GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

張超

摘要：新時(shí)期，在我國(guó)科學(xué)技術(shù)飛速進(jìn)步的趨勢(shì)下，越來(lái)越多的新興測(cè)繪技術(shù)不斷涌現(xiàn)，也開始朝著數(shù)字化智能化的方向發(fā)展，而GPS作為一種十分先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)，在測(cè)繪工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得十分理想的效果。對(duì)于傳統(tǒng)效率低精度低的測(cè)繪技術(shù)而言，這種基于GPS的先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)操作更加簡(jiǎn)單，且測(cè)量工作精度更高、時(shí)間短，有著十分理想的應(yīng)用前景，對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)更有著很大的價(jià)值?；诖耍疚膶?duì)GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用?進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：GPS測(cè)繪技術(shù);測(cè)繪工程;應(yīng)用

1 GPS測(cè)繪技術(shù)概述

GPS技術(shù)主要是基于地面數(shù)據(jù)傳導(dǎo)設(shè)備和監(jiān)控單位以及衛(wèi)星接收設(shè)備信息傳導(dǎo)渠道，演變而來(lái)的一種定位和導(dǎo)航系統(tǒng)。在此類技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，一方面能夠有效借助衛(wèi)星高清攝像頭監(jiān)控地表環(huán)境情況;另一方面，也能以數(shù)據(jù)渠道將影像信息傳輸給計(jì)算機(jī)，在更短的時(shí)間內(nèi)獲取更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此，GPS技術(shù)應(yīng)用在測(cè)繪工程中可以不斷提高工程數(shù)據(jù)采集的效率和質(zhì)量，也能避免數(shù)據(jù)核對(duì)中造成的問(wèn)題，能夠縮短時(shí)間與成本，特別是在與通信設(shè)備相結(jié)合時(shí)，能夠憑借數(shù)據(jù)傳導(dǎo)，使沿途質(zhì)量環(huán)境數(shù)據(jù)變化處于實(shí)時(shí)監(jiān)控的狀態(tài)，能夠降低地表變化等一系列問(wèn)題。對(duì)工程測(cè)繪所產(chǎn)生的影響，更能憑借智能化和自動(dòng)化技術(shù)，使GPS技術(shù)應(yīng)用得到拓展。

2 GPS測(cè)量技術(shù)的基本特征與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

2.1 能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位

多項(xiàng)研究與實(shí)踐證實(shí)，GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪的應(yīng)用，具有較為精確的定位功能。利用GPS測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位時(shí)，其定位精度不僅能夠控制在厘米級(jí)別，且與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，在進(jìn)行靜態(tài)相對(duì)定位時(shí)的定位精度表現(xiàn)更高，能夠有效滿足工程測(cè)繪的測(cè)量定位精確度要求，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更突出。

2.2 能夠全天候測(cè)量

GPS測(cè)量技術(shù)以全球通信衛(wèi)星為基礎(chǔ)，隨著GPS衛(wèi)星技術(shù)與有關(guān)研究的不斷深入和完善，再加上各衛(wèi)星的均衡分布，基本能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地球各角落的全面覆蓋，在全球通信衛(wèi)星及有關(guān)衛(wèi)星接收裝置等硬件設(shè)備的不斷完善支持下，能夠利用GPS測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)全天候的有效測(cè)量，并且其對(duì)測(cè)量環(huán)境的要求不高，除少量極為惡劣雷雨氣象影響、大面積水域、高壓電塔外，其余環(huán)境下均能夠正常工作。

2.3 具有多樣化的功能，操作方便、應(yīng)用范圍廣泛

GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，不僅能夠獲取更精確的三維坐標(biāo)，且可以提供測(cè)時(shí)與測(cè)速功能，對(duì)導(dǎo)航功能進(jìn)行支持。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷完善和提升，其在多個(gè)測(cè)繪相關(guān)領(lǐng)域均有一定應(yīng)用，包含工程測(cè)量、地形測(cè)量、航空攝影測(cè)量以及海洋測(cè)繪等，具有較為廣泛的應(yīng)用范圍。此外，GPS測(cè)量技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行了引入和吸收，其本身的集成化、自動(dòng)化與智能化水平也得到了提升。

3 GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

3.1 在精密工程測(cè)繪中的應(yīng)用

首先，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建符合測(cè)繪需求的高等級(jí)控制網(wǎng)。一般情況下，都會(huì)利用C級(jí)或D級(jí)GPS控制網(wǎng)并結(jié)合三等水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)布設(shè)控制網(wǎng)，并在工程區(qū)域當(dāng)中設(shè)置控制點(diǎn)。之后，需要利用GPS接收機(jī)對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行連測(cè)，從而獲取測(cè)繪數(shù)據(jù)，并利用專業(yè)處理軟件或隨機(jī)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，若存在精度超限的數(shù)據(jù)需及時(shí)進(jìn)行重新測(cè)量，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與平差計(jì)算，從而提高測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2 在城市建設(shè)工程中的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)可以為控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)與布設(shè)提供基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，并為城市規(guī)劃提供定位支持。城市發(fā)展需要諸多資源的支持，而土地資源的存量阻礙了城市的發(fā)展。利用GPS測(cè)繪技術(shù)可以有效評(píng)估土地資源的損耗情況，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行土地資源的規(guī)劃，提高土地資源的利用率。同時(shí)，GPS測(cè)繪技術(shù)可以為城市建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)信息，可以完善城市規(guī)劃的內(nèi)容。

3.3 對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理

在采用GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，要對(duì)原始的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和整理，為后續(xù)的計(jì)算分析打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，例如，采用GPS進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要提前對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還要對(duì)各種基線向量加以計(jì)算，與反復(fù)觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以此獲取更加清晰準(zhǔn)確的結(jié)果，再進(jìn)行預(yù)處理，將相關(guān)數(shù)據(jù)作為明確依據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，計(jì)算中也要通過(guò)獨(dú)立的基線組合成閉合圖形，再利用三維基線和相應(yīng)的方差協(xié)作，以一種觀測(cè)信息呈現(xiàn)出來(lái)。采用GPS網(wǎng)中的三維無(wú)約束平差計(jì)算，在國(guó)家坐標(biāo)系或是城市坐標(biāo)系進(jìn)行二維約束平差。

3.4 在工程定位測(cè)量中的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)在工程定位測(cè)量中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在動(dòng)態(tài)定位法與靜態(tài)相對(duì)定位法的應(yīng)用上。其中，動(dòng)態(tài)定位測(cè)量具有較高的繁瑣度，需要利用多個(gè)參考點(diǎn)定位獲取轉(zhuǎn)換參數(shù)，從而明確未知控制點(diǎn)的坐標(biāo)信息。由于GPS測(cè)繪技術(shù)具有較高的自動(dòng)化水平，所以在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)處理數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)當(dāng)中的問(wèn)題，可提高數(shù)據(jù)處理效率與準(zhǔn)確率。而靜態(tài)相對(duì)定位指的是采集某一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)數(shù)據(jù)，觀測(cè)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但是操作簡(jiǎn)單，只需要在點(diǎn)位上安裝接收機(jī)設(shè)備便可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)信息。

3.5 水下工程測(cè)繪及應(yīng)用分析

GPS測(cè)量技術(shù)在水下工程測(cè)繪中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)為海洋資源的開發(fā)利用以及碼頭與海岸施工設(shè)計(jì)、海港建設(shè)等工程測(cè)繪實(shí)踐中的GPS測(cè)量和應(yīng)用。在進(jìn)行上述工程測(cè)繪作業(yè)開展中，由于其特殊的作業(yè)環(huán)境影響，需要開展相應(yīng)的水下地形測(cè)繪工作，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的平面位置坐標(biāo)與具體水深等情況測(cè)量和分析，對(duì)測(cè)繪精確度要求較高。

根據(jù)上述水下工程測(cè)繪要求，在實(shí)際測(cè)量分析中，采用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，不僅對(duì)測(cè)量設(shè)備以及測(cè)量人員的專業(yè)能力要求較高，實(shí)際測(cè)量情況也十分復(fù)雜，容易因測(cè)量過(guò)程中的操作不當(dāng)或者是專業(yè)能力不足，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在誤差。針對(duì)這種情況，采用GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行水下工程測(cè)繪的平面位置坐標(biāo)獲取，同時(shí)通過(guò)GPS中技術(shù)的載波相位差分技術(shù)支持，完成水下工程測(cè)繪的各項(xiàng)測(cè)量任務(wù)。

3.6 可以進(jìn)行野外觀測(cè)信息記錄

由于控制運(yùn)用存在一定的特殊性，因此要考慮到前期的測(cè)量不空，也要對(duì)后續(xù)所涉及的測(cè)量?jī)?nèi)容進(jìn)行充分考察，在選點(diǎn)時(shí)要注意點(diǎn)，要與大面積的水面保持一定距離，避免受到影響產(chǎn)生多路徑效應(yīng)。除此之外，選點(diǎn)的周圍高度角要保持在15°以上，避免出現(xiàn)障礙物，以免對(duì)信號(hào)的接收產(chǎn)生影響。在進(jìn)行GPS靜態(tài)測(cè)量時(shí)，GPS的接收機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)，不同的接收機(jī)在不同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行開啟時(shí)，每一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的接收機(jī)開啟之前都要對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)星和天氣等進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。

3.7 在動(dòng)態(tài)差分測(cè)量中的應(yīng)用

測(cè)繪工程工作常用動(dòng)態(tài)差分測(cè)量，即利用這種方式對(duì)作業(yè)區(qū)域當(dāng)中的點(diǎn)位進(jìn)行無(wú)差別測(cè)量，獲取更多的測(cè)繪數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確反映高程的變化信息。為降低數(shù)據(jù)整合處理的難度，在前提處理時(shí)，需要將作業(yè)區(qū)域分為多個(gè)模塊，并從不同模塊入手整理測(cè)繪數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確定位空間數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)信息是否準(zhǔn)確合規(guī)，明確其中的錯(cuò)誤信息。此外，在進(jìn)行動(dòng)態(tài)差分測(cè)量是，需要明確基準(zhǔn)點(diǎn)的具體位置以及測(cè)量邊界線的具體位置，避免出現(xiàn)重測(cè)等情況，尤其是需要做好邊界線位置數(shù)據(jù)的編號(hào)區(qū)分工作，以免遺漏。

4 結(jié)束語(yǔ)

GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于測(cè)繪工程中，具有突出的作用和優(yōu)勢(shì)，對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪工程中的具體實(shí)踐和應(yīng)用進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)測(cè)繪工程領(lǐng)域的技術(shù)革新，推動(dòng)測(cè)繪領(lǐng)域的進(jìn)一步提升和發(fā)展，具有積極的作用和意義。

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