北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

(廈門(mén)精圖信息技術(shù)有限公司，福建 廈門(mén) 361008)

0 引言

我國(guó)測(cè)繪工程行業(yè)自建國(guó)后發(fā)展迅速，測(cè)繪技術(shù)不斷在更新交替。使用落后的測(cè)繪技術(shù)，不僅會(huì)消耗較大的人力和物力，同時(shí)測(cè)量的結(jié)果也不夠準(zhǔn)確，測(cè)量所耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，無(wú)法有效地保證測(cè)量效果。隨著近年來(lái)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中被廣泛使用，完全發(fā)揮了該技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì)，給測(cè)繪工程帶來(lái)了很大的改善，極大地促進(jìn)了測(cè)繪工程工作效率和質(zhì)量的提升。本文主要對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)所具備的主要特征進(jìn)行分析，并對(duì)該技術(shù)在測(cè)繪工程中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)繪原理

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行的主要方法是空間距離交會(huì)算法，其具體的工作原理與世界上其他導(dǎo)航系統(tǒng)類(lèi)似，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在工作中最主要的設(shè)備是北斗衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，設(shè)備安裝人員將其固定在特定位置，而且固定的位置也不能隨意選擇，需要進(jìn)行非常嚴(yán)格而精確的計(jì)算。 北斗導(dǎo)航接收機(jī)接收到衛(wèi)星的定位信息在時(shí)間是隨機(jī)的，并且需要同時(shí)有3個(gè)及以上的衛(wèi)星才能確保定位信息的接收。在衛(wèi)星接收到信息以后，計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，從而推斷出具體的精確數(shù)值，并在此基礎(chǔ)上對(duì)這些接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差修復(fù)處理。北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)的坐標(biāo)系統(tǒng)一般有兩種：①空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)。②地固坐標(biāo)系統(tǒng)。在實(shí)際的測(cè)繪工作中，要根據(jù)工程的具體實(shí)施情況選擇最合適的系統(tǒng)。當(dāng)然，如果遇到情況特殊也可以同時(shí)使用這兩種坐標(biāo)系統(tǒng)，而且這兩種坐標(biāo)系統(tǒng)共同使用測(cè)出的數(shù)據(jù)會(huì)更加精準(zhǔn)，效率依然能夠保持較高水平。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)使用的技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和RTK測(cè)量技術(shù)，以載波相位觀測(cè)為依據(jù)，測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為突出。在基準(zhǔn)站設(shè)置1臺(tái)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)信號(hào)接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)連續(xù)觀測(cè)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電將觀測(cè)獲取的信息存儲(chǔ)和傳輸[1]。

2 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)繪具備的優(yōu)勢(shì)分析

2.1 提高測(cè)繪效率

人們?cè)谥罢归_(kāi)工程測(cè)繪所使用的測(cè)繪技術(shù)，對(duì)于各種人力成本和材料物資的使用，都有著較大的需求。為了改善這種測(cè)量情況，北斗導(dǎo)航技術(shù)的研發(fā)，在工程測(cè)繪方面的應(yīng)用，能夠有效地節(jié)省測(cè)繪所需要的時(shí)間以及各種成本，為測(cè)量效率的提升做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.2 提升測(cè)繪精度

北斗導(dǎo)航測(cè)繪作為一種新型的技術(shù)，在對(duì)各種復(fù)雜工程展開(kāi)測(cè)繪的過(guò)程中，能夠較為準(zhǔn)確地獲得測(cè)量結(jié)果，為人們的實(shí)際工作提供更加精確的準(zhǔn)備。使用北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)展開(kāi)測(cè)繪工作，能夠精確到厘米和毫米以及亞毫米的精確度，完全滿(mǎn)足一些精確測(cè)量的實(shí)際需求。該種技術(shù)的準(zhǔn)確性，給現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了很大的改善，同時(shí)，也是當(dāng)下新型科學(xué)技術(shù)的象征和代表。

2.3 具有顯著經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，北斗導(dǎo)航測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪當(dāng)中的使用，可以為相關(guān)單位節(jié)省一定的成本支出，有效地節(jié)省了工作時(shí)間，促進(jìn)了測(cè)繪工作效率的提升。所以在一定程度上，北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)有著良好的經(jīng)濟(jì)性能。

2.4 相較傳統(tǒng)定位系統(tǒng)具備的優(yōu)勢(shì)

在工程測(cè)繪快速發(fā)展中，測(cè)繪技術(shù)同步創(chuàng)新和改進(jìn)，促使工程測(cè)繪工作朝著更高層次發(fā)展。以往工程測(cè)繪中，主要是以GPS定位技術(shù)為主，盡管可以滿(mǎn)足實(shí)際工作需要，但是其中還有很多問(wèn)題有待完善[2]。而我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)較之GPS技術(shù)而言?xún)?yōu)勢(shì)更為突出，當(dāng)前已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)亞太地區(qū)的全面覆蓋，可以為工程測(cè)繪提供通信服務(wù)。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)主要是采用二頻定位技術(shù)，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)則是采用三頻定位技術(shù)，定位精度可以達(dá)到2 cm，定位精準(zhǔn)度更高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)由于自身技術(shù)特性，對(duì)于一些偏遠(yuǎn)山區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)信號(hào)弱問(wèn)題，僅僅依靠GPS技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)繪局限性較大，嚴(yán)重制約后續(xù)工作開(kāi)展。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)覆蓋范圍較廣，三頻定位技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出，定位精度較高，滿(mǎn)足工程測(cè)繪工作需要。

3 測(cè)繪工程中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 道路測(cè)繪中的應(yīng)用

1)地形圖的繪制。在公路工程建設(shè)的過(guò)程中，要對(duì)一些比例尺較大的地形圖進(jìn)行繪制，一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的繪制方式由于技術(shù)的限制，使其所花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，而且測(cè)量的工程量較大，測(cè)量效率和準(zhǔn)確性也缺乏可靠的保障。但在地形圖的繪制中使用北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，從而促進(jìn)繪圖的完成。

2)對(duì)公路工程控制的測(cè)量。一般來(lái)講，北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)相對(duì)比較精密的是靜態(tài)測(cè)量，但是在公路工程的控制測(cè)量方面，主要應(yīng)用的是北斗導(dǎo)航的動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，在動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠促進(jìn)工作效率的提升。

3)公路中線(xiàn)的測(cè)量。公路工程測(cè)繪的過(guò)程中，繪制大比例尺帶狀地形圖之后，工作人員要在地面上標(biāo)出公路的中線(xiàn)，因此還必須要對(duì)公路中線(xiàn)展開(kāi)測(cè)量。北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效地利用北斗接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公路中線(xiàn)坐標(biāo)的測(cè)量和定位，從而滿(mǎn)足工程的實(shí)際需求。

4) 對(duì)公路縱橫切面展開(kāi)測(cè)量。最后，要借助北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)來(lái)確定公路縱橫斷面的測(cè)量，利用繪圖軟件和中線(xiàn)的樁點(diǎn)便可以繪制出公路縱橫斷面。

3.2 建筑工程中的應(yīng)用

在建筑工程當(dāng)中，對(duì)于一些放線(xiàn)的測(cè)量有著比較高的要求。實(shí)際展開(kāi)工作的時(shí)候，要結(jié)合建筑工程的具體特征，以及建筑所在地周?chē)h(huán)境的影響等綜合因素進(jìn)行考慮，北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用，幾乎不受到氣候環(huán)境的限制，在該技術(shù)主要特征的影響下，可以為建筑工程提供更加精確的測(cè)量結(jié)果，為建筑工程的質(zhì)量建設(shè)和工作效率的提升做好準(zhǔn)備，推動(dòng)了建筑工程行業(yè)的發(fā)展。

3.3 工程變形監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

人們?cè)谡归_(kāi)工程建設(shè)的過(guò)程中，無(wú)法避免地會(huì)出現(xiàn)各種變形的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象必須要加以控制和管理，因此，人們必須要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)的使用，能夠?qū)ㄖ锏囊苿?dòng)距離，以及具體的變形程度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，在使用該技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，能夠有效地減少各種資源的浪費(fèi)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人力物資的節(jié)省，為測(cè)繪工程的安全性帶來(lái)可靠的保障[3]。

3.4 水下工程測(cè)繪中的應(yīng)用

在一些沿海城市中，對(duì)于海岸碼頭和航道的設(shè)計(jì)中，北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，并且給人們的實(shí)際工作帶來(lái)了比較好的效果。另外，該技術(shù)還可以幫助人們完成海洋資源的開(kāi)發(fā)和利用，為其提供更加精確的水下地形的測(cè)繪圖。北斗測(cè)繪技術(shù)在水下工程測(cè)繪中的使用，一定要充分考慮各種安全問(wèn)題，為工作人員的人身安全提供一定的保障[4]。同時(shí)，水下工程測(cè)繪工作對(duì)工作人員的專(zhuān)業(yè)技能有著較高的要求，因此，必須要安排專(zhuān)業(yè)性較高的工作人員，在對(duì)整項(xiàng)工作流程掌握的基礎(chǔ)上去展開(kāi)具體的工作，才能夠得到更好的工作效果，從而使北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮巨大的價(jià)值。

3.5 地下工程測(cè)繪中的應(yīng)用

地下工程測(cè)量是由地面測(cè)量和地下測(cè)量?jī)刹糠纸M成，以地下為主。地面部分主要是指地下工程的地面控制測(cè)量和地下工程竣工后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的地面變形監(jiān)測(cè)等。這部分工作與常規(guī)的測(cè)量一樣，所以3S技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用[5]。最典型的是大型隧道工程貫通測(cè)量的地面控制網(wǎng)，將徹底改變傳統(tǒng)的導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)和三角網(wǎng)，采用北斗導(dǎo)航控制網(wǎng)，這樣可大大提高控制網(wǎng)的精度和可靠性。隨著衛(wèi)星測(cè)高精度的提高，北斗導(dǎo)航測(cè)繪在跨江跨海隧道工程控制測(cè)量的高程傳遞和大型地下工程竣工的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的地表變形監(jiān)測(cè)等方面將發(fā)揮重要作用。

4 結(jié)語(yǔ)

北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)是集各種測(cè)繪技術(shù)優(yōu)點(diǎn)于一身的新興測(cè)繪技術(shù)，該技術(shù)具備著多種優(yōu)勢(shì)之處，使其能夠滿(mǎn)足更多測(cè)繪工程的實(shí)際需求，不斷被投入各種新領(lǐng)域的工程測(cè)繪工作中。在使用北斗測(cè)繪技術(shù)展開(kāi)測(cè)繪的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種人力物資的節(jié)約，提高測(cè)量的精確度，該技術(shù)有著較為簡(jiǎn)便的使用方式，為人們?cè)诟鞣N比較復(fù)雜的測(cè)繪工程中帶來(lái)了很大的幫助。同時(shí)，研究者以及工程師們也要不斷對(duì)北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行改良，完善不足并進(jìn)一步提高應(yīng)用功能。因此，人們應(yīng)當(dāng)要隨著社會(huì)時(shí)代的發(fā)展，結(jié)合多種新型的科學(xué)技術(shù)，對(duì) 北斗測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行不斷地完善和更新，使該技術(shù)能夠廣泛地應(yīng)用在更多的行業(yè)當(dāng)中，為國(guó)家社會(huì)的發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)?？梢源_定在未來(lái)的工程測(cè)繪中，北斗導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)將扮演越來(lái)越重要的角色，它所帶來(lái)的技術(shù)革新也會(huì)給各行各業(yè)的建設(shè)工程帶來(lái)更多的機(jī)遇。