試論GPS 測繪技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

王志堅 河南信恒測繪有限公司 王忠森 河南省華信測繪工程有限公司

一、概述GPS 測繪技術(shù)和工作原理

（一）概述GPS 測繪技術(shù)

運用GPS 全球定位系統(tǒng)，在全球的范圍內(nèi)，用戶能夠?qū)崟r連續(xù)三維定位測速導(dǎo)航實現(xiàn)。在測繪中應(yīng)用GPS 技術(shù)，使GPS測繪技術(shù)形成，既具有測量準(zhǔn)確和定位方法精度高的優(yōu)勢，又具有靈活方便等特點。根據(jù)實際測繪測量特定點狀態(tài)，GPS 測繪技術(shù)可以分為兩種類型：動態(tài)定位和靜態(tài)定位。其一，動態(tài)定位，就是實際測量工作中，特定點空間上的位置不斷地變化，在一定運動載體上應(yīng)用GPS 測繪技術(shù)；其二，靜態(tài)定位，就是固定測量的位置，空間位置上不會有變動出現(xiàn)，例如，在高空中，應(yīng)用GPS技術(shù)測繪大地表面的附著物。另外，科學(xué)技術(shù)在快速地發(fā)展，GPS 測繪技術(shù)也在不斷地進(jìn)步和發(fā)展，一種新的快速靜態(tài)定位的定位類型脫穎而出，其在比較短的時間內(nèi)，能夠找到坐標(biāo)的位置。

（二）GPS 測繪技術(shù)的工作原理

GPS 測繪技術(shù)的原理是由衛(wèi)星實現(xiàn)的，各種定位信號由衛(wèi)星接收以后，快速傳輸，計算得到處理的數(shù)據(jù)，與各種信息互相融合，建立起三維立體模型并展現(xiàn)出現(xiàn)，將更加快速便捷的服務(wù)提供給人們。操作GPS測繪技術(shù)，空間坐標(biāo)系統(tǒng)和地面固定坐標(biāo)系統(tǒng)兩個測繪坐標(biāo)必須要明確，2 個系統(tǒng)協(xié)調(diào)性應(yīng)該保證，從而使定位更加準(zhǔn)確，傳達(dá)信息更加明確。GPS 測繪技術(shù)工作的過程中，空間坐標(biāo)系統(tǒng)和地面固定坐標(biāo)系統(tǒng)互相轉(zhuǎn)換，借助坐標(biāo)使控制定位形成，從而使準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)提升。此外，GPS 測繪技術(shù)工作的過程中，還要應(yīng)用定位法劃分，形成兩種形態(tài)，即使相對定位和絕對定位，有關(guān)數(shù)據(jù)采用空間集合進(jìn)行分析和計算，使坐標(biāo)位置能夠絕對定位，結(jié)合經(jīng)緯度及高度的位置，將物體定位。

二、GPS 測繪技術(shù)在測繪工程中的具體應(yīng)用

（一）精密工程測繪

GPS 測繪技術(shù)具備較高的精準(zhǔn)度，這也滿足精密工程測繪對于測量精準(zhǔn)度的要求。在精密工程測繪的應(yīng)用中，主要應(yīng)用到的環(huán)節(jié)包括前期數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩部分，在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，首先建立滿足測繪需求的高等級控制網(wǎng)，通常采用C 級或D 級GPS 控制網(wǎng)結(jié)合三等水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)，在工程區(qū)域內(nèi)布設(shè)合理數(shù)量的控制點。然后使用GPS 接收機(jī)以邊連接等方式對各控制點進(jìn)行連測，獲取數(shù)據(jù)后利用隨機(jī)軟件或?qū)I(yè)處理軟件對數(shù)據(jù)校驗，對于精度超限的數(shù)據(jù)及時進(jìn)行重測，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和平差計算，得出準(zhǔn)確的測繪成果。

（二）城市建設(shè)工程

在城市建設(shè)工程進(jìn)行控制網(wǎng)設(shè)計時，GPS 測繪技術(shù)也發(fā)揮著非常重要的作用，該技術(shù)在城市設(shè)計環(huán)節(jié)中主要提供可靠的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，為城市規(guī)劃提供精確的定位保障。在城市發(fā)展期間離不開各類資源的支持，其中土地資源存量是制約城市發(fā)展速度的重要因素。在GPS 測繪技術(shù)的應(yīng)用背景下，可以對目前土地資源損耗情況進(jìn)行合理評估，借此來制定合理的規(guī)劃計劃，提升規(guī)劃方案的實用性。同時利用技術(shù)本身的應(yīng)用優(yōu)勢可以提供細(xì)化、可靠的數(shù)據(jù)信息，以此來完善現(xiàn)有的城市規(guī)劃內(nèi)容。需要注意的是，在城市建設(shè)工程中，還需要對城市生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，規(guī)劃內(nèi)容需要與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，從而提升設(shè)計內(nèi)容的生態(tài)效益。

（三）工程變形監(jiān)測

在工程施工過程中，受人為因素、地質(zhì)因素、施工因素的影響，有時會出現(xiàn)建筑發(fā)生變形的問題。此類問題的危害性較大，若不能及時對其進(jìn)行處理，會威脅到作業(yè)區(qū)域人員的生命財產(chǎn)安全。GPS 測繪技術(shù)在該工程中能夠充分發(fā)揮精準(zhǔn)度高、速度快的優(yōu)勢，及時提供監(jiān)測點位位置變化信息以供參考決策。工作方法為在作業(yè)區(qū)域內(nèi)布設(shè)一定數(shù)量的變形監(jiān)測點，采集初始數(shù)據(jù)信息，按照工程進(jìn)度跟蹤監(jiān)測，通過每次觀測的形變量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，描述數(shù)據(jù)信息的變化趨勢。如果形變量超出了合理范圍，則需要采取措施對其進(jìn)行處理，如支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨固技術(shù)等，起到及時糾正工程形變、提升作業(yè)環(huán)境安全性的作用。

（四）工程定位測量

GPS 測繪技術(shù)在該環(huán)節(jié)中主要采用靜態(tài)相對定位法和動態(tài)定位法。靜態(tài)相對定位是針對某一個時間節(jié)點的靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在該操作期間，其需要的觀測時間較長，操作過程比較簡單，一般需要在點位上設(shè)置接收機(jī)設(shè)備便可以自動完成點位的數(shù)據(jù)信息采集工作。動態(tài)定位測量的煩瑣度相對較高，需要借助多個參考點位來求取轉(zhuǎn)換參數(shù)確定未知控制點的坐標(biāo)信息。根據(jù)GPS 測繪技術(shù)自動化強(qiáng)的應(yīng)用特點，動態(tài)測量過程中，設(shè)備系統(tǒng)自身能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理，及時發(fā)現(xiàn)問題，提高數(shù)據(jù)的處理速度和精準(zhǔn)度。

（五）工程水準(zhǔn)測量

在測繪工程中，水準(zhǔn)測量是工作內(nèi)容的重要部分，傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測量方法容易出現(xiàn)誤差累積的情況，影響數(shù)據(jù)成果的準(zhǔn)確性。在GPS 測繪技術(shù)的幫助下，結(jié)合地球曲率和高度數(shù)據(jù)較精確計算點位之間高差，約束水準(zhǔn)誤差累積值，能夠?qū)λ疁?zhǔn)測量點之間高差進(jìn)行比較分析。利用GPS 測繪技術(shù)還能夠?qū)Ω叱瘫O(jiān)測點進(jìn)行不間斷測量，結(jié)合平臺同步數(shù)據(jù)處理功能，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，而且還能夠更加準(zhǔn)確反映空間模型數(shù)據(jù)變化信息，進(jìn)一步提升了測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和實時性。

三、結(jié)束語

將GPS 測繪技術(shù)應(yīng)用到測繪工程當(dāng)中，采取合理措施來優(yōu)化測繪過程，對于加快測繪工作開展速度、提高測繪成果準(zhǔn)確性有著積極的意義。在很大程度上突破了傳統(tǒng)的限制，使得工程測量能夠?qū)崿F(xiàn)更加高精度、高質(zhì)量的測量工作。