GPS測繪技術在工程測繪中的應用分析

嚴春剛+張愷+趙子朋

[摘 要]GPS定位技術能實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的精準定位，為信息的流通創(chuàng)造了良好的技術環(huán)境，而由此發(fā)展而來的GPS測繪技術在工程測繪上發(fā)揮重要作用，并逐漸成為影響工程測繪質(zhì)量的關鍵性因素。本文從GPS測繪技術在工程測繪中的重要作用說起，詳細分析其在工程測繪中的應用。

[關鍵詞]GPS測繪技術；工程測繪；應用分析

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）43-0055-01

1 GPS技術概述及其在工程測繪中發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段工程測繪的重要性已經(jīng)引起人們的關注，很多人一直在找尋合適的測繪方法與測繪技術?，F(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)展很快，許多測繪器材與測繪方法被研究出來，GPS技術在這種形勢下形成并發(fā)展。工程測繪過程中經(jīng)常運用GPS技術，因為運用它工程測繪效率增高、精準增高、成本降低，最重要的是不需要通視就可以完成，所以它越來越受到人們的喜愛，在工程測繪中占有重要地位。

GPS是Global Positioning System的縮寫，中文名字是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它要依靠地球衛(wèi)星完成操作，系統(tǒng)是無線定位。它工作的基本原理就是利用衛(wèi)星上的無線電發(fā)射臺，來形成一個衛(wèi)星導航定位提醒，然后利用無線電測距交會的基本原理，如果確定了三顆以上的衛(wèi)星空間的話，在這個條件下就可以確定某個物體的具體位置[1]。GPS具有一定的實時性導航定時、定位的功能，同時也可以持續(xù)性、全天、全球性地進行測量和定位，這樣做測量的精確度上更加地精確，而且在提供時間、三維坐標、速度時也具有一定的精密性。實踐證明，GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6，100km～500km可達10-7，1000km可達10-9。在300m～1500m工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm，我國主要通過地球衛(wèi)星采集地面三維坐標來完成定位或者導航，其運用的地球衛(wèi)星有二十四顆，是美國發(fā)射的。

2 GPS工作原理及其特點

2.1 GPS技術工作原理

GPS系統(tǒng)又叫做衛(wèi)星定位地位系統(tǒng)，運用的主要方法是距離交會法，這種方法的原理是：把GPS接收機安裝在一地方的一個點上，這個點其實是有要求的。GPS衛(wèi)星隨時都會發(fā)出定位信息，在某一個時間，接收機會接收到衛(wèi)星的定位信息，最低接收衛(wèi)星是三顆。然后在運用一些方法與方式對接收的信息進行處理，計算出這一時間，GPS接收機結(jié)和接收GPS衛(wèi)星之間的路程是：aNS，bNS，cNS。得到它們之間的路程距離，還要得到這一時間被接收衛(wèi)星在地球的某個位置，也就是三維坐標，這主要要用到接收衛(wèi)星星歷來完成[2]。

GPS測繪大多數(shù)運用的坐標系統(tǒng)有兩類，一是空間固定坐標系統(tǒng)，二是地固坐標系統(tǒng)。還有可以根據(jù)具體事情具體分析，兩種坐標系統(tǒng)可以相互轉(zhuǎn)換運用，運用轉(zhuǎn)換可以得到控制點的具體位置，增強觀察測量的結(jié)果。

2.2 GPS技術的特點

GPS測繪技術的特點有很多，其中最重要的有七個。其主要有七大特點，各種天氣都可以進行工作、功能多、作用廣、操作簡單快捷、三維坐標隨時運用、測站兩者不用通視、觀察測量時間不長、定位精確度高是七大特點。其中定位精確度高是有依據(jù)的，在三百米和一千五百米之間進行工程導航，高于一小時的工程測量計算，得到的數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)只有一毫米差距，甚至小于一毫米。其中測站兩者不用通視這一特點用途最廣，不僅可以測量速度，也可以測量時間。操作簡單快捷這一特點主要體現(xiàn)在GPS系統(tǒng)的自動化程度上。這些優(yōu)點保證了GPS測繪技術的領先地位。

3 GPS技術在工程測繪中的應用

現(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)展迅速，市政道路工程中也運用到工程測繪工作。工程測繪中運用GPS測繪技術有很多優(yōu)勢，這也是它越來越多地運用到工程測繪中的原因。城市化公路建設當中，縱橫斷面設計需要對其從橫斷面進行測量，同時也要進行中樁放樣。在公路建設當中首先根據(jù)設計的坐標線路進行中樁放樣，之后利用水準儀進行抄平工作，以及測量線路左端面。以往中樁放樣主要用到的是全站儀，但GPS技術高精度日益發(fā)展，逐步取代了全站儀的放樣。為了解決這個實時性的問題，就運用到了GPS技術，通過精準的實時測量，進而避免了數(shù)據(jù)滯后無法準確定位的結(jié)果，從而推動整個測量過程的進程。

GPS測繪技術在工程測繪中運用有初、中、高級，初級主要是快速靜態(tài)或GPS靜態(tài)的方法建設成立沿線整體控制。中級主要運用在堤壩、閘門、渠道等場所，并且這些場所建設成立施工控制。高級主要是在工程測繪中運用RTK技術，也就是人們常說的實時動態(tài)定位技術。從而可以看出，GPS測繪技術在工程測繪中的發(fā)展機遇很可觀。其實有機遇就有挑戰(zhàn)，GPS測繪技術要抓住機遇，面對挑戰(zhàn)，做出相應的對策。

現(xiàn)在很多行業(yè)中都可以看到GPS技術的身影，其中運用最多的是工程測繪。我國著名的小浪底工程、三峽工程在工程測繪中都運用了此項技術。對于流動站的接收機來說，這樣可以更好地采集GPS觀測數(shù)據(jù)，還可以接收到基準站抓獲的信息，同時能夠及時處理系統(tǒng)內(nèi)組成的差分觀測值，之后就可以計算出來自基準站和流動站的基線向量[4]。GPS技術在水利工程運用也是很廣泛的，其中主要包括如下幾個方面：GPS的外業(yè)測繪，GPS的布網(wǎng)工作及其實時動態(tài)測繪方法的應用等等。

3.1 GPS外業(yè)測繪

GPS用在室外工程測繪中的重要工作是選擇點。因為測繪結(jié)果的準確程度隔閡和選擇點密不可分，所以選擇點之前要做好準備，包括分析測量地的具體位置、坐標架、坐標型號是否有損壞等。這些都是選擇點之前必須要完成的工作。無線安裝設置與開機觀察測量和平常的測繪是不一樣的，都要用到GPS的觀察測量。無線安裝設置工作的時候，無線應該架在三腳架標志中心的上方，要直接對準定位的正常點，無線基座上面的圓水準氣泡要放平。如果遇到有風的時候，要把無線固定，最好是固定成三角形。

3.2 GPS布網(wǎng)工作

GPS布網(wǎng)工作的程序：引水工程等線狀路和成片工程測繪，一般要運用邊連式和點連式連成三角形?？墒菍σ恍┕こ痰闹行沫h(huán)節(jié)比較多的網(wǎng)狀與片狀地區(qū)，一般運用的方法是網(wǎng)連式與邊連式，可以提高網(wǎng)狀地區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)，增強GPS控制網(wǎng)的精確程度與可靠程度。

3.3 實時動態(tài)測繪方法

RTK工作的程序：把一個已經(jīng)知道的點上面設為基準站，并且安裝一臺GPS接收機，對可以看到的衛(wèi)星進行現(xiàn)場觀察測量，并且運用無線電器材進行傳輸信息，把觀察測量得到的數(shù)值與測量站信息進行連接，然后把數(shù)據(jù)傳遞到流動站。流動站的作用很多，不僅可以接收GPS衛(wèi)星信號，而且還可以運用無線電器材接收基準站傳遞的數(shù)值，根據(jù)導航的基本原理，對基準站和流動站的數(shù)值和本身觀察測量得到的數(shù)值進行對比，然后得到流動站與基準站之間的位置，計算出流動站位置的三維坐標并且定時儲存和傳遞。

4 結(jié)語

根據(jù)上面所說的內(nèi)容，有著非常明顯的優(yōu)點存在于GPS測繪技術之中，可以進行廣泛的運用。只有充分對其應用方法還有過程進行掌握，才能夠在以后將GPS更好更廣泛的加以運用。但是特別需要強調(diào)的一點是，在測繪之中利用GPS的時候，要對測繪結(jié)果的實用性以及精確度特別的留意，這個是測繪技術之中GPS運用的最關鍵的地方。

參考文獻

[1] 陳文相.芻議GPS技術在測繪工程的應用[J].中華民居，2012，（4）：674-675.