GPS技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用

李博

摘? 要：新時(shí)代的來(lái)臨給各個(gè)行業(yè)都帶來(lái)了巨大沖擊，工程測(cè)量領(lǐng)域也不例外。在新時(shí)期背景下，傳統(tǒng)主要依賴人工進(jìn)行的工程測(cè)量技術(shù)已經(jīng)漸顯落后，而GPS技術(shù)由于具有更加靈活的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)得到了人們的廣泛青睞。以下本文簡(jiǎn)要介紹了GPS技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，并就其具體應(yīng)用方法和注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述，以期為相關(guān)行業(yè)工作人員提供些許參考。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);工程測(cè)量;應(yīng)用方法

GPS技術(shù)是一種比較先進(jìn)的全球定位技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位實(shí)時(shí)三維定位和導(dǎo)航，其應(yīng)用范圍十分廣泛。工程測(cè)量是一項(xiàng)系統(tǒng)化的復(fù)雜工作，包含的內(nèi)容較為復(fù)雜，以往人工測(cè)量模式受到諸多方面因素影響，無(wú)論是測(cè)量效率還是質(zhì)量，都存在一定的不足之處，而GPS技術(shù)的應(yīng)用，則可以有效彌補(bǔ)這種缺陷。

一、GPS技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

1.測(cè)站之間無(wú)須通視

采用GPS技術(shù)進(jìn)行過(guò)程測(cè)量，相鄰測(cè)站之間無(wú)需再滿足必須通視的條件，這在很大程度上突破了地形地貌等的局限性，大大提高了測(cè)量工作的便捷度，同時(shí)也減少了測(cè)量誤差的發(fā)生幾率。另外，無(wú)需測(cè)站通視，工作人員的工作量也能夠大大減少，從而降低作業(yè)負(fù)擔(dān)，減少人員負(fù)面情緒，從而提高作業(yè)效率。

2.觀測(cè)時(shí)間較短

依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等，GPS技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越深入，技術(shù)水平也越來(lái)越先進(jìn)似，自動(dòng)化與智能化程度越來(lái)越高。與傳統(tǒng)人工模式相比，GPS技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量，觀測(cè)周期能夠大大縮短，基于當(dāng)前技術(shù)水平，20km以內(nèi)的靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)間大概只需要15分鐘;15km以內(nèi)的則可以在1分鐘之內(nèi)完成，一個(gè)厘米級(jí)的定位數(shù)據(jù)，僅僅幾秒鐘內(nèi)就可以確定。

3.定位精度高

現(xiàn)代GPS技術(shù)的應(yīng)用主要通過(guò)雙頻接收機(jī)、紅外儀標(biāo)稱等實(shí)現(xiàn)，該類設(shè)備的數(shù)據(jù)解讀精度較高，前者可以達(dá)到5mm+1 ppm;后者可以達(dá)到5mm+5ppm。由于技術(shù)本身不受地形環(huán)境影響，距離局限性又比較小，所以能夠進(jìn)一步保障測(cè)量進(jìn)度，特別是局部重點(diǎn)測(cè)量工程，在5km以內(nèi)的基線范圍，精度能夠達(dá)到12 x 10-6;在100-500km以內(nèi)，可以達(dá)到10- 6～10- 7，精度。另外，與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，GPS技術(shù)的三維數(shù)據(jù)提供功能，也比二維平面測(cè)量的精確度更高，特別是在高程測(cè)量方面，效果十分突出。

4.使用方法簡(jiǎn)單

GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用方法也比較簡(jiǎn)單，由于技術(shù)本身的自動(dòng)化以及智能化水平，測(cè)量人員是通常只需要根據(jù)測(cè)量需求對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，然后安裝好是信號(hào)接收機(jī)等，即可自動(dòng)進(jìn)行定位數(shù)據(jù)捕捉和記錄分析，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，技術(shù)人員即可上崗，大大降低了人力成本。

二、GPS技術(shù)在工程測(cè)中的應(yīng)用方法

1.靜態(tài)GPS相對(duì)定位

靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)主要用于建立工程控制網(wǎng)。之后再利用其它測(cè)量方法進(jìn)行加密的附合導(dǎo)線測(cè)量.控制網(wǎng)的常規(guī)控制測(cè)量方法主要包括三角測(cè)量和導(dǎo)線測(cè)量，測(cè)量方法通常是先布設(shè)控制網(wǎng)點(diǎn)，在國(guó)家高等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)上加密次級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)，以往是利用全站儀及棱鏡等實(shí)施，而在這一過(guò)程中要求點(diǎn)間必須通視，而且外業(yè)中不能及時(shí)知道測(cè)量成果的精度，耗力費(fèi)時(shí)。GPS靜態(tài)相對(duì)定位系統(tǒng)測(cè)量時(shí)，無(wú)需點(diǎn)間通視，就能高精度地進(jìn)行測(cè)定，還可以高精度快速地測(cè)定各等級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位

GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量就是通過(guò)GPS信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，相對(duì)于某一個(gè)參考系的時(shí)間、位置、速度、姿態(tài)及加速度等參數(shù)，通過(guò)安裝在運(yùn)動(dòng)載體上的GPS接收器，實(shí)時(shí)獲得GPS信號(hào)接收機(jī)的所在位置，也就是GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)。相對(duì)于靜態(tài)GPS定位來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)的GPS定位系統(tǒng)主要單指一臺(tái)固定的接收機(jī)，并以此作為基準(zhǔn)，另一臺(tái)接收機(jī)則處于不斷運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，作為流動(dòng)站。動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)，通過(guò)對(duì)兩站之間信號(hào)差別的計(jì)算與比較，最后得出每個(gè)流動(dòng)站在任意時(shí)間的坐標(biāo)位置與位移情況。GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量的差分?jǐn)?shù)據(jù)主要有兩種處理方法：一種是即時(shí)處理，另一種是滯后處理。即時(shí)處理主要指及時(shí)對(duì)基準(zhǔn)站中測(cè)量到的信息傳送到流動(dòng)站，并進(jìn)行對(duì)比加工，形成數(shù)據(jù)鏈，應(yīng)用到實(shí)時(shí)傳輸信息數(shù)據(jù)中;滯后處理則不需要將基準(zhǔn)站中的測(cè)量信息很快傳輸?shù)搅鲃?dòng)站中，只需要在后期對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即可。

3 .GPS RTK技術(shù)

RTK的理論基礎(chǔ)是載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法，靜態(tài)測(cè)量，動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要測(cè)量后進(jìn)行解算才能得到厘米級(jí)的精度，GPS RTK技術(shù)在野外就能實(shí)時(shí)獲得厘米級(jí)定位精度。RTK作業(yè)模式中，基準(zhǔn)站用電磁信號(hào)將其觀測(cè)值以及站點(diǎn)坐標(biāo)信息一起發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站在接收來(lái)自基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)的同時(shí)，也要觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào)，數(shù)據(jù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析數(shù)據(jù)并得出觀測(cè)值，幫助技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理，給出流動(dòng)站點(diǎn)位坐標(biāo)。采用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，一般只需要一個(gè)人停留在被檢測(cè)位置幾秒鐘就能夠獲得完整數(shù)據(jù)。技術(shù)人員只需要在檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中輸入相應(yīng)的特征編碼，設(shè)備就能自動(dòng)顯示該點(diǎn)位的測(cè)量精度，如果誤差較大，技術(shù)人員可以當(dāng)即重新進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，直至結(jié)果達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量完成后，相應(yīng)的GPS 計(jì)算分析軟件會(huì)自動(dòng)對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，出具相應(yīng)的地形圖。

三、 GPS技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量中需要注意的問(wèn)題

首先，是選擇GPS測(cè)量點(diǎn)位的過(guò)程中，應(yīng)盡可能選擇視野開闊的地方，避免存在障礙物影響，因?yàn)檫^(guò)高的建筑會(huì)形成對(duì)流層折射，影響信號(hào)的正常接收。一般建筑物高度角應(yīng)在10-15°之間為佳。其次，觀測(cè)時(shí)間應(yīng)盡量選在早上或傍晚，因?yàn)榇藭r(shí)衛(wèi)星信號(hào)較強(qiáng)，能夠獲得更加完整準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料。再者，在建立測(cè)量控制網(wǎng)的時(shí)候，應(yīng)注意均勻布置起算點(diǎn)，在確定網(wǎng)點(diǎn)個(gè)數(shù)之后，可以適當(dāng)增加GPS條數(shù)和異步環(huán)個(gè)數(shù)，從而提高監(jiān)測(cè)密度。針對(duì)基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確之類的常見問(wèn)題，可以選擇準(zhǔn)確度較高的坐標(biāo)作為基線解算依據(jù)。另外還需要注意的是，采用點(diǎn)位地形能夠在一定程度上減少多路徑差，因?yàn)樾l(wèi)星信號(hào)在傳播過(guò)程中，會(huì)受到地面以及地面物體的反射波影響造成一定信號(hào)干涉。

四、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上分析闡述不難發(fā)現(xiàn)，GPS技術(shù)在工程測(cè)量工作中有著十分突出的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于提高工程測(cè)量的精度和效率等，都大有裨益。未來(lái)隨著城市建設(shè)步伐的加快，GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍還會(huì)越來(lái)越廣泛，因此，相關(guān)行業(yè)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)此形成全面而正確的認(rèn)識(shí)，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)理論知識(shí)，并加強(qiáng)理論與實(shí)踐的融合創(chuàng)新應(yīng)用力度，以促進(jìn)行業(yè)長(zhǎng)效健康發(fā)展。

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