下工程的發(fā)展速度越來越快，對水下測繪的依賴性也逐漸提高，促使水下測繪成為水下工程的重要部分。GSP測量技術(shù)具有顯著的優(yōu)點，可以在橫、縱兩個方向?qū)崿F(xiàn)精準測繪，由于GPS測量設備的體積非常小，不會對水下測繪區(qū)域產(chǎn)生影響，在其測量過程中，將收集到的水下資料迅速傳遞到地面的計算機系統(tǒng)內(nèi)，通過軟件分析得出最終的數(shù)據(jù)結(jié)果，排除水下環(huán)境的干擾，降低水下測繪的難度。水下測繪在GPS測量技術(shù)的推動下，取得良好的測量結(jié)果，如超聲測量等優(yōu)化水下測繪的環(huán)境。

2.4形變測量

形變是工程測繪中的主體項目大部分工程內(nèi)都存有的，形變影響，尤其是受到地質(zhì)、人為等因素的影響，更是增加形變控制的難度。針對形變控制，需通過GPS提供測量信息，便于提出科學的控制途徑。例如：1998年汛期，清江和長江頻繁發(fā)生洪水，隔河巖大壩GPS監(jiān)測系統(tǒng)對大壩拱冠、拱座等重要部位進行了嚴密監(jiān)測。隔河巖大壩曾使壩前水位蓄至203.94m的超高水位，大壩在拱冠點的變形量為6.86nlin，在設計范圍內(nèi)，大壩是安全的。根據(jù)GPS監(jiān)測結(jié)果，清江防汛指揮部果斷作出了“承擔風險、攔蓄錯峰”的決策，從而減輕了長江荊江大堤的防汛壓力。

2.5網(wǎng)點控制

網(wǎng)點控制主要體現(xiàn)在大地測量中傳統(tǒng)的測量技術(shù)耗時、耗力，影響網(wǎng)點的控制。我國在工程建設中重新規(guī)劃了控制網(wǎng)點，為保障網(wǎng)點控制的精準度需要，利用GSP測量技術(shù)完成長距離的準確測繪。GSP測量技術(shù)在網(wǎng)點控制中能夠適應大規(guī)模的大地測量，在保障效率的基礎上快速完成網(wǎng)點測繪。GSP測量技術(shù)在網(wǎng)點控制中的應用還要避免對城市控制產(chǎn)生影響，以免干擾整體測繪的精度，造成數(shù)據(jù)誤差。

2.6GPS布網(wǎng)

GPS測繪技術(shù)在應用的過程中，需要通過全面的布網(wǎng)，布網(wǎng)工作主要是沿著測繪工程的線路要求進行測繪。在測繪的過程中，布網(wǎng)工作的實現(xiàn)主要是利用點連接或者線連接的方式，對三交所同步圖形進行發(fā)展。在針對不同的測量區(qū)域進行布網(wǎng)時，一般按照實際需要，如施工網(wǎng)或者信息網(wǎng)等不同的方式來選擇布網(wǎng)的方式。有效的布網(wǎng)可以增強網(wǎng)絡自身的強度，使得GPS可以通過控制網(wǎng)絡自如的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的測量和儲存，也能保證測量結(jié)果的準確性。

2.7GPS外業(yè)測繪

在進行GPS外業(yè)測繪時，需要選擇一個準確的測量點，這也是保證測繪結(jié)果準確性的基礎。測量點的選擇和確定，直接影響整個測繪工作的進度和測繪結(jié)果的準確性，因此在進行測量點選擇之前，首先要做好充分的準備工作，包括對測繪區(qū)域的地理位置、標架的確定等，這也是保證GPS測繪技術(shù)有效應用的前提。

GPS技術(shù)在測繪的過程中主要是依靠開機觀測和無線安置的方式來實現(xiàn)，這與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，有著很強的優(yōu)越性。

同時，在GPS測繪的過程中，由于已經(jīng)確定了準確的測量點，所以只要將GPS設備準確的安置在測量點定位，便可以得到準確的測量結(jié)果。另外，需要對三個不同方向上的測量設備進行固定，以此來保證天線基座與標志中心位置的準確相對。

結(jié)束語

GPS是以衛(wèi)星為導航系統(tǒng)的無線電導航定位系統(tǒng)，由相應的接收裝置和環(huán)球通信衛(wèi)星組成，為使用者提供全天候全球性的精密的三維坐標和導航信息。由于GPS的各種優(yōu)點，GPS測量技術(shù)在我國的測繪工程中一經(jīng)使用就帶來了測繪工程行業(yè)質(zhì)的變化，發(fā)揮了其應有的作用，提高了我國測繪工程的工作效率和工作質(zhì)量。GPS測繪技術(shù)比傳統(tǒng)的測繪技術(shù)具有更高的精度，更短的時間，更加科學的操作，更安全的測繪環(huán)境，這使得GPS測繪技術(shù)在我國得到了迅速的推廣和應用。

參考文獻：

[1]羅肅純.繪圖技術(shù)和測量技術(shù)在機械測繪中的應用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007，04：18-20.

[2]孫艷超.淺談測繪工程測量中測繪新技術(shù)的運用[J].黑龍江科技信息，2013，26：68.

[3]齊超，杜維勛.測繪新技術(shù)在工程測量中的應用分析[J].黑龍江科技信息，2012，18：280.