工程測繪中GPS測量技術應用綜述

文/杜天東 大同市盛林信息咨詢服務有限公司 山西大同 037010

GPS技術在工程測量中的引入對工程施工所產(chǎn)生的巨大影響，從該技術被廣泛使用和認同可知其具備突出的技術優(yōu)勢。該技術的引入極大的提高了工程測量工作的測量效率和測量數(shù)據(jù)的精準性，為我國工程測量工作的發(fā)展提供了極大的助力。而GPS的這一巨大技術優(yōu)勢也決定其廣闊的發(fā)展未來。

1、GPS 綜述

GPS 系統(tǒng)可以進行全天候的服務，能夠提供三維位置的定位活動，保證時間、信息的真實有效性，完善了傳統(tǒng)的測量定位遙感技術的不足。從整體上看，GPS 系統(tǒng)的組成結構包括 : 空間段、控制段、用戶段，這三個部分都具有自身獨特的構成結構。

2、工程測繪中GPS測量技術應用

2.1 控制測量

可應用GPS靜態(tài)相對定位技術，布設精密工程控制網(wǎng)?？刂茰y量是工程建設中各項測量工作的基礎，在工程規(guī)劃設計階段，要建立測圖控制網(wǎng)，用來控制整個測區(qū)，保證最大比例尺測圖的需要；在施工階段，要建立施工控制網(wǎng)，以控制工程的總體布置和各建筑物軸線之間的相對位置，滿足施工放樣的需要；在運營管理階段，根據(jù)需要建立變形觀測控制網(wǎng)，用來控制建筑物的變形觀測。各階段所要建立的控制網(wǎng)，共同的特點是精度要求高，點位密度大。利用GPS靜態(tài)相對定位技術，布設精密工程控制網(wǎng)，具有成本低，速度快、精度高、點位限制少等優(yōu)點。

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。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 工程變形情況的測量

工程建設涉及面很廣，常常會遇到一些人為因素或者地質(zhì)運動造成的建筑物變形和整體位移，這種情況的發(fā)生往往會造成較為嚴重的后果，使經(jīng)濟效益和社會效益面臨巨大的挑戰(zhàn)。經(jīng)過近些年的研究可以發(fā)現(xiàn)，工程變形主要有以下幾種類型：建筑物沉陷、礦業(yè)現(xiàn)場地面沉降、大壩變形等等。如果能夠及時對工程變形進行測量和分析，評估變形造成的影響，將會大大減少工程變形的破壞。

2.4 水下工程測繪

在海洋資源開發(fā)、港口碼頭建設、航道整治等水下工程建設中，對于地形測繪圖的精度有著極高的要求，一旦精度達不到相應的標準，會給工程的建設帶來很大的影響。對此，可以采用GPS測量技術中的三維測定技術，實現(xiàn)對水下工程橫向及縱向位置的高精度測量，以測量數(shù)據(jù)為基礎，結合相應的計算機軟件，就能夠對水下地形圖進行繪制。在實際操作中，對于水下工程的橫向位置，可以采用差分GPS技術進行測量，能夠解決經(jīng)緯儀等傳統(tǒng)測量定位儀器操作繁瑣、抗干擾能力差等問題，提升測量精度；對于縱向位置，可以利用專業(yè)的測探儀，發(fā)射超聲波，根據(jù)超聲波的傳播時間和傳播速度，計算出水體深度，同時利用潮位儀進行潮位測定，對水深以及地形高程進行相應的校核，確保測量結果的準確性。

2.5 在礦山測量中的應用

我國可建設的土地資源相對較少，特別是部分沿海地區(qū)，要想擴大利用土地資源，就必須采取對城市進行圍墾的方法。這一方法部分施工會在水上進行或者是在受潮汐影響的地區(qū)進行，這些施工地點的測量工作極為艱難，傳統(tǒng)的測量方法在這些地區(qū)基本寸步難行，當GPS技術的引進便很好的解決了工程測量工作的這一問題。在對礦山進行加密施工的過程中，地形測量工作以及諸多地標安放工作都能夠有效的運用GPS技術。

2.6 虛擬現(xiàn)實方面的具體應用

傳統(tǒng)工程測繪模式和技術，都需要工作人員進行一系列的實際測繪工作。面對一些惡劣地理條件時，工作人員實地進行測繪難度高且面臨著一定的風險，比如山區(qū)地勢復雜容易造成人員傷亡，復雜的地形測繪工作將花費更長的時間。而GPS系統(tǒng)擁有強大的虛擬現(xiàn)實技術，能夠很好地應對這種測繪工作。GPS虛擬現(xiàn)實技術能夠利用GPS系統(tǒng)創(chuàng)造符合實際測繪環(huán)境的仿真環(huán)境，具有與原始測量環(huán)境相同的地理特點。所以可利用GPS系統(tǒng)在計算機中進行模擬繪圖，將一系列的三維圖像呈現(xiàn)在計算機圖形處理中，這一系列的三維圖像可以模擬實際的地形環(huán)境和地理條件。在這個三維模型上可以實現(xiàn)整個工程測繪的流程，復雜地形測繪的重難點也都能夠通過模擬環(huán)境進行測量，同時還保證了工程測量的安全性。為了保證測量工作中技術的使用能夠切實地反映實際數(shù)據(jù)，工程測繪之前也會對測量流程進行模擬，不僅能夠提前發(fā)現(xiàn)測繪工作的缺陷，提高測繪工作的安全性和準確性，還能夠避免因為技術不成熟或者流程問題帶來工程損失。

3、工程測繪中應運GPS定位測量技術的發(fā)展前景

GPS定位測量于工程測繪中應用是測繪技術的重大變革，成為測繪技術的扎實基礎，而往后GPS定位測量的不斷向前發(fā)展，GPS技術與工程測繪技術應用不斷的普及和廣泛化，應用GPS定位測量可建立起區(qū)域的GPS網(wǎng)，從而創(chuàng)造更好的條件為城市和工程控制網(wǎng)。測繪精度的提高拓展了GPS定位測量的適用范圍，高層建筑物監(jiān)測、大壩變形監(jiān)測和地面沉降的監(jiān)測中都發(fā)揮了相當重要的作用，為社會經(jīng)濟的發(fā)展和國民經(jīng)濟建設提供了更加可靠的定位系統(tǒng)服務。

結語：

綜上所述，工程測量中，GPS測量技術的相比于傳統(tǒng)的測量技術具有更多優(yōu)勢。充分發(fā)揮GPS技術的應用價值，不僅可以降低測量作業(yè)的強度，還能提高安全性和工程測量的準確性和效率。GPS測量技術是作為一種高新技術，在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會具有重要作用，其應用更加廣泛。