GPS 測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

劉淇 劉偉

（志丹縣自然資源局，陜西 延安 717500）

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，各種工程項(xiàng)目越來越多，這就需要更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐，才能建設(shè)出高品質(zhì)的工程項(xiàng)目，GPS應(yīng)用在工程測(cè)量中，全面提高測(cè)量效率，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)用性、精準(zhǔn)度。傳統(tǒng)工程規(guī)劃與勘測(cè)，依靠的是人力來完成，而人力高強(qiáng)度的獲取的數(shù)據(jù)存在誤差，影響了工程的質(zhì)量與安全，簡單的人力勞動(dòng)和簡陋的設(shè)備不能滿足現(xiàn)代化建設(shè)需求，只有全面依靠GPS技術(shù)，才能全面實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量目標(biāo)，確保建筑項(xiàng)目安全與穩(wěn)定。

一、GPS測(cè)繪技術(shù)基本概述與基本原理

（一）基本概述

GPS全稱為GIobal Positioning System，即“全球定位系統(tǒng)”，GPS并不是特指某一物體，而是指能夠定時(shí)測(cè)距的專業(yè)空間交匯定位系統(tǒng)的統(tǒng)稱，此系統(tǒng)能夠?qū)⒕哂羞B續(xù)性、時(shí)效性的三維位置、速度、時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)送給全球范圍內(nèi)的用戶。GPS在測(cè)量過程中，主要是通過將接收機(jī)有效安裝到固定位置上，隨后與GPS衛(wèi)星所發(fā)射導(dǎo)航電文相結(jié)合，對(duì)某一時(shí)間段內(nèi)所顯現(xiàn)定位距離加以科學(xué)化測(cè)量，從而形成最終的相應(yīng)三維坐標(biāo)，并切實(shí)達(dá)到精準(zhǔn)定位這一目標(biāo)。

（二）基本原理

經(jīng)由上文所述，GPS主要是通過接收機(jī)結(jié)合衛(wèi)星電文形成三維坐標(biāo)，最終精準(zhǔn)定位，而在GPS測(cè)繪技術(shù)作用之下，這一坐標(biāo)可以劃分為兩種類型，分別為低地固定坐標(biāo)與空間固定坐標(biāo)，二者可自由互換，從而實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)具體位置精準(zhǔn)判斷。除此之外，由于不同定位方式之間存在一定差異，因此也可以分為相對(duì)定位方式與絕對(duì)定位方式兩種。其中，相對(duì)定位方式主要是將空間幾何理論作為基礎(chǔ)，通過三顆衛(wèi)星特定距離與已知測(cè)量點(diǎn)，通過相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)測(cè)量點(diǎn)具體位置展開計(jì)算。而絕對(duì)定位方式則是將海拔信息與經(jīng)緯度作為基礎(chǔ)，通過位置坐標(biāo)具體位置，對(duì)測(cè)量點(diǎn)實(shí)際位置加以判斷。

二、GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

（一）定位效果好

盡可能地做到“圖實(shí)一致”，是工程測(cè)繪工作的第一要義。在這一方面，GPS測(cè)繪技術(shù)具備高度的可靠性與優(yōu)質(zhì)性?，F(xiàn)階段，GPS衛(wèi)星星座的24 人造衛(wèi)星已全部投用完成，在全球范圍內(nèi)的定位導(dǎo)航覆蓋率高達(dá)98%。同時(shí)，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS測(cè)繪技術(shù)的測(cè)繪精度也不斷提升?，F(xiàn)階段，在300m 至1500m范圍的工程測(cè)繪中，GPS測(cè)繪技術(shù)可將數(shù)據(jù)的定位誤差縮小至毫米級(jí)別，由此產(chǎn)生的測(cè)繪圖紙自然也更具應(yīng)用價(jià)值。

（二）操作更便捷

在傳統(tǒng)時(shí)期，人們?nèi)舨扇∪斯せ臏y(cè)繪方法，需要親身進(jìn)入到目標(biāo)區(qū)域當(dāng)中，并開展長周期、持續(xù)性的信息采集與位置分析工作。在信息采集、分析完成后，手繪圖紙也會(huì)耗費(fèi)人員大量的時(shí)間與精力，且成品精度很難保證。相比之下，GPS測(cè)繪技術(shù)以接收機(jī)、傳感器、計(jì)算機(jī)等設(shè)備為依托，可表現(xiàn)出很強(qiáng)的去人工化特性，實(shí)現(xiàn)便捷、高效的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)反饋。同時(shí)，在測(cè)繪數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后，相關(guān)人員可通過GIS、CAD等軟件工具，直接進(jìn)行三維坐標(biāo)模型的建立生成，并通過調(diào)整局部參數(shù)、編輯模型要素的方式，便捷地實(shí)現(xiàn)繪圖精度的進(jìn)一步提高。這樣一來，不僅可有效節(jié)省時(shí)間、人力等成本，還能降低工程測(cè)繪中誤差風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)幾率。

三、GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

（一）土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

如今我國城市化進(jìn)程加快，國家建設(shè)水平不斷提高，但是關(guān)于土地資源的利用面臨一些問題。為了保證社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作不可或缺。土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要是從自然和社會(huì)兩個(gè)角度，分析各地區(qū)土地資源的利用情況，為國家規(guī)劃、環(huán)境分析提供重要的決策依據(jù)。使用GPS測(cè)繪技術(shù)，將能夠提升土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作效率和監(jiān)測(cè)范圍，獲取更有價(jià)值的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。例如，在公共交通工程的建設(shè)中，相關(guān)部門需要對(duì)相關(guān)地區(qū)土地資源利用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，尤其要考慮該地區(qū)民眾聚居情況、農(nóng)田分布情況等，進(jìn)而制定更合適的交通工程設(shè)計(jì)方案。利用GPS測(cè)繪技術(shù)，可以迅速在較大范圍內(nèi)獲取相應(yīng)的土地資源數(shù)據(jù)信息，并繪制相應(yīng)的三維模擬圖。

（二）工程變形監(jiān)測(cè)

工程項(xiàng)目建設(shè)中，工程變形歷來廣受關(guān)注。一旦工程出現(xiàn)變形現(xiàn)象，勢(shì)必影響工程項(xiàng)目的最終建設(shè)質(zhì)量，還存在一定的安全隱患。因此，在工程建設(shè)中，做好工程項(xiàng)目的變形監(jiān)測(cè)尤為關(guān)鍵。導(dǎo)致工程項(xiàng)目變形的因素眾多，設(shè)計(jì)和工藝除外，地質(zhì)環(huán)境也是不可忽視的重要原因。因此，施工過程中必須做好工程結(jié)構(gòu)以及地形環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作。具體而言，利用GPS測(cè)繪技術(shù)，對(duì)工程建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維模擬，以此來判斷建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和變形風(fēng)險(xiǎn)。此外在水利工程項(xiàng)目建設(shè)中，也可以將GPS信號(hào)接收裝置安裝在大壩上，借助GPS定位系統(tǒng)，對(duì)大壩不同位置的變化狀況予以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將大壩結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的變形狀況進(jìn)行模擬。工程技術(shù)人員便可以依據(jù)該變化規(guī)律，對(duì)大壩的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)判，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全和質(zhì)量隱患，以便于盡早進(jìn)行處置。

總結(jié)：隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，GPS測(cè)繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)了更加優(yōu)化的實(shí)用功能，GPS技術(shù)耗時(shí)短、操作簡便、測(cè)量精度高，能夠在實(shí)際應(yīng)用中，較好地把握像控點(diǎn)測(cè)量、線路定線測(cè)量及建筑工程放線測(cè)量等的精細(xì)要求，全面提升了測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，只有不斷創(chuàng)新，強(qiáng)化對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的完善，形成廣泛應(yīng)用，才能確保工程測(cè)繪工作質(zhì)量，提高工作效率。