工程測繪中GPS技術(shù)的作用分析

■胡宏偉

（息縣宏圖測繪有限公司河南信陽464300）

工程測繪中GPS技術(shù)的作用分析

■胡宏偉

（息縣宏圖測繪有限公司河南信陽464300）

工程測繪過程中，GPS技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，極大程度上提升了工程測繪精度，為工程測量質(zhì)量提供了保障。基于此，本文對GPS技術(shù)進(jìn)行了綜合性闡述，并對工程測繪中GPS技術(shù)相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)觀點，以供參考。

工程測繪 GPS 精度 定位

1　GPS概述

GPS(Global Positioning System)即全球定位系統(tǒng)，主體為環(huán)球通訊衛(wèi)星與接收裝置,通過衛(wèi)星的無線導(dǎo)航定位作用，能夠為用戶提供精確的導(dǎo)航信息。GPS衛(wèi)星分布于6條交點互隔60度的軌道面（距地面2*104km）上，單機導(dǎo)航精度高達(dá)10m[1]。若采取綜合定位，可使其精度可達(dá)厘米甚至毫米級別。通常情況下，GPS民用開放精度為10m[2]。對于工程測繪而言，GPS技術(shù)的加入，使其整體水平邁向了一個新的臺階。一方面，GPS保證了工程測繪的精度；另一方面，GPS應(yīng)用簡便，從一定程度上提升了工程測繪效率。總之，GPS為工程測繪帶來了有力的技術(shù)基礎(chǔ)，并促使其產(chǎn)生了本質(zhì)性的變革，為工程測繪發(fā)展提供了推動力。

2　GPS技術(shù)特征分析

2.1高精度

高精度是GPS的最顯著特征。工程范圍50km內(nèi)，GPS相對精度可達(dá)10～6；100至500km范圍內(nèi)，相對精度可達(dá)10～7。在0.3至1.5km精密定位工程中，平均平面誤差低于1mm。高層建筑基準(zhǔn)測繪過程中，絕對位置平面精度優(yōu)于+5mm，高程精度優(yōu)于+8mm。特別是在RTK及RTD方面，定位精度可達(dá)厘米級[3]。換句話說，GPS定位精度可滿足各類型工程測量要求。同時，隨著觀測技術(shù)及信息處理技術(shù)水平的不斷上升，GPS定位精度還將達(dá)到更高的層次。

2.2適應(yīng)性強

利用GPS對方格網(wǎng)進(jìn)行測設(shè)，較其他方法具有更好的適應(yīng)性。網(wǎng)形結(jié)構(gòu)簡單，可對點疏密程度及邊長短自由選取，即使已知控制點距離較遠(yuǎn)，但依然能夠保持連接，并可對控制網(wǎng)進(jìn)行定位及定向。GPS實現(xiàn)了點位之間的通視，在點位選取方面較為靈活，并不需要高標(biāo)。另外，GPS測定并不會受到天氣、氣候影響，可保證室外作業(yè)正常進(jìn)行。需要注意的是，部分工程測量受成本限制，在實際測量過程中依然需要用到水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等常規(guī)儀器，由這些儀器提供輔助性數(shù)據(jù)作為參考。另外，GPS控制網(wǎng)布設(shè)過程中，應(yīng)盡量讓更多的點實現(xiàn)互相通視，以進(jìn)一步提升測繪效率及測繪精度。

2.3操作便捷

GPS測繪自動化程度較高，操作過程中只需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)即可，參數(shù)調(diào)節(jié)完成后，GPS接收機便會自動完成測量。進(jìn)行連續(xù)觀測時，GPS接收機可利用通訊網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)傳遞于處理中心，由中心系統(tǒng)對相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化處理。觀測完成后，將接收機電源關(guān)閉、收好，即可完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

3　工程測繪中GPS技術(shù)相關(guān)應(yīng)用分析

3.1網(wǎng)點控制

GPS定位系統(tǒng)對原有大地控制網(wǎng)絡(luò)的長鋼軌測距和測角的方法產(chǎn)生了顛覆性作用。通過GPS所構(gòu)建出的測量大地控制網(wǎng)，為工程測繪提供了極大的支持。從上世紀(jì)90年代開始，我國便把GPS應(yīng)用于大地基礎(chǔ)控制網(wǎng)中。長距離測繪過程中，即便大地控制點距離較遠(yuǎn)（幾千至幾萬公里），利用GPS仍然可以實現(xiàn)精確測量。在城市控制測量網(wǎng)絡(luò)中，測量點距離大約為幾十公里，GPS測量精度得到進(jìn)一步提升。換句話說，GPS的使用極大程度上提升了測量范圍，并簡化了測量流程，省時省力，具有極高的工作效率。

3.2水下測繪

設(shè)計碼頭、港口及航道時，都需要制作精密的水下地形圖，而GPS為水下地形圖繪制帶來了極大的便捷。將測深儀、潮位儀及差分GPS接收機進(jìn)行組合，可獲取一套完整的水下測繪系統(tǒng)[4]。GPS接收機可接受GPS信號，并可獲取來自差分基站的校正信號。通過應(yīng)用校正數(shù)據(jù)可將測量誤差控制在可靠范圍內(nèi)，提升整體測量精度。采取GPS進(jìn)行大比例水下地形測繪，一定程度上擴充了測繪范圍。測量時，由GPS接收機將參數(shù)坐標(biāo)置入系統(tǒng)計算機內(nèi)，通過軟件分析、計算，將航跡線及導(dǎo)航參數(shù)顯示出來。工作人員可根據(jù)這些參數(shù)對航向進(jìn)行動態(tài)性修正，按測定方案設(shè)置具體航線，進(jìn)行有效測繪。定位過程中，利用同步定時器將定標(biāo)信號傳遞于深儀、潮位儀，可實現(xiàn)定位采樣、行潮值采樣及測深采樣。同步定標(biāo)器具備多條控制線，可與其他測試儀器共同定標(biāo)。另外，水下測繪過程中，可采取GPS后差分動態(tài)定位技術(shù)進(jìn)行實際測量。將GPS接收機分別置于基站與船站，利用衛(wèi)星組發(fā)出的導(dǎo)航信號實現(xiàn)同步測量。通過基站可獲取校正值，以對船站定位數(shù)據(jù)進(jìn)行二次修正，得到精確的地理坐標(biāo)。

3.3形變測量

工程測繪過程中，形變測量是重要構(gòu)成部分。工程形變相關(guān)影響因素較多，會同時受到人為因素及地理環(huán)境影響，使形變控制難度系數(shù)有所增加。通過應(yīng)用GPS技術(shù)可增加三維定位的精度（1.0ppm至0.1ppm）。實際測繪過程中，先設(shè)置合適的基準(zhǔn)站（遠(yuǎn)離工程主體），然后在變形區(qū)篩選若干個合適的檢測點，并將GPS接收機分別安裝在監(jiān)測點及基準(zhǔn)站上，便可實現(xiàn)連續(xù)觀測。利用通信網(wǎng)絡(luò)及信息數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)，可將相關(guān)信息數(shù)據(jù)傳入監(jiān)控中心，及時進(jìn)行處理，從而實現(xiàn)自動化、實時化測量。

4　結(jié)語

相對于傳統(tǒng)測繪手段而言，利用GPS進(jìn)行工程測繪無疑具有極大的優(yōu)勢。通過GPS技術(shù)極大程度上提高了工程測繪的精度，并提高了測繪效率。另外，GPS測繪不會受到外部環(huán)境、氣候條件所干擾，具有良好的適用性。未來，隨著GPS技術(shù)水平的進(jìn)一步提升，它在工程測繪中的地位將愈來愈高，并成為不可或缺的測繪工具。

[1]林新超.GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析 [J].科技風(fēng),2012,（02）:87.

[2]韓大為.GPS定位測量技術(shù)在工程測繪當(dāng)中的重要作用 [J].科技傳播,2012, （24）:123～124.

[3]黃玨靖.GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析 [J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014, （11）:280.

[4]郭倩倩,李輝.工程測繪中GPS定位測量技術(shù)的重要作用分析 [J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014,（16）:116～117.

P624文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～322～1