基于大地測(cè)量中的GPS技術(shù)的應(yīng)用探析

李海濤

現(xiàn)如今，人們?cè)谶M(jìn)行大地測(cè)量時(shí)，其測(cè)量范圍已經(jīng)從地面發(fā)展至空中。在這種情況下，依靠傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)顯然無(wú)法滿足實(shí)際的測(cè)量需求。隨著GPS 技術(shù)快速發(fā)展，被人們應(yīng)用到大地測(cè)量當(dāng)中，有效填補(bǔ)了相關(guān)技術(shù)空缺，為大地測(cè)量數(shù)量的準(zhǔn)確性和可靠性提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。但是，要想在現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步提高其測(cè)量精度，則有必要針對(duì)GPS 技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用方法及相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行更加深入細(xì)致的研究。

1 GPS 技術(shù)在測(cè)量方面的應(yīng)用原理

GPS 技術(shù)也被稱之為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。該項(xiàng)技術(shù)憑借其多元化的功能，在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)都表現(xiàn)出較高的應(yīng)用價(jià)值，為人們的日常生活和社會(huì)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)都帶來(lái)了極大的便利。在位置及空間測(cè)量方面，GPS 技術(shù)發(fā)揮著其他技術(shù)無(wú)可替代的重要作用，其技術(shù)原理為：在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的幫助之下，測(cè)量人員可借助相關(guān)硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)針對(duì)某一空間位置進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)對(duì)觀測(cè)對(duì)象等進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量和實(shí)時(shí)記錄，從而滿足各項(xiàng)測(cè)量工作需要。在應(yīng)用GPS 技術(shù)時(shí)，需要測(cè)量人員事先準(zhǔn)備好多臺(tái)信息接收設(shè)備，并且將兩臺(tái)儀器相互配對(duì)，為接下來(lái)的測(cè)量工作做好準(zhǔn)確；此后，測(cè)量人員需要布設(shè)一些測(cè)量點(diǎn)，使之形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以有效提高測(cè)量精度，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及可靠性；另外，GPS 測(cè)量技術(shù)還具備較高的通視性，從而幫助測(cè)量人員實(shí)時(shí)掌握測(cè)量對(duì)象的動(dòng)態(tài)信息。伴隨著信息技術(shù)和其它科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更大的突破，通過(guò)與其它先進(jìn)的技術(shù)相互融合，再通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，可最大限度地提高測(cè)量精度。

2 大地測(cè)量中GPS 技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

在大地測(cè)量中應(yīng)用GPS 技術(shù)，主要表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：其一，測(cè)量布點(diǎn)靈活方便。測(cè)量布點(diǎn)是大地測(cè)量中必不可少的重要內(nèi)容，在進(jìn)行測(cè)量布點(diǎn)時(shí)，只要確保測(cè)量地點(diǎn)上空具有一個(gè)比較開(kāi)闊的視野即可，沒(méi)有過(guò)多的約束條件，這一特點(diǎn)非常有利于提高測(cè)量設(shè)計(jì)和控制網(wǎng)選點(diǎn)。其二，適應(yīng)性強(qiáng)。GPS技術(shù)對(duì)環(huán)境要求比較低，即使地形比較復(fù)雜、偏遠(yuǎn)地區(qū)、惡劣天氣環(huán)境下，甚至在孤島上都可以順利開(kāi)展測(cè)量工作。而且整個(gè)測(cè)量過(guò)程具有很強(qiáng)的抗干擾性，即使存在一些干擾因素，依然能夠確保測(cè)量結(jié)果的精確性。其三，定位精確度高。GPS 技術(shù)可以直接接收到衛(wèi)星信號(hào)，并且得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)量點(diǎn)三維定位信息。不僅如此，還可以根據(jù)用戶的不同需求，對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行調(diào)整；其四，操作便捷。在進(jìn)行大地測(cè)量時(shí)，工作人員只需要將儀器安裝好并開(kāi)機(jī)，并且在測(cè)量完成后進(jìn)行一些監(jiān)視工作即可。其它工作都可以通過(guò)儀器自動(dòng)完成，整個(gè)測(cè)量過(guò)程非常簡(jiǎn)單便捷。

3 大地測(cè)量中GPS 技術(shù)的應(yīng)用方法

3.1 繪制地形圖

近些年來(lái)，大地測(cè)量的范圍得到了大幅提升，而且對(duì)于測(cè)量精確度的要求也越來(lái)越高。通過(guò)GPS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用，不但幫助測(cè)量人員順利完成測(cè)量任務(wù)，還有效節(jié)省了測(cè)量費(fèi)用和測(cè)量時(shí)間。在大地測(cè)量的前期準(zhǔn)備階段，需要完成一項(xiàng)重要的準(zhǔn)備工作，那就是需要繪制一幅大比例的地形圖。在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)中，大多通過(guò)人工方式進(jìn)行繪制。由于這一環(huán)節(jié)工作量過(guò)大，人工繪制的效率極其低下，不但工作進(jìn)度緩慢，更難以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和有效性。通過(guò)GPS 技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用，雖然同樣繪制地形圖，而且需要加大繪制比例，以便于為大地測(cè)量提供足夠充足的參數(shù)對(duì)照，但是，繪制人員卻可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和專業(yè)化軟件進(jìn)行大比例地形圖的繪制，并且針對(duì)地形圖中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，從而提高了工作效率完成質(zhì)量。

3.2 斷面放樣

GPS 技術(shù)可以突破諸多阻礙開(kāi)展測(cè)量工作，例如山丘、林木和公路都可以成為其測(cè)量對(duì)象，并且獲得精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果。在針對(duì)公路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要涉及到對(duì)公路的縱斷面、橫斷面和中線等部位進(jìn)行放樣，這也是大地測(cè)量中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。但是，對(duì)于GPS 技術(shù)而言，這只是它的基本功能之一。測(cè)量人員在應(yīng)用GPS 技術(shù)對(duì)公路中線進(jìn)行放樣時(shí)，只需要將公路中樁點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS 系統(tǒng)的電子手冊(cè)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)即可快速鎖定放樣點(diǎn)的位置，并且對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算；在進(jìn)行縱斷面放樣時(shí)，同樣是在電子手冊(cè)當(dāng)中輸入放樣數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)生成詳細(xì)的施工文件并且自動(dòng)保存，以便于隨時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)量提供參照依據(jù)。在對(duì)橫斷面進(jìn)行放樣時(shí)，需要先確定橫斷面的填、挖形式，然后再將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到GPS 電子手冊(cè)當(dāng)中，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)生成放樣文件并進(jìn)行儲(chǔ)存。

3.3 工程計(jì)算

在大地測(cè)量中應(yīng)用GPS 技術(shù)，還可以完成工程測(cè)量、計(jì)算等一系列復(fù)雜的工作。其中，最具代表性的就是對(duì)土石方數(shù)量的計(jì)算以及對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的放樣。在針對(duì)土石方量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通過(guò)GPS 系統(tǒng)和地面公路線即可自動(dòng)計(jì)算出精確的土石方總量。這樣一來(lái)，不但幫助工程人員節(jié)省了計(jì)算的時(shí)間，更為重要的是避免了資源和資金上的浪費(fèi)，提高了資源的有效利用率，降低了建設(shè)成本；此外，在大跨度橋梁工程中，同樣可以利用GPS 技術(shù)完成大地測(cè)量工作。但是，由于測(cè)量工作需要在江面上進(jìn)行，時(shí)常會(huì)遇到霧氣較重的情況。一旦遇到此類情況，在針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行放樣之前，需要借助空間三點(diǎn)的后方距離交會(huì)原理對(duì)測(cè)量對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確保用于測(cè)量的平面坐標(biāo)具有較高的精準(zhǔn)度，之后再開(kāi)展相應(yīng)的測(cè)量工作；在橋梁工程中應(yīng)用GPS 技術(shù)，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)中的不足，獲得較高的橋梁控制網(wǎng)精度，從而促進(jìn)工程測(cè)量整體效率的大幅提升。

4 大地測(cè)量中GPS 技術(shù)的應(yīng)用要求

要想充分發(fā)揮出GPS 技術(shù)在大地測(cè)量中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，最大限度的提高測(cè)量效率和測(cè)量精度，就必須嚴(yán)格按照其技術(shù)規(guī)范和應(yīng)用要求進(jìn)行操作。例如在應(yīng)用GPS 技術(shù)的過(guò)程中，如果定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍較小，就會(huì)直接影響到測(cè)量精度。這就需要對(duì)GPS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，著重針對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的缺陷問(wèn)題進(jìn)行修正與調(diào)整，為GPS 測(cè)量精度提供充足的保障。當(dāng)GPS 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍擴(kuò)大完畢后，并且選擇完觀測(cè)點(diǎn)以后，測(cè)量人員可以根據(jù)實(shí)際的測(cè)量需求對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)加密，或者建立起分層網(wǎng)絡(luò)，這樣可以有效減少人為因素或城市建筑對(duì)GPS 信號(hào)的干擾，進(jìn)一步保證GPS 測(cè)量精度。要想對(duì)GPS 技術(shù)進(jìn)行完善，不僅要擴(kuò)大原有的GPS 網(wǎng)絡(luò)范圍，還要在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)，使之成為一個(gè)多級(jí)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)不同級(jí)別GPS 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以有效保證大地測(cè)量精度。但是需要注意的是，在對(duì)已有的GPS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，無(wú)法根據(jù)城市的發(fā)展特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量規(guī)劃，但是仍有必要對(duì)GPS 網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有效性加大分析力度，進(jìn)一步促進(jìn)GPS 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平的提升。對(duì)已有的GPS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)，主要是通過(guò)平差處理方法對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級(jí)改造。因此，需要針對(duì)各個(gè)測(cè)量網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，確保升級(jí)后的GPS 網(wǎng)絡(luò)可以最大限度的滿足測(cè)量需求，從而幫助測(cè)量人員優(yōu)質(zhì)高效的完成測(cè)量任務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨著人類文明的發(fā)展與進(jìn)步，人類活動(dòng)的范圍日益增加。在這種情況下，愈加突顯出大地測(cè)量的必要性。但是，只有在取得精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)的前提下，人們才能更加全面的了解地球深層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和資源儲(chǔ)備情況，為今后的發(fā)展作出科學(xué)規(guī)劃。在大地測(cè)量中，通過(guò)GPS 技術(shù)的應(yīng)用，代替以往的角尺測(cè)量和人工繪圖，使測(cè)量結(jié)合變得更加精準(zhǔn)，工作效率也實(shí)現(xiàn)了大幅提升。在今后的發(fā)展中，相關(guān)技術(shù)人員還應(yīng)該進(jìn)一步挖掘GPS 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，不斷提高其測(cè)量精度，為人類做出更大的貢獻(xiàn)。