探討工程測繪中GPS定位測量技術(shù)的重要作用

黎盛飛

（南寧企航測繪有限責(zé)任公司，廣西南寧 530022）

0 引言

由于全球經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平逐年提升，促進(jìn)工程測繪行業(yè)的快速發(fā)展，結(jié)合工程測繪工作特點(diǎn)得知，通過合理應(yīng)用GPS定位測量技術(shù)，不但可以提高工程測量工作效率，而且能夠減少錯(cuò)誤測繪數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。但是在工程測繪工作中，仍然存在一定問題，影響GPS定位測量技術(shù)的應(yīng)用效果。鑒于此，本文重點(diǎn)探討GPS技術(shù)在工程項(xiàng)目測繪工作中的具體運(yùn)用。

1 GPS定位測量作業(yè)模式分析

（1）快速靜態(tài)測繪模式。測繪人員所使用的GPS接收機(jī)，具備靜止觀測功能，在實(shí)際觀測過程當(dāng)中，系統(tǒng)能夠快速接收各個(gè)基準(zhǔn)站所傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)，并自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，提高工程測繪精度，若解算結(jié)果趨于穩(wěn)定，則表明工程測繪工作順利完成。

（2）靜止觀測模式。在實(shí)際觀測工作之前，流動站接收機(jī)位于起點(diǎn)位置，實(shí)施靜止觀測，為后期的未知數(shù)解算提供良好基礎(chǔ)。同時(shí)，在初始化作業(yè)環(huán)節(jié)，不同的觀測站流動接收機(jī)能夠同步獲取基準(zhǔn)站所提供的數(shù)據(jù)，包括具體的三維坐標(biāo)，有效提高工程測繪效率。

（3）動態(tài)觀測模式。在應(yīng)用此類觀測模式時(shí)，測繪人員需配合運(yùn)用動態(tài)測繪模式，并在起點(diǎn)位置進(jìn)行靜止觀測。測繪人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要對觀測衛(wèi)星實(shí)施連續(xù)跟蹤，一旦出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，要及時(shí)調(diào)整為靜止觀測模式，重新進(jìn)行初始化設(shè)置，確保后續(xù)工程測繪工作的順利開展。

2 GPS定位測量技術(shù)特點(diǎn)

2.1 定位更加準(zhǔn)確

通過運(yùn)用GPS技術(shù)，能夠明顯加快工程測繪進(jìn)度，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，工程測繪精度不斷提升。在應(yīng)用此項(xiàng)測繪技術(shù)時(shí)，工程測繪范圍能夠精確到50km之內(nèi)，和常規(guī)的測繪技術(shù)相比較來講，此種測繪技術(shù)精度比較高。若工程建設(shè)深度達(dá)到1500m，應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行測量，最終的測量誤差不會超出1mm。

此外，應(yīng)用GPS技術(shù)，對工程測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行差分定位和動態(tài)定位分析，測繪精度可以達(dá)到厘米級，有效滿足了不同類型工程項(xiàng)目的實(shí)際測繪需求?，F(xiàn)階段，觀測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)快速發(fā)展，GPS技術(shù)的測繪精度不斷提高[1]。

2.2 能夠全天候作業(yè)

全球各國向外太空發(fā)送衛(wèi)星，這些衛(wèi)星分布范圍比較廣泛，而且比較均勻，能夠覆蓋地球各個(gè)角落，故GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候作業(yè)。除遇到惡劣天氣，系統(tǒng)會暫停工作。即使外界環(huán)境的能見度特別低，采取此種測量方式，仍然可以獲得準(zhǔn)確的工程測繪數(shù)據(jù)。

2.3 功能多樣化

結(jié)合GPS定位系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)能夠得知，該系統(tǒng)不但可以向測量人員提供精確的位置信息，而且能夠提供準(zhǔn)確的速度信息。結(jié)合GPS技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀得知，在速度、時(shí)間與位置測量方面，GPS技術(shù)具有諸多優(yōu)勢。未來，科技的全方位發(fā)展，GPS技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛，在海洋與大地測量領(lǐng)域，均涉及此項(xiàng)技術(shù)，測量范圍不斷擴(kuò)大。

3 GPS定位測量技術(shù)具體運(yùn)用

3.1 明確應(yīng)用原理

將GPS技術(shù)應(yīng)用到工程測繪工作當(dāng)中，主要是運(yùn)用交互定位和物理學(xué)科原理，GPS衛(wèi)星和地面接收裝置，可以對具體測量物進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，并根據(jù)已經(jīng)接收到的衛(wèi)星信息，準(zhǔn)確獲取未知點(diǎn)的具體位置，加強(qiáng)定位，結(jié)合實(shí)際距離，確定出衛(wèi)星之間的距離。在計(jì)算的過程當(dāng)中，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確記錄下具體時(shí)間，確保時(shí)間更加精準(zhǔn)。

對于地面接收裝置來講，通過對測量物實(shí)施精準(zhǔn)定位，在同一時(shí)間內(nèi)，接收衛(wèi)星所發(fā)射的具體信息，系統(tǒng)方可順利運(yùn)行。工程測量精度要求存在較大差異，因此，測量所需的衛(wèi)星數(shù)量也不同，例如，若需要厘米級的準(zhǔn)確定位，需要5顆以上的衛(wèi)星，才能夠滿足工程測量需求。

3.2 工程細(xì)部測量

GPS定位技術(shù)具備應(yīng)用范圍特別廣泛的特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域均有涉及，特別是在建筑工程地形測圖當(dāng)中，占據(jù)重要地位，工程測量人員通過運(yùn)用時(shí)態(tài)差分法，加強(qiáng)工程測量，為后續(xù)的工程地形測圖提供諸多便利。結(jié)合建筑地形測圖特點(diǎn)得知，通過運(yùn)用RTK時(shí)態(tài)差分方法，測量人員能夠快速獲取土地界址點(diǎn)信息，并對各個(gè)界樁的具體位置進(jìn)行全面檢驗(yàn)，獲取精確的測量數(shù)據(jù)，工程測繪精度可以達(dá)到厘米級。與傳統(tǒng)的測圖軟件相比較來講，此項(xiàng)測繪技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，能夠減少工程測量人員的工作量，僅需一人就能夠完成全部工作[2]。

此外，運(yùn)用GPS定位技術(shù)，不但可以提高工程測繪工作效率，而且能夠顯著降低人工成本，避免出現(xiàn)過多的錯(cuò)誤測量數(shù)據(jù)，確保GPS定位技術(shù)在工程測量工作中的重要作用得到全面發(fā)揮。同時(shí)，在工程細(xì)部測繪工作當(dāng)中，通過運(yùn)用GPS定位技術(shù)，測量人員要對工程土地權(quán)屬界址點(diǎn)，包括具體數(shù)量，進(jìn)行精確定位，不斷縮小外界界址點(diǎn)和內(nèi)部界址點(diǎn)間的誤差，真正實(shí)現(xiàn)提升工程測繪精度的目標(biāo)。

3.3 施工臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)

在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)初始環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員通常不會詳細(xì)計(jì)算工程量，要進(jìn)行實(shí)地勘察，如果仍然采取常規(guī)的測繪技術(shù)，設(shè)計(jì)人員無法準(zhǔn)確找到工程水準(zhǔn)點(diǎn)，各個(gè)測量點(diǎn)之間的距離越來越大。通常情況下，工程項(xiàng)目水準(zhǔn)點(diǎn)主要分布在周圍1000m范圍之內(nèi)，會增加工程測量難度，降低工程測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而GPS定位技術(shù)的良好運(yùn)用，通過利用GPS接收機(jī)，可以快速收集衛(wèi)星觀測記錄，工程測量人員通過安裝天線與接收機(jī)，并對后續(xù)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，能夠確保測量數(shù)據(jù)精度符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

另外，在外業(yè)作業(yè)過程當(dāng)中，工程測量人員需要認(rèn)真按照操作流程進(jìn)行測量，確保最終的測繪結(jié)果更加準(zhǔn)確。比如，在道路橋梁工程項(xiàng)目中，測量人員需要進(jìn)行實(shí)地測量，可以認(rèn)真觀察衛(wèi)星圖片，對道路路基的具體情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并合理布置測量點(diǎn)。結(jié)合道路橋梁工程規(guī)模，包括工程所在區(qū)域的地形情況，每隔200m設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，在設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)的過程當(dāng)中，盡可能選擇堅(jiān)固地層，如果工程所在地區(qū)存在較多軟土，可采取開坑埋設(shè)方式，測量人員還要詳細(xì)記錄下各個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的具體數(shù)據(jù)。

3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在以往的工程測量工作中，主要采取人工方式，測量工作效率比較低，特別容易出現(xiàn)安全事故，因此，在地形條件比較復(fù)雜，或者地勢高低不平的山區(qū)，在工程測量期間，測量人員可以采用GPS虛擬定位技術(shù)，能夠更加全面的反映出工程測繪具體流程，幫助測繪人員進(jìn)一步明確關(guān)鍵測繪項(xiàng)目，有針對性地實(shí)施工程測繪[4]。

在一些建設(shè)規(guī)模比較大的工程項(xiàng)目中，工程測繪任務(wù)比較繁重，如果單純應(yīng)用GPS定位技術(shù)，無法取得良好的應(yīng)用效果，因此，測繪人員需要加強(qiáng)模擬分析，針對工程測繪方案，提前進(jìn)行安全性檢驗(yàn)，并重點(diǎn)檢驗(yàn)該測量方案的可行性，為后續(xù)的工程測量工作提供更多便利。比如，在礦井勘察項(xiàng)目之中，利用GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠幫助測量人員快速找到工程勘察方案中存在的缺陷，并組織專業(yè)人員進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，不但能夠保障作業(yè)人員的人身安全，而且可以充分發(fā)揮GPS定位技術(shù)的重要功能，滿足工程實(shí)際測繪需求。

3.5 應(yīng)用前景

GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)，推動工程測繪行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為測繪技術(shù)的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。由于GPS定位技術(shù)的不斷進(jìn)步，測繪行業(yè)將會面臨較大變革。未來，GPS定位技術(shù)將會朝著智能化方向快速發(fā)展，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。結(jié)合工程測繪工作特點(diǎn)得知，通過運(yùn)用GPS定位技術(shù)，構(gòu)建區(qū)域GPS網(wǎng)，能夠?yàn)楣こ炭刂凭W(wǎng)的建設(shè)提供有利條件，顯著提升工程測繪精度[5]。

除此之外，GPS定位技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，在高層建筑工程與水庫大壩變形監(jiān)測當(dāng)中，均占據(jù)重要作用，可以滿足社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展需求，提高國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平。雖然GPS定位技術(shù)具備諸多優(yōu)點(diǎn)，但是，在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中，也存在一定缺陷，比如，在工程項(xiàng)目建設(shè)施工期間，部分區(qū)域處于GPS信號遮蔽帶，此時(shí)如果仍然運(yùn)用GPS技術(shù)，則無法完全發(fā)揮其重要作用。針對此種區(qū)域，工程測繪人員可以采用解析方法或者圖解方法，利用全站儀與經(jīng)緯儀，實(shí)施工程細(xì)部測量，和GPS定位技術(shù)有效互補(bǔ)。通過運(yùn)用GPS定位技術(shù)，可以幫助測量人員準(zhǔn)確的計(jì)算出接收器和信號衛(wèi)星間的實(shí)際距離，并結(jié)合最終的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步了解工程具體建設(shè)情況，避免出現(xiàn)較多的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，推動工程測繪行業(yè)的全方位發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對GPS定位技術(shù)在工程測量當(dāng)中的具體運(yùn)用進(jìn)行多角度的分析，例如明確應(yīng)用原理、工程細(xì)部測量、施工臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，并明確GPS技術(shù)的發(fā)展前景，將會朝著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，可以顯著提高工程測繪工作效率。針對工程測繪人員來講，要結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模，包括周圍環(huán)境，科學(xué)選擇相應(yīng)的測繪技術(shù)，從而保證GPS測繪定位技術(shù)的重要作用得到有效體現(xiàn)。