GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中應(yīng)用剖析

田宸宇

摘要：GPS是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的全球定位系統(tǒng)，它由接收裝置和全球通信衛(wèi)星組成，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。在工程項(xiàng)目建設(shè)中離不開(kāi)測(cè)繪工作的支撐，將GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用到工程測(cè)繪中具有積極作用，它具備效果高、精準(zhǔn)度高等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)GPS技術(shù)的應(yīng)用，使得工程測(cè)繪的精度和效率得到了極大的提高。本文闡述了GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并從礦山測(cè)量、公路測(cè)量和城市測(cè)繪三個(gè)方面對(duì)其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行了剖析探討。

關(guān)鍵詞：GPS測(cè)量技術(shù);工程測(cè)繪;應(yīng)用

近年來(lái)在我國(guó)科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，當(dāng)前測(cè)繪技術(shù)的不斷創(chuàng)新，測(cè)繪工作變得更為細(xì)致，也提供的測(cè)繪資料也越來(lái)越全面，GPS測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)，使得測(cè)量效率和數(shù)據(jù)信息處理能力有了很大的提升，因此得以非常廣泛的應(yīng)用，也進(jìn)一步推動(dòng)著測(cè)繪企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。測(cè)繪技術(shù)是工程建設(shè)中非常重要的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于施工準(zhǔn)備階段和施工階段。工程測(cè)繪包含了建設(shè)工程、交通工程、海洋工程以及礦區(qū)工程和軍事工程等的測(cè)繪作業(yè)。工程測(cè)繪的精度直接關(guān)系著工程建設(shè)的質(zhì)量，是工程建設(shè)的基礎(chǔ)。目前科技技術(shù)飛速發(fā)展，工程測(cè)繪也在自動(dòng)化和數(shù)字化的方面取得了極大的發(fā)展，尤其是GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用更是讓工程測(cè)繪精度得到了極大的提高，應(yīng)用效率更高，對(duì)我國(guó)工程測(cè)繪的發(fā)展起到了非常積極的促進(jìn)作用。本文在GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上就如何更好地將GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)繪中進(jìn)行了研究。

一、GPS測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介

美國(guó)國(guó)防部在衛(wèi)星的基礎(chǔ)上研制了無(wú)線(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)GPS，為全球提供了實(shí)時(shí)的高精度三維位置、速度、時(shí)間等信息。GPS由24顆距地面12000公里的衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星圍繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)周期為12小時(shí)/圈。因此，在地球上的任何地點(diǎn)都可以隨時(shí)觀(guān)測(cè)到4顆以上衛(wèi)星，地面接收裝置可以通過(guò)分析衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)據(jù)得出經(jīng)緯度坐標(biāo)哦等一系列有用的信息。目前，GPS測(cè)量技術(shù)主要應(yīng)用于導(dǎo)航和測(cè)繪領(lǐng)域，尤其是在測(cè)繪領(lǐng)域，給傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)帶來(lái)了非常大的技術(shù)突破，對(duì)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展意義重大。

GPS側(cè)量技術(shù)可以提高工程測(cè)繪的質(zhì)量，GPS測(cè)量技術(shù)主要具有定位精度高、操作簡(jiǎn)單且效率高、功能多、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。

首先GPS測(cè)量技術(shù)的定位精度高，與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，其精度具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。在50千米以?xún)?nèi)精確度可達(dá)100%，在300-1800千米的范圍內(nèi)且一小時(shí)的工作時(shí)間內(nèi)，平面信號(hào)幾乎不存在誤差，即GPS系統(tǒng)在1800千米內(nèi)誤差非常小。GPS測(cè)量技術(shù)的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，使得工程測(cè)繪質(zhì)量得到了極大的提升，同時(shí)也為工程建設(shè)提供了準(zhǔn)確的建設(shè)依據(jù)。

其次，傳統(tǒng)測(cè)繪方式操作繁瑣、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、操作不便，導(dǎo)致測(cè)繪工作效率低下。GPS測(cè)量技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，且數(shù)字化和自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，操作人員的工作量大大降低，而測(cè)繪信息的效率卻得到了極大的提高，測(cè)繪結(jié)束也只需關(guān)閉接收器就行了。另外GPS系統(tǒng)的觀(guān)測(cè)時(shí)間短，在25千米內(nèi)定位靜態(tài)物體只要13-15分鐘。如果移動(dòng)目標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)的15千米范圍內(nèi)，只需1-3分鐘就可以對(duì)其進(jìn)行定位，流動(dòng)站的觀(guān)測(cè)往往幾秒就夠了。

第三，GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，功能強(qiáng)大，GPS測(cè)量技術(shù)可以測(cè)繪出三維坐標(biāo)信息以及空間和時(shí)間層面的動(dòng)態(tài)變化。因此，GPS測(cè)量技術(shù)不但可以應(yīng)用于導(dǎo)航和地理位置測(cè)繪，還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，反應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域的變化。GPS測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)全球氣候變化和地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害及時(shí)發(fā)出預(yù)警，幫助人們及早做出準(zhǔn)備。

第四，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)中觀(guān)測(cè)站之間需要有通視關(guān)系，確保測(cè)繪過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)遮擋物，才能達(dá)到測(cè)繪的精度要求。因此，傳統(tǒng)測(cè)繪站的位置確定難度大、成本高，且精度無(wú)法保證。所以傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在大范圍工程建設(shè)中始終無(wú)法得到有效應(yīng)用。而GPS測(cè)量技術(shù)是通過(guò)衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，因此觀(guān)測(cè)站之間不需要通視，使其選址更加靈活，且測(cè)繪結(jié)果精度更高。

第五，GPS測(cè)量技術(shù)中的衛(wèi)星可以在全球范圍內(nèi)定位，測(cè)繪不受空間和時(shí)間限制，可以實(shí)現(xiàn)全天候不間斷測(cè)量。另外，GPS測(cè)量技術(shù)不受天氣影響，應(yīng)用效率得到了極大提高。

二、GPS測(cè)量技術(shù)流程

GPS測(cè)量技術(shù)主要分為三部分，分別是定位測(cè)量點(diǎn)、構(gòu)建測(cè)量標(biāo)點(diǎn)和測(cè)量觀(guān)測(cè)。

首先是測(cè)量點(diǎn)的定位，其定位原則是安全便捷為前提，通常會(huì)選擇比較廣闊的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，另外要避免一切會(huì)影響GPS定位系統(tǒng)傳輸和接收的影響因素。所以，要準(zhǔn)確記錄GPS的測(cè)量點(diǎn)，作為以后工程測(cè)繪的依據(jù)。

其次是測(cè)量標(biāo)志的構(gòu)建，在定位好測(cè)量點(diǎn)后要在其位置上安裝測(cè)量標(biāo)志。測(cè)量標(biāo)志會(huì)隨著工程測(cè)繪環(huán)境的不同而不同，一般情況下都是在測(cè)量點(diǎn)下埋入標(biāo)石作為測(cè)量標(biāo)志。

最后是測(cè)量觀(guān)測(cè)，GPS測(cè)量技術(shù)通過(guò)室外的觀(guān)測(cè)所接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)傳達(dá)的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析。

三、GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析

本文從礦山測(cè)量、公路測(cè)量和城市測(cè)繪方面對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

首先是礦山測(cè)量，礦山的地形復(fù)雜，且要求定位準(zhǔn)確。而GPS測(cè)量技術(shù)測(cè)量精度高、高效便捷，在礦山測(cè)量中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度直接關(guān)系著礦區(qū)工程建設(shè)和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的安全和效率。GPS測(cè)量技術(shù)可以?xún)?yōu)化礦山工程測(cè)量的控制模式，其獲得的三維坐標(biāo)可以方便后期測(cè)量工作的開(kāi)展，并為其他煤礦工程提供參考依據(jù)。GPS測(cè)量技術(shù)可以提升測(cè)量精度，在礦山測(cè)量中要選點(diǎn)要避免障礙物和磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾。另GPS測(cè)量技術(shù)主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算測(cè)量結(jié)果，其質(zhì)量和準(zhǔn)確度得到了大大提升。同時(shí)，GPS測(cè)量技術(shù)受距離以及其他的因素影響較小，在高程測(cè)量中具有和平面測(cè)量相當(dāng)?shù)木龋瑢?duì)于復(fù)雜的礦山地區(qū)具有非常大的優(yōu)勢(shì)。因此，在復(fù)雜的礦區(qū)測(cè)量作業(yè)中會(huì)得到更加廣泛地應(yīng)用。

其次是公路測(cè)量，公路建設(shè)是我國(guó)交通系統(tǒng)中的非常重要的部分，是國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)工程，在公路建設(shè)中，工程測(cè)繪的準(zhǔn)確性直接關(guān)系著公路工程的規(guī)劃是否合理，同時(shí)還影響著其完工后的使用性能。GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)提高公路測(cè)繪的自動(dòng)化和數(shù)字化水平非常重要，其快速的數(shù)據(jù)處理能力，可以和公路工程設(shè)計(jì)軟件快速配合，提高勘測(cè)設(shè)計(jì)效率?？傊?，公路建設(shè)是我國(guó)的基礎(chǔ)工程，工程量非常大，GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用可以加快工作進(jìn)程，降低成本，確保公路規(guī)劃的合理性和建設(shè)的高質(zhì)量。

最后是城市測(cè)繪，城市建設(shè)是我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要項(xiàng)目，在進(jìn)行城市測(cè)繪時(shí)要做好標(biāo)準(zhǔn)化以實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的多樣化。在城市測(cè)繪中，GPS測(cè)量技術(shù)中使用最多的功能為定位和遙控等，提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的精確度。例如，在城市測(cè)繪中，三級(jí)測(cè)繪導(dǎo)線(xiàn)需要高的精確度，而傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)由于施工建筑等原因，會(huì)對(duì)測(cè)繪精度產(chǎn)生一定的影響。但是GPS測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)定位城市內(nèi)部進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，同時(shí)可以對(duì)城市兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行直接測(cè)量，避免破壞城市原有的建筑，可以快速完成城市測(cè)繪。總之，在城市測(cè)繪中，GPS測(cè)量技術(shù)不但精度高、速度快，還可以保護(hù)城市原有建筑，對(duì)于城市規(guī)劃和建筑非常重要。

四、結(jié)語(yǔ)：

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，工程測(cè)繪技術(shù)也在自動(dòng)化和數(shù)字化方面取得了極大的發(fā)展。尤其是GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用使得工程測(cè)繪的精確度和效率都得到極大的提高。本文對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了闡述，并從礦山測(cè)量、公路測(cè)量和城市測(cè)繪三個(gè)方面對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。目前我國(guó)在GPS測(cè)量技術(shù)方面的應(yīng)用還需要進(jìn)一步完善，以便能夠更好的進(jìn)行工程測(cè)繪，更好地進(jìn)行工程建設(shè)。

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作者單位：吉林省乾元地質(zhì)工程有限公司