GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的分析

原玉煌 張小靜

【摘要】伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，GPS技術(shù)已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。GPS 是在現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展中隨之興起的一種先進(jìn)的導(dǎo)航定位技術(shù)。GPS 測(cè)量較之傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)有著十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，并在工程測(cè)量中占據(jù)著越來越重要的地位。GPS測(cè)量技術(shù)具有測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)便且節(jié)省時(shí)間、全天候?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)。新技術(shù)的使用使得工程測(cè)繪的精度和準(zhǔn)度有了質(zhì)的提高，提高了工程測(cè)繪的工作效率，同時(shí)降低了工程測(cè)繪在工作中的難度。

【關(guān)鍵詞】GPS測(cè)量技術(shù)；優(yōu)勢(shì)；工程測(cè)繪

引言

近年來，工程測(cè)繪隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展得以快速的興盛起來，而且工程測(cè)繪技術(shù)在能源、地質(zhì)、水文、礦產(chǎn)和城市建設(shè)中發(fā)揮著非常重要的意義。GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，有效的提升了工程測(cè)繪的技術(shù)水平，確保了工程測(cè)繪的效率及準(zhǔn)確性，而且實(shí)現(xiàn)了人力和物力資源的節(jié)省。

1 GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

GPS是一種能夠?qū)崿F(xiàn)定位與跟蹤的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用能夠?qū)Φ乩砜臻g距離進(jìn)行測(cè)量，并且然后再利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)所獲取的信息進(jìn)行全面分析，從而保證其測(cè)量的精準(zhǔn)性，以便于工程項(xiàng)目后期的設(shè)計(jì)與施工。由于GPS技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn)，在我國的工程測(cè)繪中發(fā)揮了重要的作用，提高了我國工程測(cè)繪的工作效率和工作質(zhì)量。

1.1測(cè)量精度較高

在工程測(cè)繪中，運(yùn)用GPS定位測(cè)量技術(shù)，通過靜態(tài)定位的方法，可以保障每個(gè)定位點(diǎn)的準(zhǔn)確度，排除定位點(diǎn)的誤差影響，測(cè)量的精度十分高。GPS定位測(cè)量技術(shù)在十五公里內(nèi)的短距離精度可以達(dá)到毫米級(jí)，在幾十公里甚至是幾百公里的距離相對(duì)精度可以達(dá)到厘米級(jí)。大型的建筑物、構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)，在運(yùn)用一些特殊的觀測(cè)措施、精密的計(jì)算和處理模型和軟件之后，平面的精度還可以達(dá)到亞毫米。如此的數(shù)據(jù)就說明了GPS技術(shù)的定位精度是比較高的。

1.2操作簡(jiǎn)便且節(jié)省時(shí)間

目前，GPS定位系統(tǒng)已經(jīng)分為高度自動(dòng)化與智能化的系統(tǒng)技術(shù)，在工程測(cè)繪中運(yùn)用 GPS 定位測(cè)量技術(shù)，就能夠通過智能型接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，工作人員只需安裝一些開關(guān)儀器，就能夠通過儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于GPS定位測(cè)量技術(shù)的自動(dòng)化程度較高，工程的測(cè)量與衛(wèi)星捕捉都能夠通過GPS定位測(cè)量?jī)x器來實(shí)現(xiàn)，操作較為簡(jiǎn)便。此外，GPS用戶接收機(jī)體積較小，方便攜帶，在日常工作中能夠節(jié)約人力和物力，能夠有效的節(jié)約工作成本。因此在工程測(cè)繪中運(yùn)用GPS定位測(cè)量技術(shù)，就能夠有效的縮短觀測(cè)的時(shí)間，提升工作效率。

1.3全天候?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)

GPS衛(wèi)星比較多，并且在空間的分布也很均勻，基本能夠保證全球的地面都被連續(xù)覆蓋。因此，幾乎在地球上的任何一點(diǎn)，任何時(shí)候要進(jìn)行觀測(cè)工作，通常不受自然環(huán)境的制約。使用 GPS測(cè)量技術(shù)面對(duì)能見度不高的天氣，依舊可以進(jìn)行工程測(cè)繪工作，保證了工作的質(zhì)量和時(shí)間。同時(shí)避免了在能見度極低的環(huán)境下，人工測(cè)量的不準(zhǔn)確性和危險(xiǎn)性。不過，在雷雨天氣是不適合觀測(cè)的。這也進(jìn)一步說明GPS測(cè)量技術(shù)還是有發(fā)展的空間的。

1.4應(yīng)用范圍廣

GPS技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域都有運(yùn)用，在各種測(cè)量工程中的大地測(cè)量、地震的形變監(jiān)測(cè)、各種工程的檢測(cè)網(wǎng)等都有運(yùn)用GPS測(cè)量技術(shù)。在測(cè)繪工程的工作中，GPS技術(shù)不單單可以為使用者提供相應(yīng)的位置坐標(biāo)之類的信息，還可以提供速度、時(shí)間、磁場(chǎng)等方面的信息，使得這種技術(shù)不僅僅適用于導(dǎo)航和測(cè)量的工作，還可以用于有關(guān)方面的研究和實(shí)驗(yàn)。日趨成熟的 GPS測(cè)繪技術(shù)會(huì)給社會(huì)帶來更加快速的發(fā)展，同時(shí)給工程測(cè)量這個(gè)行業(yè)帶來新的生機(jī)和活力。

2 GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

2.1水下測(cè)繪

水下測(cè)繪一直是我國工程測(cè)繪中的難點(diǎn)，因?yàn)樗碌那闆r復(fù)雜，而且受到水位影響，所以水下測(cè)繪的難度系數(shù)比較高。如果在水下工程中采用人工測(cè)繪，必須要排除流速、壓強(qiáng)等因素的干擾，無法保障測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確度。隨著我國水下工程的發(fā)展速度越來越快，對(duì)水下測(cè)繪的依賴性也逐漸提高，水下測(cè)繪成為水下工程的重要部分。GPS測(cè)量技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，可以在橫、縱兩個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)繪，此外GPS測(cè)量設(shè)備的體積非常小，不會(huì)對(duì)水下測(cè)繪區(qū)域產(chǎn)生影響。其測(cè)量過程中，GPS測(cè)量設(shè)備將收集到的水下資料迅速傳遞到地面的計(jì)算機(jī)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(cè)繪的難度。GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用提高了水下測(cè)繪的工作質(zhì)量。

2.2工程變形測(cè)量

通常工程建設(shè)涉及的范圍較廣，經(jīng)常會(huì)遇到一些人為因素或是地質(zhì)運(yùn)動(dòng)造成的建筑物變形以及位移，假如出現(xiàn)此種情況，會(huì)直接影響工程測(cè)繪工作，使經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益受到影響。如果能夠及時(shí)的對(duì)工程變形進(jìn)行測(cè)量，就能夠有效的減少工程變形對(duì)于工程測(cè)繪工作的影響。目前 GPS定位測(cè)量技術(shù)已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用與工程變形的監(jiān)測(cè)工作中，例如運(yùn)用高精度的三維定位技術(shù)，就能夠?qū)こ探ㄖ霈F(xiàn)的微小變化進(jìn)行分析，提早做好防范準(zhǔn)備，減少損失。

2.3大地測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)

在以往的大地控制測(cè)量中，建立大地控制網(wǎng)常依靠常規(guī)的測(cè)角、測(cè)距方法實(shí)現(xiàn)，效率和精確度都較低。而GPS技術(shù)憑借自身快速、高精度、操作方便、成本低等優(yōu)勢(shì)很快就取代了傳統(tǒng)方法，通過建立GPS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將衛(wèi)星定位技術(shù)更好的應(yīng)用于工程項(xiàng)目測(cè)繪當(dāng)中。GPS網(wǎng)可分為兩類： 一是全國范圍或全球范圍內(nèi)的高精度GPS網(wǎng)，其范圍較廣，相鄰點(diǎn)之間可能有著上千或上萬公里的距離。此類網(wǎng)多作為全國性或全球性高精度坐標(biāo)框架，為人類科學(xué)提供必要的服務(wù)，如用于地球動(dòng)力、板塊運(yùn)動(dòng)、空間科學(xué)等研究；二是區(qū)域性的GPS網(wǎng)，如城市 GPS網(wǎng)、GPS工程網(wǎng)等，范圍相對(duì)較小，相鄰點(diǎn)之間的距離保持在幾公里到幾十公里范圍內(nèi)，主要是為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。GPS區(qū)域網(wǎng)能夠在城市建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)工程以及近距離的大地控制中發(fā)揮作用。

2.4城市測(cè)繪

為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測(cè)繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)。城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)導(dǎo)線大多位于地面，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，這些點(diǎn)常被破壞，影響了工程測(cè)量的進(jìn)度，如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻。GPS靜態(tài)測(cè)量點(diǎn)間不需通視且精度高，但數(shù)據(jù)采集時(shí)間長(zhǎng)，還需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。而RTK測(cè)量技術(shù)在作業(yè)精度和作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此將GPS和RTK技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行城市建設(shè)中的測(cè)繪工作，將會(huì)對(duì)城市建設(shè)工程的精度產(chǎn)生重大的改革。筆者所在單位于2007年建立了覆蓋成都全域的CORS站，省去了外業(yè)控制導(dǎo)線的測(cè)設(shè)工作，大大減輕了外業(yè)工作量，從而提高了各作業(yè)組生產(chǎn)效率。

3 結(jié)束語

與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，GPS技術(shù)在工程測(cè)量中具有無與倫比的優(yōu)越性，既提高了工作的效率，又提高了工作的質(zhì)量。GPS技術(shù)具有定位精度高、自動(dòng)化程度高并且不受氣候的影響等優(yōu)點(diǎn)，在工程測(cè)繪中有重要應(yīng)用。需要注意的是，在實(shí)際工程中GPS測(cè)量成果與常規(guī)測(cè)量成果之間，不同型號(hào)GPS測(cè)量成果之間常存在誤差，有時(shí)誤差還比較大。我國應(yīng)不斷的創(chuàng)新GPS測(cè)量技術(shù)，認(rèn)真分析現(xiàn)存的問題，從而更好地將GPS技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)繪當(dāng)中，為我國工程測(cè)繪提供有力幫助，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)步。

【參考文獻(xiàn)】

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