探討GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

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（廣東佛山地質(zhì)工程勘察院 廣東省佛山市 528000）

引言

當(dāng)前我國社會已經(jīng)正式步入現(xiàn)代化的軌道，技術(shù)手段的更新?lián)Q代速度非?？?。GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用越來越廣泛，制定一套合理合適的測繪方案是業(yè)內(nèi)研究者關(guān)注的重點(diǎn)話題。GPS技術(shù)有整合、分析、計(jì)算信息的功能，最后展示信息采用的是三維模式，人們獲取的信息也是三維立體坐標(biāo)的形式，這讓人們識別信息變得更加方便。

1 GPS測繪技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 觀測用時(shí)短，效率高

GPS導(dǎo)航定位技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在目前的發(fā)展階段中，該技術(shù)主要應(yīng)用于工程測繪中，另外在汽車行使方面，也能發(fā)揮良好的導(dǎo)航作用。對GPS接收機(jī)進(jìn)行定位是GPS定位的關(guān)鍵所在，借助靜態(tài)處理的功能，精準(zhǔn)把控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)而充分體現(xiàn)期間數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。一般情況下，使用一臺GPS測定儀就能獲取并收集數(shù)據(jù)，如果設(shè)置的是兩臺兌點(diǎn)測定儀，儀器之間就能形成良好的協(xié)同作用，使得工作的效率明顯提升，與此同時(shí)測定的范疇也會有所增加。靜態(tài)定位有著工作效率高的特點(diǎn)，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的工作任務(wù)。單頻接收機(jī)的特點(diǎn)是能夠發(fā)揮衛(wèi)星數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，進(jìn)而獲取目標(biāo)信息。一般情況下，該設(shè)備能夠在10～15min之內(nèi)，連續(xù)獲取目標(biāo)信息[1]?？焖凫o態(tài)定位效果十分明顯，而且接受信號質(zhì)量水平高，能夠在很短的時(shí)間內(nèi)就完成信號的接收任務(wù)，需要的時(shí)間一般不會超過5min。

1.2 操作簡單，定位準(zhǔn)確

自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。而GPS也要有良好的自動(dòng)化效率。這會讓操作的流程明顯簡化。讓設(shè)備能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)收集和處理，工作人員只需按動(dòng)按鈕設(shè)備就會自動(dòng)完成一系列的操作。觀測任務(wù)完成之后，工作人員需要關(guān)閉設(shè)備，然后妥善存放接收器，妥善保管接收器?？茖W(xué)技術(shù)的水平在不斷提高，會逐漸縮小接收器的體積，也會逐漸優(yōu)化接收器的性能，增加容量，減輕重量，便于出行攜帶[2]。廣泛收集相關(guān)的資料，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐研究，可以發(fā)現(xiàn)GPS測量技術(shù)不僅應(yīng)用廣泛，而且測量精確度高，精度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50km之內(nèi)。與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，GPS技術(shù)誤差更小，在某次實(shí)驗(yàn)中共觀測了690個(gè)歷元，將模擬的工程信號接收系統(tǒng)能夠作為坐標(biāo)原點(diǎn)，確定并擬合GPS衛(wèi)星流動(dòng)站的測量信息，得到的坐標(biāo)分布圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)坐標(biāo)分布圖

2 GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

2.1 布網(wǎng)工作

在工程測繪的布網(wǎng)工作中，GPS測量技術(shù)能夠發(fā)揮重要的作用。簡單地說就是利用GPS技術(shù)完成網(wǎng)格布置。針對的主要是線路工程，或者是帶狀工程。最為常見的就是引水工程和海港工程。應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行測繪應(yīng)用的方式主要有點(diǎn)連式和邊連式，構(gòu)成的三角鎖同步圖形，而且該圖形是在不斷發(fā)展的。施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)主要應(yīng)用在工程的樞紐區(qū)域內(nèi)，在大多數(shù)的情況下，使用的測量方式都是網(wǎng)聯(lián)式和邊連式。以水下地形的測繪為例，水下工程施工難度大，而且施工條件會受到很多限制，所以就需要非常精確的水下地形圖作為施工依據(jù)。此時(shí)就要用到水深測量儀和超聲波測量儀，以得到精準(zhǔn)的水下地形高程。在某次測量工作中，完善偽衛(wèi)星的相位差，使得東北兩個(gè)坐標(biāo)方向上的測繪精度明顯提高。在實(shí)際的測量工作中，如果是第四等級的測量條件，也就是兩點(diǎn)之間的距離在600～2000m之間，就應(yīng)該將GPS定位點(diǎn)均勻分布，最大距離不能大于平均間距的三倍，最小間距不能小于平均間距的1/3。

2.2 外業(yè)測繪

在戶外作業(yè)中應(yīng)用GPS定位技術(shù)，最為關(guān)鍵的是選出一個(gè)合適的測量點(diǎn)。在前期選擇出一個(gè)合適的測量點(diǎn)，在后期相關(guān)的工作就能進(jìn)行的更加順利，最終得到的測量值才是正確的。這樣做會免去很多不必要的步驟，也會減少時(shí)間和資源的浪費(fèi)。這對于測繪工作來說十分重要。在開始測量之前，要保證做好各方面的準(zhǔn)備工作。將測繪地區(qū)的地理位置信息收集起來，了解施工場地的標(biāo)架和標(biāo)型。做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，能夠大大提高選點(diǎn)的精確性。使用GPS進(jìn)行觀測，有兩種方式，一種是開機(jī)觀測，一種是無線安置方式。與傳統(tǒng)的測試項(xiàng)目有所不同，在安置GPS設(shè)備的工作中，要嚴(yán)格地依照之前選擇的定位點(diǎn)。將設(shè)備安裝在三腳架上，保證與定位點(diǎn)垂直，為了保證操作的準(zhǔn)確性，就要使用鉛錘等輔助工具。在測繪之前，要滿足一定的前提條件，就是保證天線的基座與標(biāo)志上方的中心點(diǎn)對準(zhǔn)。在測繪的過程中，要注意變換三個(gè)不同的方向，依次固定方向，并在不同的方向上進(jìn)行觀測。

2.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量

RTK技術(shù)就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)，在完成這項(xiàng)工作時(shí)要在地面測量點(diǎn)安裝GPS接收機(jī)，并將此作為測量點(diǎn)的準(zhǔn)確點(diǎn)，GPS衛(wèi)星接收測量信息與此點(diǎn)相連，這樣就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)獲取信息內(nèi)容的目標(biāo)。與此同時(shí)測量的信息也能實(shí)時(shí)傳遞給測量流動(dòng)站和中心測量站。流動(dòng)測量站的任務(wù)不僅要接收GPS衛(wèi)星信號，還要實(shí)時(shí)獲取其他的信息。實(shí)現(xiàn)科學(xué)的整合所有信息，發(fā)揮GPS導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的觀察和分析，測量流動(dòng)站的具體坐標(biāo)會上傳至計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，同時(shí)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)也會完成各項(xiàng)信息的回傳，這樣就形成了動(dòng)態(tài)的測繪參數(shù)，達(dá)到動(dòng)態(tài)測繪的目標(biāo)[3]。事實(shí)上RTK的工程程序是比較清晰的，GPS技術(shù)能夠觀測到在視線范圍之內(nèi)的衛(wèi)星運(yùn)行狀況，在傳輸需要的信息時(shí)，借助的是無線機(jī)械設(shè)備。流動(dòng)站完成的工作是接受并加工有效的信息，并且還會將這些信息展示出來。在地震預(yù)報(bào)中GPS技術(shù)也有應(yīng)用，用來研究地殼的運(yùn)動(dòng)，總結(jié)地震前夕的各種地形變化。過去GPS技術(shù)尚不發(fā)達(dá)，此時(shí)地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)開始運(yùn)用傳統(tǒng)的測量技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)的測量活動(dòng)，證實(shí)地殼的運(yùn)動(dòng)是客觀存在的。

3 總結(jié)

綜上所述，GPS技術(shù)將信息以坐標(biāo)點(diǎn)的形式呈現(xiàn)給使用者，傳遞給使用者的信息還包括測繪的地點(diǎn)、時(shí)間和速度。此時(shí)使用者對測繪信息的認(rèn)識面也得到了擴(kuò)展。在導(dǎo)航領(lǐng)域之中，GPS信息獲得了廣泛的應(yīng)用，紙質(zhì)版地圖已經(jīng)被電子版地圖取代。如今人們只需一部手機(jī)就能完成對最優(yōu)路線的規(guī)劃，這在很大程度上解決了人們在出行方面的問題。