GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用探析

萬(wàn)謀知++馮江宏

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，工程測(cè)繪工作也取得了很大的進(jìn)步，廣泛應(yīng)用了很多先進(jìn)的測(cè)繪測(cè)繪技術(shù)。其中一項(xiàng)重要的技術(shù)就是GPS測(cè)繪技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用價(jià)值極高，大大提高了測(cè)繪效果。本文對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并探討了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS；測(cè)繪技術(shù)；工程測(cè)繪；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）20-127-2

0 引言

GPS技術(shù)作為一種高新技術(shù)在我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，為工作效果的改善以及工作效率的提高提供了很大的保證。GPS技術(shù)同樣被應(yīng)用在了工程測(cè)繪工作中，與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比較，GPS技術(shù)精確度高、效率快、操作便捷，通過(guò)對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用，工程測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性將會(huì)得到更好的保證，因此目前已經(jīng)在工程測(cè)繪領(lǐng)域得到了廣泛的重視，相關(guān)技術(shù)人員要不斷地加強(qiáng)對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的探索。

1 GPS測(cè)繪技術(shù)簡(jiǎn)析

1.1 GPS測(cè)繪技術(shù)的基本原理

GPS測(cè)繪技術(shù)的工作原理是首先將GPS接收機(jī)設(shè)置在某個(gè)固定位置，然后利用衛(wèi)星信號(hào)感應(yīng)技術(shù)找到其位置所在，并將位置的具體信息數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與處理，并建立三維坐標(biāo)系顯示接收機(jī)的具體位置。在GPS測(cè)繪技術(shù)作用下，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)可以分為低地固定坐標(biāo)系統(tǒng)和空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)兩種類型，兩種坐標(biāo)系統(tǒng)可以進(jìn)行互換，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷出控制點(diǎn)的具體位置。此外，由于定位的具體方式存在差異，定位方式也可以分為相對(duì)和絕對(duì)兩種，相對(duì)定位是以空間幾何理論為基礎(chǔ)，通過(guò)三顆衛(wèi)星之間的特定距離以及已知測(cè)量點(diǎn)，運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的具體位置；絕對(duì)定位的基礎(chǔ)是海拔信息以及經(jīng)緯度，通過(guò)具體坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)量點(diǎn)的具體位置進(jìn)行判斷。

1.2 GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

①精確度高。目前，我國(guó)的工程測(cè)繪中應(yīng)用較多的還是傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，并且取得了一定的成效，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和測(cè)量環(huán)境的日趨惡劣，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的精確度難以滿足現(xiàn)代化工程測(cè)量工作要求，因此逐漸被GPS測(cè)繪技術(shù)取代。相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，GPS測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量精度不斷提升，測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，基本符合現(xiàn)實(shí)情況。此外，GPS測(cè)繪技術(shù)所特有的靜態(tài)測(cè)量功能，能夠?qū)y(cè)量結(jié)果精確到毫米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)。②測(cè)量時(shí)間短、效率高。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，GPS測(cè)繪技術(shù)在軟件方面也取得了很大進(jìn)步，大大提高了工作效率。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)完成工作任務(wù)，同時(shí)也耗費(fèi)了大量的人力、物力，但是GPS技術(shù)通過(guò)相關(guān)軟件的自動(dòng)化操作，可以幫助技術(shù)人員高效地完成測(cè)量工作。GPS測(cè)繪技術(shù)在進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量定位時(shí)，可以利用短短十幾分鐘完成二十千米之內(nèi)的測(cè)量任務(wù)；進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量定位時(shí)，技術(shù)人員也只需要幾分鐘便能完成數(shù)據(jù)的采集和分析，準(zhǔn)確作出定位判斷。由此可見(jiàn)，GPS技術(shù)大大縮短了測(cè)量時(shí)間，提高了工作效率。③操作簡(jiǎn)單，使用方便。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，GPS接收機(jī)也不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化程度的明顯提高，更加方便了技術(shù)人員的實(shí)際操作。技術(shù)人員只需要進(jìn)行測(cè)量場(chǎng)地的儀器安裝以及電纜接通工作，并且記錄天線高度和氣象數(shù)據(jù)，其他的觀測(cè)工作全部由GPS設(shè)備自動(dòng)完成。當(dāng)測(cè)繪工作結(jié)束后，工作人員也只要關(guān)閉電源，收拾設(shè)備，便可以完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)了。因此，GPS測(cè)繪技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，集成化特點(diǎn)顯著，操作簡(jiǎn)單，使用方便。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用

2.1 GPS定位技術(shù)的應(yīng)用

①GPS外業(yè)測(cè)繪。GPS外業(yè)測(cè)繪是工程測(cè)繪的重要組成部分，其中關(guān)鍵一點(diǎn)在于測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確選擇。測(cè)量點(diǎn)的選擇關(guān)系到整個(gè)測(cè)量工作的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確性。在工程測(cè)繪中，選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)，首先需要確定測(cè)量范圍，并且要考慮到測(cè)量點(diǎn)所處的位置信號(hào)是否良好，要防止其他電磁波造成的干擾。確定測(cè)量點(diǎn)之后，要從三個(gè)不同方位對(duì)相關(guān)的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行固定，這樣做的目的是提高標(biāo)志中心的準(zhǔn)確性。在GPS外業(yè)測(cè)繪中，通過(guò)空間衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)搜集信號(hào)，然后以此為依據(jù)來(lái)精確定位天線的安裝位置。GPS設(shè)備需要安裝在三角上，同時(shí)天線基座需要對(duì)準(zhǔn)與標(biāo)志中心，從而保障外業(yè)測(cè)繪的順利進(jìn)行。②GPS布網(wǎng)。在工程測(cè)繪中，可以應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行合理規(guī)劃和全面布網(wǎng)。GPS測(cè)繪技術(shù)通過(guò)點(diǎn)連接或線連接的方式，對(duì)三交所同步圖形進(jìn)行繪制，進(jìn)而完成布網(wǎng)工作。其中需要注意的是，由于區(qū)域的不同，布網(wǎng)工作面臨不同的問(wèn)題，因此需要結(jié)合實(shí)際情況，具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)或者公共網(wǎng)絡(luò)，改進(jìn)布網(wǎng)情況。其次，GPS測(cè)繪技術(shù)自身的堅(jiān)固性有待提高，在工程后續(xù)的測(cè)量工作中，可以通過(guò)控制網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測(cè)量。

2.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪法

在工程測(cè)繪工作中，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪又稱為RTK技術(shù)，其主要原理就是在地面上的已經(jīng)確定的測(cè)量點(diǎn)位置安裝一臺(tái)GPS接收機(jī)，將其作為測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確基點(diǎn)，通過(guò)與GPS衛(wèi)星的相互連接，實(shí)現(xiàn)接收測(cè)量信息的目的，進(jìn)而將測(cè)量信息傳送給流動(dòng)測(cè)量站和中心測(cè)量站。流動(dòng)測(cè)量站不僅接收GPS的衛(wèi)星信號(hào)，還包括其他信息，并將這些信息進(jìn)行綜合整理，然后運(yùn)用GPS導(dǎo)航原理對(duì)這些信息進(jìn)行對(duì)比以及分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲得流動(dòng)測(cè)量站的具體位置坐標(biāo)，這些信息就是動(dòng)態(tài)測(cè)繪的相關(guān)參數(shù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)測(cè)繪。

2.3 應(yīng)用案例分析

本文以公路工程的設(shè)計(jì)為例，具體分析GPS測(cè)繪技術(shù)的重要應(yīng)用。在公路工程中最關(guān)鍵的就是選線任務(wù)，通過(guò)采取最優(yōu)的方案，最大化的減少對(duì)農(nóng)田的占用量，根據(jù)科學(xué)、合理的勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)處理工序，這就需要GPS測(cè)繪技術(shù)的準(zhǔn)確配合，具體就是RTK技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)RTK技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，可以滿足線路選擇的要求，有效保障道路中線的準(zhǔn)確性。將RTK的接收機(jī)作為流動(dòng)站，每隔一段距離收集一定數(shù)據(jù)，然后利用已知的點(diǎn)，準(zhǔn)確定位其他物質(zhì)，最后將所有相關(guān)數(shù)據(jù)匯總到接收機(jī)中，通過(guò)CAD軟件實(shí)現(xiàn)選線任務(wù)。如果利用RTK的放樣技術(shù)，則需要輸入測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，在接收機(jī)提示下進(jìn)行相應(yīng)操作，以保障測(cè)量結(jié)果的額準(zhǔn)確性。

3 GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用流程

在GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用中，技術(shù)人眼需要準(zhǔn)確掌握這一技術(shù)的應(yīng)用流程，其中涉及對(duì)測(cè)量點(diǎn)的定位、對(duì)測(cè)量標(biāo)志的構(gòu)建、測(cè)量觀測(cè)、數(shù)據(jù)分析等，本文對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，具體如下：

3.1 對(duì)測(cè)量點(diǎn)的定位

測(cè)量點(diǎn)的選擇需要遵循便捷、安全的原則，盡可能在視野開(kāi)闊的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)的定位，以便于安裝GPS設(shè)備，同時(shí)避免外界電磁對(duì)GPS設(shè)備信號(hào)傳輸和接收的影響，完成測(cè)量點(diǎn)的定位后，需要在測(cè)繪圖紙中進(jìn)行記錄，從而為后期測(cè)繪提供圖紙依據(jù)。

3.2 對(duì)測(cè)量標(biāo)志的構(gòu)建

測(cè)量標(biāo)志在GPS測(cè)繪技術(shù)中發(fā)揮著指示、提示的作用，完成測(cè)量點(diǎn)定位后需要構(gòu)建測(cè)量標(biāo)志，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程測(cè)繪工作的指導(dǎo)。工程測(cè)繪環(huán)境復(fù)雜多變，因此測(cè)量標(biāo)志的構(gòu)建沒(méi)有固定的方法，需要根據(jù)測(cè)量人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)置，其中慢如標(biāo)石是比較常見(jiàn)的方法，通過(guò)穩(wěn)定的標(biāo)石實(shí)現(xiàn)了標(biāo)識(shí)作用。

3.3 測(cè)量觀測(cè)工作

GPS測(cè)繪技術(shù)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是測(cè)量觀測(cè)，由于GPS測(cè)繪技術(shù)需要在室外環(huán)境進(jìn)行，因此需要按照嚴(yán)格的室外觀測(cè)要求進(jìn)行，相關(guān)工作者需要不斷對(duì)測(cè)量觀測(cè)工作進(jìn)行完善，以保障整個(gè)工作的順進(jìn)行。

3.4 做好數(shù)據(jù)分析

最后，技術(shù)人員需要利用計(jì)算機(jī)對(duì)GPS測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)外業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度，使得數(shù)據(jù)分析結(jié)果更加貼近工程實(shí)際，實(shí)現(xiàn)不斷豐富和完善GPS測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)而言，GPS測(cè)繪技術(shù)無(wú)論在精確度方面還是在應(yīng)用效率方面都具有很大的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛地應(yīng)用在工程測(cè)繪工作中。隨著科研技術(shù)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)將得到不斷改進(jìn)和完善，GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值也將得到更大程度的提高，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)工程測(cè)繪領(lǐng)域的快速發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉曉剛.工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用探析[J].硅谷，2014（21）：99+106.

[2] 石顯祥.關(guān)于工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用探析[J].江西建材，2015（10）：239.

[3] 李振華.GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用[J].河南科技，2015（05）：148-149.

[4] 宋云山.GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè)，2015（02）：145.

[5] 楊立忠，左立新.GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2012（02）：127.