GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析

張李峰

摘 要：在我國工程項(xiàng)目的不斷建設(shè)與發(fā)展中，GPS工程測繪技術(shù)每年都在不斷更新?lián)Q代。下文主要研究了GPS測繪技術(shù)在工程項(xiàng)目測繪中的應(yīng)用，通過分析GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用，望為工程測繪的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：GPS 測量技術(shù);工程;測繪;應(yīng)用

1 、GPS 測繪技術(shù)概述

GPS 測繪，又稱為衛(wèi)星測繪技術(shù)，其原理是在需要測繪的地點(diǎn)安裝 GPS 接收機(jī)，并通過衛(wèi)星進(jìn)行測繪地點(diǎn)的勘測，之后再將信息通過 GPS 接收機(jī)進(jìn)行采集。在測繪數(shù)據(jù)的收集過程中，隨著衛(wèi)星與GPS接收機(jī)的空間相對(duì)位置的不斷變化，逐漸累積出整個(gè)勘測地點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)而得出整個(gè)勘測點(diǎn)的全貌，最終得到相對(duì)精確的測繪數(shù)據(jù)

GPS測繪技術(shù)，一般為衛(wèi)星測繪技術(shù)，是在需要測繪的地點(diǎn)安裝GPS接收機(jī)，通過衛(wèi)星進(jìn)行測量，然后通過GPS接收機(jī)采集數(shù)據(jù)信息。在其數(shù)據(jù)采集過程中，隨著衛(wèi)星與GPS接收機(jī)相對(duì)位置的不同，逐漸采集整個(gè)測量場地的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而得到了整個(gè)測量點(diǎn)，最終得到了整個(gè)測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而為工程測繪服務(wù)，其工程流程如圖1。

GPS測繪技術(shù)的操作過程非常簡易，其在測繪中，由于近地衛(wèi)星的強(qiáng)大性能，能夠?qū)⒖睖y地點(diǎn)的勘測精度細(xì)化到毫米級(jí)別，在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量時(shí)也能夠精確到厘米級(jí)別。同時(shí)，它對(duì)場地要求極低，只需要處于衛(wèi)星能夠進(jìn)行掃描的地表位置，且上空無信號(hào)遮擋物，即可進(jìn)行地面的衛(wèi)星測繪工作。

2、GPS 測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

2.1 工程變形監(jiān)測

GPS 測繪技術(shù)能用于測繪各種工程變形的情況。在進(jìn)行高層建筑物的動(dòng)態(tài)特征監(jiān)測過程中，運(yùn)用 GPS 變形監(jiān)測能夠?qū)崟r(shí)并準(zhǔn)確地監(jiān)測高層建筑物收到各種外界因素諸如臺(tái)風(fēng)、地震等影響時(shí)的動(dòng)態(tài)特征。GPS 測繪技術(shù)的高自動(dòng)化程度以及全天候全時(shí)性的動(dòng)態(tài)監(jiān)控能力，使得整個(gè)監(jiān)控過程更安全、高效與精確。在大壩的形變測繪過程中，GPS 技術(shù)能夠?qū)⒋髩蔚男巫兙染_到毫米級(jí)別，對(duì)于及時(shí)地發(fā)現(xiàn)形變問題起到了關(guān)鍵的作用。在進(jìn)行地面沉陷的測繪與觀測時(shí)，特別是對(duì)能源工業(yè)中的開采活動(dòng)中出現(xiàn)的礦區(qū)地表活動(dòng)等的觀測時(shí)，對(duì)礦區(qū)地表的形變程度做出分析與監(jiān)控，在進(jìn)行礦區(qū)地表的觀測活動(dòng)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)地面的形變，對(duì)地表沉降帶來的危害進(jìn)行有效地規(guī)避。

2.2 線路建設(shè)勘測

線路勘測是各種交通、鐵路、通訊工程建設(shè)中的重要工作之一。在進(jìn)行GPS 測繪工程中，重要的是對(duì)所選路線進(jìn)行 GPS 控制網(wǎng)的布設(shè)。在布設(shè)完成之后，利用GPS接收機(jī)對(duì)整個(gè)選取的線路進(jìn)行靜態(tài)觀測，一般選取時(shí)常為 30 ～ 90min，并進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)的預(yù)處理。同時(shí)在道路選擇前可以利用 GPS 信息繪制帶有等高線的大比例地形圖，并能夠一目了然的觀測到地面的情況，并對(duì)道路進(jìn)行詳細(xì)地規(guī)劃。同時(shí)在進(jìn)行施工的土石方量計(jì)算時(shí)，也可以利用先進(jìn)的計(jì)算與繪圖軟件對(duì) GPS 信息進(jìn)行分析，并對(duì)道路的橫縱斷面進(jìn)行放樣。GPS 測繪技術(shù)中，自帶有地面線自動(dòng)連接的功能，因此只需要把地面數(shù)據(jù)輸入到軟件中，便可自動(dòng)進(jìn)行土石方量的計(jì)算，大大降低了工作的計(jì)算量，提升了整個(gè)工作的效率。

2.3 建筑工程勘測

GPS 測繪還可用于建筑工程的施工定位過程中，在建筑測繪的過程中能夠有效地減少安全問題的發(fā)生。首先，建筑工程測繪的過程中不需要進(jìn)行人為地測繪方面的控制，高度自動(dòng)化的 GPS 測繪設(shè)備能夠?qū)φ麄€(gè)建筑工程的施工情況、施工精度以及地面狀況進(jìn)行分析，并將這些信息以數(shù)據(jù)的方式發(fā)送到建模軟件之中，使施工方對(duì)工程的整體到細(xì)部的情況都有所了解。在進(jìn)行施工的過程中，同時(shí)還要考慮建筑的放線測量的精度，以及建筑本身的構(gòu)造、城市規(guī)劃要求以及環(huán)境條件給建筑帶來的影響等，使用 GPS 測繪系統(tǒng)能在一定程度上無視這些問題，對(duì)建筑進(jìn)行高精度的測繪，提升建筑的質(zhì)量。

2.4 隧道工程勘測

在隧道工程中進(jìn)行 GPS 測繪工作，能夠?qū)λ淼赖目茖W(xué)選址起到良好的作用。在隧道選址完成之后，還可以根據(jù) GPS掃描以及隧道內(nèi)的巖樣分析來確定當(dāng)前隧道建筑過程中的穩(wěn)定性，還可以對(duì)隧道的安全狀況進(jìn)行分析，時(shí)刻防止坍塌的情況出現(xiàn)以威脅整個(gè)施工工程的進(jìn)展。

2.5 水下工程勘測

GPS 測繪工作能夠?qū)λ嬉韵碌牡匦芜M(jìn)行勘測。由于衛(wèi)星掃描的特殊性，能夠無視水文情況進(jìn)行水下地質(zhì)情況的掃描。因此在進(jìn)行水利工程的修建的過程中，運(yùn)用 GPS 測繪技術(shù)了解水面下的地質(zhì)情況與地形，可以提升整個(gè)工程的施工進(jìn)度。將差分 GPS 接收機(jī)、測深儀與潮位測定儀應(yīng)用到整個(gè) GPS 測繪工作之中，并利用終端接收器來接受設(shè)備訊號(hào)，之后便可產(chǎn)生十分精確的水下地形大比例尺地形圖，降低測繪難度，提升整個(gè)測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 、GPS 測繪的應(yīng)用流程

3.1 科學(xué)定位測量點(diǎn)

在進(jìn)測量前，首先要確定GPS地點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行GPS定位。測點(diǎn)是指GPS測繪中測量范圍的選擇，它可以提高GPS測繪的精度。技術(shù)人員在選擇測繪點(diǎn)時(shí)，首先要仔細(xì)篩選測繪點(diǎn)，考慮多方面點(diǎn)的具體位置和信號(hào)強(qiáng)度。不符合測繪點(diǎn)要求時(shí)，需要及時(shí)更換，重新確定測繪點(diǎn)，將信號(hào)接收機(jī)向不同方向固定，，提高信號(hào)質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2 GPS 布網(wǎng)技術(shù)

GPS網(wǎng)的布設(shè)需要遵循以下幾個(gè)原則：一是獨(dú)立觀測，將觀測點(diǎn)劃分成閉合圖，增加檢查條件，提高測網(wǎng)的可靠性;二是盡量與原地面網(wǎng)重合，測量點(diǎn)要不少于三個(gè);三是建立水準(zhǔn)測量點(diǎn)，并設(shè)置測點(diǎn)，提高GPS測繪的精度，及時(shí)判斷各種GPS接收機(jī)的情況;四是在GPS網(wǎng)附近至少設(shè)置一個(gè)良好的可見點(diǎn)，作為確定聯(lián)合測量方向的依據(jù);五是定位網(wǎng)需要在開放區(qū)域，衛(wèi)星信號(hào)在其下方地面。同時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和即時(shí)性，GPS網(wǎng)的獨(dú)立觀測邊緣應(yīng)根據(jù)不同用途形成一定形狀的幾何圖形。

結(jié)束語

GPS測量技術(shù)在工程測量中具有定位精度高、觀測時(shí)間短、操作簡易、24小時(shí)適用等特點(diǎn)，它不僅可用于一般工程測量，還可用于精密工程測量等工程，相關(guān)工作人員應(yīng)繼續(xù)挖掘GPS技術(shù)的潛力，使其在工程測繪中準(zhǔn)確、快速，促進(jìn)工程項(xiàng)目的建設(shè)。

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