工程測量中GPS測量技術(shù)的運(yùn)用

劉興勝

摘 ?要：GPS測量技術(shù)是工程測量的關(guān)鍵技術(shù)方法之一，能夠讓工程測量中更加準(zhǔn)確，是當(dāng)前廣泛使用的一種新型技術(shù)。為了提升工程測量質(zhì)量，文章通過分析GPS測量技術(shù)的各項特性，闡述了其在工程測量中的一些具體使用措施，以期能夠促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工程測量;GPS測量技術(shù);運(yùn)用

中圖分類號：P228.4 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）32-0160-02

Abstract： GPS survey technology is one of the key technical methods of engineering survey， which can make engineering survey more accurate， and is a new technology widely used at present. In order to improve the quality of engineering survey， this paper analyzes the characteristics of GPS survey technology， and expounds some specific measures to use it in engineering survey， in order to promote the sustainable development of the construction industry.

Keywords： engineering survey; application of GPS; survey technology

進(jìn)入新時代以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息化手段的不斷發(fā)展，我國技術(shù)水平得到了不斷提升，在社會各個領(lǐng)域中，越來越多的科學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。尤其是作為一種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)物，GPS技術(shù)的出現(xiàn)與持續(xù)發(fā)展，在民用領(lǐng)域中的運(yùn)用也變得越來越普遍與廣泛。并且GPS測量技術(shù)具有測量成本低廉、測量精度高、便于操作等優(yōu)點(diǎn)，在工程測量方面，發(fā)揮著非常關(guān)鍵的影響和作用。本文主要對工程測量中GPS測量技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了研究。

1 GPS測量技術(shù)綜述

GPS測量技術(shù)主要是針對某一具體特定地區(qū)，依賴于人造地球衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的。目前，GPS技術(shù)已經(jīng)滲透到了隧道變通、大壩實(shí)時監(jiān)測等，并在這些高精度、高密度要求工程中得到了廣泛的運(yùn)用。同時，我國還設(shè)立了高精密工程控制網(wǎng)，廣泛地使用了對GPS定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各項高精密要求的測量工程工作。GPS測量技術(shù)是一種建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)下的新型測量手段。傳統(tǒng)的工程測量工作中，測量工作是由人工完成的，耗費(fèi)的時間比較長，測量方法也難以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而GPS測量技術(shù)是通過設(shè)備來接收測量衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，主要包括地面控制、空間星座、用戶設(shè)備三個測量系統(tǒng)，并且為了獲得準(zhǔn)確的計算結(jié)果，GPS技術(shù)還能科學(xué)合理地對這些收集、整理和統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。同時在測量的時候，利用GPS測量技術(shù)的相關(guān)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的自動化控制。

2 GPS測量技術(shù)在工程測量中的優(yōu)勢

GPS測量技術(shù)準(zhǔn)確性高、測量時間短、定位精度高，相對于傳統(tǒng)的測量方式來說，在工程測量中具有非常明顯的優(yōu)勢。

一方面，在測量過程中，GPS測量技術(shù)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，受其他因素的影響很小。并且以GPS工作原理為基礎(chǔ)，接收機(jī)僅需一顆衛(wèi)星傳輸?shù)男盘柧湍芡瓿啥ㄎ晃恢?。具體使用的時候，可以以更多的衛(wèi)星信號當(dāng)作檢測值、修正值運(yùn)用到定位計算之中，可以接受獲取多顆衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?，從而確保GPS測量平均誤差小于1mm。GPS技術(shù)可以更好的完成測量定位相對較為嚴(yán)格、較高的工程測量。

另一方面，GPS測量技術(shù)不但可以縮短測量工作所耗費(fèi)的時間，操作簡單、工作人員的工作難度較低，還具有十分良好的自動化以及智能化程度，能夠有效提升工程測量工作的工作效率。針對靜態(tài)導(dǎo)線來說，技術(shù)人員僅需對接收參數(shù)作出具體設(shè)置，對接收器具體工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，就能進(jìn)行開機(jī)工作，架設(shè)控制點(diǎn)。測量完成之后，系統(tǒng)能夠自動對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理，僅需要關(guān)閉按鈕，并合理保存就好。通過接收機(jī)配置標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)場應(yīng)用階段中，技術(shù)人員可以計算和設(shè)置所需坐標(biāo)，就可以完成即時現(xiàn)場定位。

另外，傳統(tǒng)測量技術(shù)作業(yè)期間需要通視彼此相鄰的控制點(diǎn)，才能確保觀測儀器同棱鏡之間保持通視，但測量結(jié)果受地形起伏的影響很大。而由于GPS測量技術(shù)的定位計算參照占位于控制，因此其無需過于擔(dān)心，不用對現(xiàn)場通視情況作出考慮，測量工作會更加靈活、流暢。并且傳統(tǒng)工程測量工作中，控制測量點(diǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計主要依靠人為讀數(shù)。因此，在完成數(shù)據(jù)測量后，為了確保數(shù)據(jù)的有效性，還需要對其進(jìn)行校核。如：通過測量前視鏡與后視鏡的方式，借助全站儀進(jìn)行控制測量點(diǎn)數(shù)據(jù)采集時，應(yīng)需要反復(fù)檢測數(shù)據(jù)存在的問題。而GPS測量技術(shù)不需要進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠節(jié)約大量的測量時間，只要在初始狀態(tài)下，根據(jù)運(yùn)用要求，擺放好位置，滿足相關(guān)儀器設(shè)備精準(zhǔn)度即可，能夠順利地推進(jìn)建筑工程進(jìn)程，提升數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

3 工程測量中GPS測量技術(shù)的具體運(yùn)用措施

3.1 控制測量中的運(yùn)用

在工程測量工作中，控制測量是一項內(nèi)容。而在控制測量中，GPS測量技術(shù)的運(yùn)用能夠更好地為建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)進(jìn)行策劃。在很大程度上，工程測量的整體進(jìn)度會受到城市控制網(wǎng)很大的影響，這是由于城市控制網(wǎng)本身特征的緣故，如：面積大、控制難度高等，在很多情況下，城市1級、2級、3級線的點(diǎn)會被破壞。因此，在工程測量中，廣泛的運(yùn)用GPS靜態(tài)測量能夠很好地滿足對城市測繪點(diǎn)的精密要求，具有較高的精確性，能夠更好地為城市控制點(diǎn)提供各項信息。在工程測量工作中，靜態(tài)測量分為快捷靜態(tài)測量和常規(guī)靜態(tài)測量模式。前者具有速度快、無需通視、測量精度高等優(yōu)勢，主要應(yīng)用與對區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行地形測繪或者進(jìn)行工程放樣作業(yè)等，在位置定位和數(shù)據(jù)處理上，測量人員必須通過兩個以上已知坐標(biāo)點(diǎn)，是一種通過相對位置進(jìn)行定位的模式。首先應(yīng)將一臺GPS測量儀的接收機(jī)設(shè)置為基準(zhǔn)站，移動站設(shè)置一臺或多臺GPS測量儀接收機(jī)，為了獲得測量點(diǎn)的絕對位置，應(yīng)通過移動站與基準(zhǔn)站之間的相對位置關(guān)系和已知點(diǎn)的坐標(biāo)值;后者可以最大限度地延長觀測時間，主要適用于范圍和規(guī)模比較大的控制系統(tǒng)，是利用兩個已知坐標(biāo)點(diǎn)或者未知坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，借助3臺或者3臺以上的GPS接收機(jī)，在45min以上的時間中，同步觀測四顆或者更多的衛(wèi)星，從而提升觀測效率。

3.2 點(diǎn)位選擇之中的運(yùn)用

在觀測站之間，GPS測量技術(shù)沒有通視這一項內(nèi)容，這不但會減少操作內(nèi)容，還會增加點(diǎn)位可選擇性。因此，在點(diǎn)位選擇之中運(yùn)用GPS測量技術(shù)，在可以選擇視野范圍較寬的地區(qū)，測量技術(shù)人員運(yùn)用GPS測量技術(shù)，充分發(fā)揮其自身的作用，開展點(diǎn)位選擇，可以最大程度減少多路徑誤差。另外，觀測點(diǎn)的位置應(yīng)當(dāng)選取在較為穩(wěn)定的位置，只有這樣，在GPS測量技術(shù)具體運(yùn)用過程中，才能使其他電磁波和磁場等不影響GPS測量技術(shù)的信號接收。并且在一定的距離范圍之內(nèi)，為了確保GPS測量技術(shù)在點(diǎn)位選擇過程中發(fā)揮作用，該位置周圍還不應(yīng)當(dāng)有較強(qiáng)烈的電磁波和磁場干擾等。

3.3 動態(tài)相對定位中的運(yùn)用

動態(tài)相對定位技術(shù)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)就是具體運(yùn)用GPS信號，是對觀測目標(biāo)的其他參照物的多方面內(nèi)容進(jìn)行具體的分析，如：位置、距離、時間和具體定點(diǎn)等。GPS動態(tài)定位是通過對設(shè)置在衛(wèi)星載體上的GPS信號進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控狀態(tài)，是通過信號接收機(jī)來對GPS定位天線實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測。動態(tài)相對定位技術(shù)主要適用于移動物體進(jìn)行測量的系統(tǒng)，為了獲得物體在移動時產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，其是在物體上按照GPS定位收發(fā)裝置，通過基站的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化和處理分析，使用移動站的接收機(jī)和數(shù)據(jù)連接方式，獲得基站發(fā)來信號后，獲得待測數(shù)據(jù)的具體位置信息。在動態(tài)相位對定位技術(shù)之中，GPS技術(shù)會采用基準(zhǔn)站轉(zhuǎn)發(fā)到流動站，將收集到的信息在短時間之內(nèi)到流動站，方便基準(zhǔn)站將所收集到的相關(guān)信息傳播需要通過流動站對信息和數(shù)據(jù)的處理形成科學(xué)的數(shù)據(jù)鏈。目前，在道路的勘探中，工作人員通過運(yùn)用GPS動態(tài)相對定位技術(shù)，可以在短時間內(nèi)，增強(qiáng)對道路勘測的直線和曲線觀測，并實(shí)施維修與養(yǎng)護(hù)道路的工作。并且，GPS動態(tài)相對定位技術(shù)可以事先完成部分工程測量內(nèi)容，因此，在工程測量中，運(yùn)用GPS動態(tài)相對定位技術(shù)，可以極大的縮短整體工程量，提升道路使用的整體效率和效益，減少對這部分測量內(nèi)容的完成工作，實(shí)現(xiàn)對道路開發(fā)與勘測維修和養(yǎng)護(hù)等費(fèi)用的節(jié)約。

3.4 實(shí)時動態(tài)技術(shù)的運(yùn)用

在工程測量工作中，實(shí)時動態(tài)技術(shù)（RTK技術(shù)，Real-time kinematic）對工作人員的要求不高，只需要一個人就能利用該技術(shù)設(shè)定工程建設(shè)項目需要測量的目標(biāo)點(diǎn)、獲得測量位置的具體信息。并且其操作和運(yùn)用方式非常簡單，能夠錄用信息技術(shù)，將獲得的目標(biāo)點(diǎn)信息數(shù)據(jù)繪制出測量區(qū)域的地形圖，是我國目前使用最為廣泛的技術(shù)，具備設(shè)定簡單、攜帶方便的優(yōu)勢。

4 工程測量中GPS測量技術(shù)的發(fā)展趨勢

進(jìn)入新時代以來，快速發(fā)展的信息技術(shù)改變了人們的生產(chǎn)方式和生活方式，各行各業(yè)迎來了極大的發(fā)展機(jī)遇，市場活力和需求被激發(fā)，信息技術(shù)被運(yùn)營到了諸多行業(yè)中，工程測量領(lǐng)域也不例外。目前，隨著工程建設(shè)的不斷發(fā)展，測量工作要求越來越高。而作為一項新興的技術(shù)，由于GPS測量技術(shù)具有不同的分類。因此，在運(yùn)用GPS測量技術(shù)中，應(yīng)該按照實(shí)際情況來選擇不同的技術(shù)。并且在未來，還需要改進(jìn)和優(yōu)化一下幾點(diǎn)問題。

一方面，GPS技術(shù)層面問題。與常規(guī)儀器相比，在工程控制測量過程中，需要基于基準(zhǔn)點(diǎn)精度進(jìn)行復(fù)核起算，確保計算點(diǎn)和觀測點(diǎn)的位置分布合理。應(yīng)通過科學(xué)合理的途徑增強(qiáng)信號的抗干擾能力或GPS信號強(qiáng)度;應(yīng)盡可能地規(guī)避和清除遮蔽物，減少GPS測量誤差，確保測量精度滿足城市測繪工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

另一方面，工作人員層面問題。工作人員的操作是確保工程測量數(shù)據(jù)誤差的重要基礎(chǔ)。因此，應(yīng)積極引進(jìn)和推進(jìn)規(guī)范測量操作規(guī)程，定期組織專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，不斷提升測量人員的操作技術(shù)水平;為了減少測量人員在使用過程中產(chǎn)生誤差的可能性應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的獎懲措施，對不嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行測量的人員;應(yīng)合理細(xì)化測量工作步驟，設(shè)定明確的測量計劃和測量目標(biāo)，提升測量質(zhì)量。

5 結(jié)束語

相較于傳統(tǒng)的人工測量技術(shù)來說，目前，GPS技術(shù)已經(jīng)在許多行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著非常重要的作用，在測量定位速度、便捷性和測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等方面，GPS測量技術(shù)具有非常明顯的優(yōu)勢。因此，在未來的工程測量工作中，測量人員也應(yīng)該順應(yīng)時代的要求，重視對GPS技術(shù)的科學(xué)合理運(yùn)用，才能滿足工程測量的需要，確保工程質(zhì)量和施工效率。

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