工程測繪中GPS測量技術(shù)應(yīng)用綜述

杜天東

【摘要】在國內(nèi)外各類工程項(xiàng)目的建設(shè)中，GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用，并且成為推動(dòng)國內(nèi)工程測繪工作效率和質(zhì)量提升的重要因素。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，GPS測量技術(shù)具有精確度高、技術(shù)含量高、測量時(shí)間短等特點(diǎn)，而得到了廣泛的應(yīng)用，但是在工程測繪中GPS測量技術(shù)的應(yīng)用仍然存在一定的局限性和弊端性，導(dǎo)致其具備的功能難以全面發(fā)揮，進(jìn)而客觀造成工程測繪質(zhì)量的降低，不利于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工預(yù)驗(yàn)收等環(huán)節(jié)的開展和進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】工程測繪；GPS；測量技術(shù)；應(yīng)用

GPS技術(shù)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(shù)被廣泛使用和認(rèn)同可知其具備突出的技術(shù)優(yōu)勢。該技術(shù)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(zhǔn)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(shù)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(jìn)行全天候的服務(wù)，能夠提供三維位置的定位活動(dòng)，保證時(shí)間、信息的真實(shí)有效性，完善了傳統(tǒng)的測量定位遙感技術(shù)的不足。從整體上看，GPS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)包括：空間段、控制段、用戶段，這三個(gè)部分都具有自身獨(dú)特的構(gòu)成結(jié)構(gòu)。

2、工程測繪中GPS測量技術(shù)應(yīng)用

2.1控制測量

可應(yīng)用GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)?？刂茰y量是工程建設(shè)中各項(xiàng)測量工作的基礎(chǔ)，在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，要建立測圖控制網(wǎng)，用來控制整個(gè)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(yùn)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(diǎn)是精度要求高，點(diǎn)位密度大。利用GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，具有成本低，速度快、精度高、點(diǎn)位限制少等優(yōu)點(diǎn)。

2.2大地測量控制網(wǎng)點(diǎn)測定

在大地測量網(wǎng)點(diǎn)測定工作中，常規(guī)方式要耗費(fèi)大量的人力物力并且精度較低，不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)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(diǎn)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(dāng)大，對社會(huì)的運(yùn)行具有重要的影響。這就需要借助于GPS技術(shù)進(jìn)行高精度、大范圍、高效率的測量工作，為城市建設(shè)工程等提供參考。

2.3工程變形情況的測量

工程建設(shè)涉及面很廣，常常會(huì)遇到一些人為因素或者地質(zhì)運(yùn)動(dòng)造成的建筑物變形和整體位移，這種情況的發(fā)生往往會(huì)造成較為嚴(yán)重的后果，使經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(shí)對工程變形進(jìn)行測量和分析，評估變形造成的影響，將會(huì)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(shè)、航道整治等水下工程建設(shè)中，對于地形測繪圖的精度有著極高的要求，一旦精度達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)給工程的建設(shè)帶來很大的影響。對此，可以采用GPS測量技術(shù)中的三維測定技術(shù)，實(shí)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(chǔ)，結(jié)合相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件，就能夠?qū)λ碌匦螆D進(jìn)行繪制。在實(shí)際操作中，對于水下工程的橫向位置，可以采用差分GPS技術(shù)進(jìn)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(shí)間和傳播速度，計(jì)算出水體深度，同時(shí)利用潮位儀進(jìn)行潮位測定，對水深以及地形高程進(jìn)行相應(yīng)的校核，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.5在礦山測量中的應(yīng)用

我國可建設(shè)的土地資源相對較少，特別是部分沿海地區(qū)，要想擴(kuò)大利用土地資源，就必須采取對城市進(jìn)行圍墾的方法。這一方法部分施工會(huì)在水上進(jìn)行或者是在受潮汐影響的地區(qū)進(jìn)行，這些施工地點(diǎn)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(dāng)GPS技術(shù)的引進(jìn)便很好的解決了工程測量工作的這一問題。在對礦山進(jìn)行加密施工的過程中，地形測量工作以及諸多地標(biāo)安放工作都能夠有效的運(yùn)用GPS技術(shù)。

2.6虛擬現(xiàn)實(shí)方面的具體應(yīng)用

傳統(tǒng)工程測繪模式和技術(shù)，都需要工作人員進(jìn)行一系列的實(shí)際測繪工作。面對一些惡劣地理?xiàng)l件時(shí)，工作人員實(shí)地進(jìn)行測繪難度高且面臨著一定的風(fēng)險(xiǎn)，比如山區(qū)地勢復(fù)雜容易造成人員傷亡，復(fù)雜的地形測繪工作將花費(fèi)更長的時(shí)間。而GPS系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠很好地應(yīng)對這種測繪工作。GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠利用GPS系統(tǒng)創(chuàng)造符合實(shí)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(diǎn)。所以可利用GPS系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬繪圖，將一系列的三維圖像呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)圖形處理中，這一系列的三維圖像可以模擬實(shí)際的地形環(huán)境和地理?xiàng)l件。在這個(gè)三維模型上可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程測繪的流程，復(fù)雜地形測繪的重難點(diǎn)也都能夠通過模擬環(huán)境進(jìn)行測量，同時(shí)還保證了工程測量的安全性。為了保證測量工作中技術(shù)的使用能夠切實(shí)地反映實(shí)際數(shù)據(jù)，工程測繪之前也會(huì)對測量流程進(jìn)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(zhǔn)確性，還能夠避免因?yàn)榧夹g(shù)不成熟或者流程問題帶來工程損失。

3、工程測繪中應(yīng)運(yùn)GPS定位測量技術(shù)的發(fā)展前景

GPS定位測量于工程測繪中應(yīng)用是測繪技術(shù)的重大變革，成為測繪技術(shù)的扎實(shí)基礎(chǔ)，而往后GPS定位測量的不斷向前發(fā)展，GPS技術(shù)與工程測繪技術(shù)應(yīng)用不斷的普及和廣泛化，應(yīng)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(dāng)重要的作用，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了更加可靠的定位系統(tǒng)服務(wù)。

結(jié)語：

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