GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

楊冬

（山西省煤炭地質(zhì)144勘查院，山西 臨汾 041600）

現(xiàn)代社會是一個不斷發(fā)展進步的社會，GPS技術(shù)的發(fā)展不僅是現(xiàn)代社會發(fā)展進步的一個縮影，也是現(xiàn)代社會發(fā)展的必經(jīng)階段，所謂的GPS技術(shù)其實就是現(xiàn)代社會科技應(yīng)用過程中所研發(fā)的一種定位技術(shù)。由于GPS定位技術(shù)自身就具備精確定位的性質(zhì)和功能[1]，所以就目前來說，其在我國社會各個方面的應(yīng)用較為普遍，尤其是對定位有各種各樣需求的工作其應(yīng)用程度更加的普遍和詳細。對于建設(shè)工程來說，GPS技術(shù)帶來了良好的施工效果，尤其是在建設(shè)工程進行測繪隊過程中，GPS技術(shù)的應(yīng)用不僅大大的提高了工程測繪的準確性和精確性，而且還在一定程度上提高了建設(shè)工程的經(jīng)濟效益和安全性，正是由于其具備的這些優(yōu)點，所以筆者主要針對其在工程測繪中的應(yīng)用進行分析研究。

一、概述

1.GPS技術(shù)工作原理

GPS系統(tǒng)其實主要是衛(wèi)星導(dǎo)航地位系統(tǒng)，采用的方法為距離交會法，使用該方法的主要原理是將GPS接收機設(shè)置在要求的某一點位置點，這樣GPS衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文中，在某時刻接受三顆（a,b,c）或者三顆以上的GPS 衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文。然后就需要通過各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理方式和方法[2]，將計算出的這某一時刻，GPS接收機到達 GPS 衛(wèi)星的距離為：在求得兩者之間的距離的同時，通過接收衛(wèi)星星歷可獲得這一時刻這些衛(wèi)星在空間的位置，這也就獲得了我們所說的三維坐標，通過這樣的方式我們就可以進行精確的定位。

2.組成

我們對GPS系統(tǒng)進行分析就會發(fā)現(xiàn)其主要是有兩大系統(tǒng)構(gòu)成，分別是空間衛(wèi)星群和地面控制系統(tǒng)，除此之外對于用戶來說還應(yīng)該具有衛(wèi)星接收設(shè)備，正是由于這三個部分就構(gòu)成了GPS系統(tǒng)。對于空間衛(wèi)星群來說，其主要是有均勻的分布在 6 個軌道面上，之間夾角為 600 的24 顆大約高為 20 萬千米的 GPS衛(wèi)星群組成?？臻g衛(wèi)星群運行的軌道和地球赤道之間的傾角大約為550度，通過這樣分布的空間衛(wèi)星群就可以很好的保障接收到GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號。二是地面控制系統(tǒng)，對于地面控制系統(tǒng)來說，其主要有三個部分組成，分別是一個主控站、五個監(jiān)測站以及兩個注入站，這三個部分的設(shè)置都有著不同的作用[3]。對于主控站來說其主要是計算衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘的修改參數(shù)等各方面的內(nèi)容，其計算和運行的主要依據(jù)是各個監(jiān)測站所觀測到的數(shù)據(jù)。對于觀測站來說其主要作用是用來接收衛(wèi)星的。而對于注入站來說，其主要是將主控站計算出來需要修改的參數(shù)送入注入站，注入站起到一個接收的作用。三是衛(wèi)星接收設(shè)備，主要有接收機，數(shù)據(jù)處理軟件，氣象儀等等組成，接收信號，并利用信號進行導(dǎo)航定位。

3.優(yōu)點

我們對GPS技術(shù)進行分析就會發(fā)現(xiàn)，其主要是具備以下的幾個特點：定位精確度高、觀測時間段、各個觀測點之間不需要進行通視，并可以提供三維坐標，相關(guān)的操作也比較簡單，可以全天候進行作業(yè)較少受到時間、地點以及天氣等各個因素的影響，正是由于其具備的這些優(yōu)點，使得GPS技術(shù)具有了其他技術(shù)沒有的優(yōu)點，也較好的保障了GPS測繪技術(shù)在工程測繪中所發(fā)揮的重要作用，占據(jù)著遙遙領(lǐng)先的地位[4]。如對于GPS測繪技術(shù)來說，其定位精確度高不僅表現(xiàn)在其可以在 300 米到 1500 米之間工程進行精確的定位，而且還可以在1個小時以上的觀測進行計算，其計算出來平面位置誤差小于1毫米。對于各個觀測點和觀測站來說，由于不需要通視，因此也解決了測繪學(xué)中存在的難題，這樣就使得接受的信號不會受到干擾。對于GPS測繪技術(shù)來說其用途十分光蛋，不僅可以進行工程的測繪，也可以進行測速和測時，而且對于GPS系統(tǒng)來說，其自動化程度非常高，在應(yīng)用的過程中相關(guān)的操作也比較方便，正是由于GPS系統(tǒng)具備的這些優(yōu)點，大大的促進了其在工程測繪中的應(yīng)用和發(fā)展。

二、發(fā)展現(xiàn)狀分析

就目前來說，工程測繪技術(shù)由于其工程自身所具備的特點和優(yōu)勢，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在各個工程施工的過程中，并為了更好的發(fā)揮出工程測繪技術(shù)的優(yōu)點和性能，結(jié)合現(xiàn)代社會工程測繪發(fā)展的實際需要，人們不斷的對工程測繪中的技術(shù)進行研究和加強，而GPS技術(shù)其實就是在這一發(fā)展過程中出現(xiàn)的[5]。對于GPS技術(shù)來說，其在工程測繪中的應(yīng)用，不僅能夠更好的發(fā)揮其低成本、操作簡單以及高效率和定位精確度高等優(yōu)勢，而且還大大的促進了工程測繪的發(fā)展，因此在工程測繪中受到極大的推廣，在我國工程測繪中的應(yīng)用越來越普遍。但是就目前來說，在我國社會經(jīng)濟各方面發(fā)展取得巨大進展的情況的，我國所面臨的機遇和挑戰(zhàn)也越來越多，對于工程測繪工作來說也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，尤其是在我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的情況下，對工程測繪方面的要求越來越高，其面臨著競爭也越來越激烈，但是我們也應(yīng)該看到面臨挑戰(zhàn)的同時也出現(xiàn)較大的機遇，對于工程測繪工作來說，GPS技術(shù)作為一項重點關(guān)鍵的技術(shù)，其在工程測繪中發(fā)揮著重要的作用，并隨著GPS測繪技術(shù)的發(fā)展，其更高一級的應(yīng)用則是在工程測繪中使用 RTK技術(shù)，也就是我們所說的實時動態(tài)定位技術(shù)，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展其在工程測繪中的應(yīng)用前景更好的廣闊。

三、應(yīng)用分析

就目前來說，GPS技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在各個不同的工程測繪領(lǐng)域中，由于GPS技術(shù)所具備的優(yōu)勢和特點，其應(yīng)用的廣度和深度不斷的加強，例如三峽水利樞紐，小浪底工程等工程測繪中都用到了 GPS技術(shù)。所以筆者主要針對GPS技術(shù)在我國的實際應(yīng)用情況進行分析研究，著重就其在工程測繪中的應(yīng)用進行分析研究。

1.GPS外業(yè)測繪應(yīng)用

GPS技術(shù)應(yīng)用的過程中，尤其是進行戶外作業(yè)的時候選擇一個良好的測量點是整個測量工作的關(guān)鍵，良好的測量點不僅能夠大大的提高整個測繪工程測繪結(jié)果的精確性，而且還能夠大大的保證測繪的質(zhì)量，從這我們就可以看出測量點的好壞直接關(guān)系著測繪工作[6]，在測繪中發(fā)揮著重要的作用。正是如此，我們在整個測繪工作開始之前我們就必須要做好各個方面的工作和準備，而在準備工作中，我們不僅需要對測繪地區(qū)的地理位置、標架、標型等情況有一個完整而詳細的了解，而且我們還需要對測繪地區(qū)各方面的情況和信息進行詳細的收集，這些準備工作的進行都是為了更好的保障選點是否精確的關(guān)鍵因素。對于GPS 技術(shù)來說，由于其在應(yīng)用的過程中，尤其是進行觀測的時候主要是使用開機觀測以及無線安置的方式進行，這與傳統(tǒng)的測繪測試之間有著極大的不同。正是如此，所以我們進行GPS安裝的過程中必須要在已經(jīng)選擇好的精確觀測點上[7]，將相關(guān)的設(shè)備安裝在三腳架上，同時還要保證天線基座與標志上方的中心對準，只有在這樣的情況下我們才可以進行觀測，除此之外我們還需要對三個不同的方向進行固定，這樣才能夠更好的完成觀測任務(wù)，達到精確觀測和精確定位。

2.GPS布網(wǎng)工作

GPS技術(shù)布網(wǎng)工作其實就是其在工作的過程中主要的測繪工作就是對線路以及帶狀的工程進行測繪，如飲水工程。在工程測繪的過程中，GPS布網(wǎng)工作進行測繪時主要使用點連式或者邊連式的方式對三交所同步圖形進行發(fā)展。而對于相關(guān)的工程樞紐區(qū)域來說其主要是進行施工控制網(wǎng)以及電信監(jiān)控網(wǎng)測繪等各方面的內(nèi)容，在這個過程中其主要是使用連式、網(wǎng)聯(lián)式的方式來進行布置[8]。通過這樣的布置方式不僅能夠最大限度的加強和發(fā)揮網(wǎng)格自身的精準度和強度，而且還能夠在很大程度上大大的增加GPS控制網(wǎng)格自身數(shù)據(jù)的精確性和準確性，其相關(guān)的功能和性能不僅能夠得到最大限度的發(fā)揮，而且還進一步加強，促進了工程測繪方面的發(fā)展進步。

3.實時動態(tài)測繪方法

GPS測繪技術(shù)在測繪工程的應(yīng)用還表現(xiàn)在實時動態(tài)測繪方法的應(yīng)用上，所謂的實時動態(tài)測繪方法其實就是在某一個已經(jīng)經(jīng)過一定檢測的點上新基站的設(shè)立，通過在機轉(zhuǎn)子上安裝一臺 GPS接收設(shè)備，通過這樣的方式不僅能夠使得所有的衛(wèi)星都能在這一過程中進行現(xiàn)場測繪，而且還可以通過無線電傳送的方式將其所有傳遞給GPS觀測技術(shù)。這樣GPS觀測技術(shù)所觀測到的各項數(shù)據(jù)和信息就可以及時的傳送到流動信息接收站中，然后流動站在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，在通過無線電接收設(shè)備接收基準站傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)，這樣通過這樣方式以及相對定位的基本原理，基準站以及流動站就可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)以及本身與觀測到的數(shù)據(jù)進行差分解算[9]，通過這樣的方式就可以得到兩個觀測站之間的相對位置，解算出流動站所在位置的三維坐標，并將其進行實時儲存和輸出，這樣不僅能夠保障各個觀測點之間相對位置的精確性和準確定，而且也能夠保障流動站所在位置三維坐標的正確性，保障工程測繪的精確性和準確性[10]。

四、結(jié)語

隨著現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的出現(xiàn)不僅滿足了現(xiàn)代社會發(fā)展的需要，而且由于其具備的明顯優(yōu)勢，大量的廣泛的應(yīng)用在各個建設(shè)項目中。對于GPS技術(shù)來說，其在工程測繪中的應(yīng)用十分普遍，不僅能夠大大的提高工程測繪的準確度和精確度，而且還大大的保障測了測繪數(shù)據(jù)和信息的質(zhì)量，正是由于GPS技術(shù)在工程測繪中所發(fā)揮的重要作用，在一定程度上也為GPS技術(shù)在未來更好的發(fā)展打下來堅實的基礎(chǔ)。但是在這個過程中，必須要注意到以下問題：對于GPS技術(shù)來說，其在測繪工程應(yīng)用過程中，為了更好地發(fā)揮GPS技術(shù)的性能和作用，保證其實用性以及精確度，測試過程中只有將測試結(jié)果良好的應(yīng)用在工程測繪技術(shù)中才能夠充分的發(fā)揮GPS技術(shù)的作用和性能，才能夠達到物盡其用的目的，并且在GPS未來的發(fā)展過程中應(yīng)該將其中的功能逐漸完善，使得 GPS技術(shù)能夠應(yīng)用在更多的工作情況中。