工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用探析

紀(jì)成 劉晗

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS定位測(cè)量技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用到大地測(cè)量、工程測(cè)量、地籍測(cè)量等方面中，GPS定位測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，使測(cè)繪方式產(chǎn)生了巨大的改變，在一定程度上提高了工程測(cè)繪工作的效率。本文主要對(duì)GPS定位測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；工程測(cè)繪；全球定位系統(tǒng)

一、GPS測(cè)繪技術(shù)的基本原理

GPS技術(shù)的測(cè)繪原理是通過將信號(hào)接收裝置固定在某一個(gè)具體位置，通過太空中的衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射衛(wèi)星信號(hào)感應(yīng)信號(hào)接收器的位置，將該位置的坐標(biāo)信息等相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)中，并在計(jì)算機(jī)中完成對(duì)接收數(shù)據(jù)的分析整理工作，得出信號(hào)接收器所指位置的坐標(biāo)信息，在坐標(biāo)系中標(biāo)注出所在位置。GPS技術(shù)是通過建立起一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)來表示定位位置，這一系統(tǒng)具有低地固定坐標(biāo)系統(tǒng)和空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)兩種形態(tài)，二者之間可以相互轉(zhuǎn)換，從而進(jìn)一步提高坐標(biāo)的精確程度。另外，由于定位測(cè)量方式的區(qū)別，定位方式劃分為相對(duì)和絕對(duì)兩類，相對(duì)定位的定位原理是空間幾何，將三顆衛(wèi)星之間的距離設(shè)定一個(gè)特殊值并結(jié)合已知的特定點(diǎn)位，使用空間幾何相關(guān)的運(yùn)算方式，最終得出測(cè)繪地點(diǎn)的坐標(biāo)信息；絕對(duì)定位則以測(cè)繪地點(diǎn)的海拔高度和經(jīng)緯位置為基礎(chǔ)，通過特定坐標(biāo)信息，最終得出測(cè)繪地點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)位信息。

二、GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

（一）GPS測(cè)量技術(shù)功能多、用途廣

GPS測(cè)量技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁r(shí)間信息、三維坐標(biāo)以及三維速度，所以GPS測(cè)量技術(shù)不僅可以用于導(dǎo)航、時(shí)間測(cè)試、速度測(cè)試以及測(cè)量等，并且隨著技術(shù)的發(fā)展，目前GPS測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在測(cè)量工作中，不僅能夠用于工程測(cè)量、大地測(cè)量以及海洋測(cè)繪、航空攝影測(cè)量、地籍測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域。

（二）操作簡單、自動(dòng)化程度高

在GPS測(cè)量技術(shù)工程操作應(yīng)用的過程中，其自動(dòng)化程度是非常高的，操作非常簡便，操作者只需要進(jìn)行采集氣象數(shù)據(jù)、安裝開關(guān)儀器以及量取儀器高度并監(jiān)測(cè)儀器的工作狀態(tài)即可。

三、GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

（一）GPS測(cè)量技術(shù)在大地控制中的應(yīng)用

GPS憑借自身快速、高精度、操作方便、成本低等優(yōu)勢(shì)很快就取代了傳統(tǒng)方法。利用 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫 GPS 網(wǎng)。GPS 網(wǎng)可分為兩類： 一是全國范圍或全球范圍內(nèi)的高精度 GPS 網(wǎng)，其范圍較廣，相鄰點(diǎn)之間可能有著上千或上萬公里的距離。此類網(wǎng)多作為全國性或全球性高精度坐標(biāo)框架，為人類科學(xué)提供必要的服務(wù)，如用于地球動(dòng)力、板塊運(yùn)動(dòng)、空間科學(xué)等研究； 二是區(qū)域性的 GPS 網(wǎng)，如城市 GPS 網(wǎng)、GPS工程網(wǎng)等，范圍相對(duì)較小，相鄰點(diǎn)之間的距離保持在幾公里到幾十公里范圍內(nèi)，主要是為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。日本拓普康公司、美國天寶導(dǎo)航公司，以及國內(nèi)的華測(cè)、南方測(cè)繪等在GPS 技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用方面成績較為顯著。

（二）可以進(jìn)行房屋地形的測(cè)繪

GPS技術(shù)的測(cè)繪范圍相對(duì)較廣，其中比較常見的就是對(duì)房屋以及地形的測(cè)繪工作。具體來說，時(shí)事動(dòng)態(tài)差分法是一種應(yīng)用比較普遍的方式，對(duì)于房屋地形測(cè)繪工程來說，可以有效的提升其測(cè)繪的準(zhǔn)確性。采用這種方式主要是對(duì)房屋土地的界址點(diǎn)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，保證其精準(zhǔn)度達(dá)到一定的范圍。進(jìn)而降低傳統(tǒng)電子測(cè)繪企業(yè)的測(cè)繪弊端，同時(shí)大大提升了測(cè)繪工作的效率，只需一人即可完成多人的工作任務(wù)。不僅如此，這樣技術(shù)在房地產(chǎn)工程測(cè)繪中也體現(xiàn)一定的優(yōu)勢(shì)，工程測(cè)繪工作是工程調(diào)查工作的重要組成部分。

（三）在大型橋梁以及隧道工程測(cè)量中的具體作用

在傳統(tǒng)的大型橋梁工程測(cè)量控制網(wǎng)的建立過程中，由于技術(shù)條件的限制，多采用常規(guī)的控制測(cè)量手段，也就是通過經(jīng)緯儀、測(cè)距儀、全站儀、水準(zhǔn)儀等測(cè)量設(shè)備來建立測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)。這些常規(guī)的控制測(cè)量手段工作量大，作業(yè)時(shí)間長，受氣候、環(huán)境等條件影響顯著，而且誤差積累顯著。隨著大型橋梁工程的不斷涌現(xiàn)，尤其像杭州灣跨海大橋這樣跨海長度達(dá)到30千米的大橋亦出現(xiàn)了。對(duì)于這些大型橋梁工程，由于兩岸通視極為困難，要用傳統(tǒng)測(cè)量方法直接布設(shè)大橋工程控制網(wǎng)及進(jìn)行大橋施工測(cè)量是非常不容易的。為此，研究一種適合于大型橋梁工程建設(shè)的高精度控制測(cè)量及施工測(cè)量的方法非常必要。而GPS技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展給此類問題的解決提供了可能。

（四）在公路工程選線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）在進(jìn)行道路的勘測(cè)時(shí)，首先，為了能夠順利的進(jìn)行工程的測(cè)繪，要根據(jù)路線的走向，進(jìn)行平面上、高程的控制測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，利用這種技術(shù)可以在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提下，做到觀測(cè)速度快，靈活布網(wǎng)，全天工作，高精度定位等優(yōu)勢(shì)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)的處理就可以得到相對(duì)更加精確的三維坐標(biāo)。（2）采集數(shù)據(jù)、施工定位、控制測(cè)量的過程中，傳統(tǒng)的方法會(huì)因?yàn)榈貓D本身的誤差，人為造成的各種誤差而增加工程的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的幾率，很難進(jìn)行高精度的定位。但是GPS的測(cè)量系統(tǒng)中可以更加精確、高效地測(cè)出工程所需要的數(shù)據(jù)，建立精確的三維坐標(biāo)。（4）在公路的建設(shè)方面，GPS的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)可以通過和很多接收機(jī)相互配合實(shí)現(xiàn)資源的共享。在很大程度上減少了工程的經(jīng)濟(jì)投資，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上加快了工程建設(shè)的進(jìn)度，節(jié)省了人力、物力、財(cái)力。

四、結(jié)束語

GPS在工程測(cè)繪中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，為促進(jìn)工程測(cè)繪的良好發(fā)展提供了有力的技術(shù)保障，也為現(xiàn)代化城市建設(shè)及工程控制網(wǎng)建設(shè)奠定了扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，為提高工程測(cè)繪的測(cè)量精度，確保測(cè)繪結(jié)果的科學(xué)、可靠創(chuàng)造了良好條件，大大加快了信息全球化趨勢(shì)的發(fā)展及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。

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.