GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

郭星珍

河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì) 河北 邢臺(tái) 054000

現(xiàn)代化建設(shè)已經(jīng)成為各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的主要方向，工程項(xiàng)目現(xiàn)代化建設(shè)中，必然少不了工程測(cè)繪的支撐[1]。通過(guò)工程測(cè)繪，可以獲得準(zhǔn)確的地形地勢(shì)、空間定位等方面的資料，為后續(xù)工程項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的開(kāi)展提供科學(xué)的依據(jù)。GPS即全球定位系統(tǒng)，隨著技術(shù)的發(fā)展與成熟，應(yīng)用的領(lǐng)域及范圍越來(lái)越大，尤其是在工程測(cè)繪方面，有著先天的優(yōu)勢(shì)，可以將準(zhǔn)確度發(fā)揮到最高[2]?；诳萍嫉陌l(fā)展，GPS技術(shù)也在不斷的創(chuàng)新發(fā)展，準(zhǔn)確度越來(lái)越高，為解決工程測(cè)繪工作環(huán)境復(fù)雜、信息數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題提供了技術(shù)支撐。所以，當(dāng)前研究GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪方面的應(yīng)用，有助于推進(jìn)工程測(cè)繪領(lǐng)域的變革。

1 GPS構(gòu)成及測(cè)繪應(yīng)用原理

1.1 空間定位系統(tǒng)

從GPS的定位功能來(lái)看，其通過(guò)衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前，衛(wèi)星在精準(zhǔn)定位的過(guò)程中，需要24顆衛(wèi)星在不同軌道平面內(nèi)進(jìn)行全面的觀測(cè)。通常情況下，在一個(gè)軌道平面內(nèi)部，一般會(huì)分布著三四顆衛(wèi)星，且不同軌道的直接夾角一般是在60°左右，與赤道平面保持在55°夾角，每一條軌道都處于距離地球表面兩萬(wàn)千米的高空之上[3]。從這樣的衛(wèi)星分布方式來(lái)看，可以保持最低四顆衛(wèi)星同時(shí)檢測(cè)地球上面的任意區(qū)域，這樣就可以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2 地面信息接收部分

從GPS系統(tǒng)的核心來(lái)看，其是地面信息接收系統(tǒng)，此結(jié)構(gòu)由主控站、注入站、監(jiān)測(cè)站構(gòu)成。就地面信息接收系統(tǒng)來(lái)看，其最大的作用就是及時(shí)的將衛(wèi)星所發(fā)出的信息接收，準(zhǔn)確的確認(rèn)衛(wèi)星的工作狀態(tài)，隨后對(duì)GPS系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)控。此系統(tǒng)不僅需要接收大量的信息，還需要對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、核對(duì)，排除其中的誤差數(shù)據(jù)[4]。在核對(duì)完數(shù)據(jù)之后，還需要將其轉(zhuǎn)變成具體的信息，隨后輸入到相應(yīng)的處理設(shè)備中對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的處理和保存。

1.3 信息終端

從信息終端來(lái)看，其是由電源、信息處理器、天線等構(gòu)成。在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中，信息終端起到了維護(hù)系統(tǒng)安全的作用，還能夠?qū)ο到y(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行統(tǒng)一的細(xì)條與管理。比如，在設(shè)備運(yùn)行期間，出現(xiàn)了故障，此時(shí)信息終端可以對(duì)其進(jìn)行處理，排除故障。可以說(shuō)，保持信息終端運(yùn)行的穩(wěn)定，就能夠保證GPS測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在工作中，衛(wèi)星發(fā)出的信息通過(guò)天線傳輸?shù)降孛嫘畔⒔邮障到y(tǒng)，隨后啟動(dòng)相關(guān)程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化計(jì)算，以此來(lái)獲取目標(biāo)物的準(zhǔn)確位置，還能夠獲取目標(biāo)物的實(shí)時(shí)狀態(tài)，準(zhǔn)確推算目標(biāo)物的位置。

1.4 GPS測(cè)量原理

就GPS測(cè)繪技術(shù)來(lái)看，其在測(cè)繪工作方面的應(yīng)用原理比較簡(jiǎn)單，借助高軌測(cè)距的方式，可以在測(cè)量地點(diǎn)與空間衛(wèi)星的距離的基礎(chǔ)之上，來(lái)對(duì)所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。在通常情況下，一般會(huì)選用兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)工作，即偽距測(cè)量、載波相位測(cè)量[5]。就偽距測(cè)量的應(yīng)用來(lái)看，該種測(cè)量方法需要在接收設(shè)備接收衛(wèi)星信號(hào)的基礎(chǔ)上，將觀測(cè)站與空間衛(wèi)星之間的距離進(jìn)行計(jì)算與測(cè)量，獲得基本的測(cè)量數(shù)據(jù)。但是，在工程測(cè)繪方面，對(duì)于此類方法的使用上，誤差比較大，不能保證GPS空間衛(wèi)星與接收設(shè)備之間數(shù)據(jù)的一致性，所以很少使用此種方法。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1 定位效果好

從工程測(cè)繪工作的開(kāi)展來(lái)看，“圖實(shí)一致”則是最基本的原則，GPS測(cè)繪技術(shù)在此方面有著較高的適配度，可以更好的保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)完成了衛(wèi)星系統(tǒng)的建設(shè)和使用，當(dāng)前在全球范圍內(nèi)，衛(wèi)星定位導(dǎo)航的覆蓋率，已經(jīng)高達(dá)98%，且此項(xiàng)技術(shù)的測(cè)繪進(jìn)度、準(zhǔn)確度也在不斷的提升之中。如在300m至1500m范圍的工程測(cè)繪項(xiàng)目中，GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，可以將數(shù)據(jù)定位的誤差控制在毫米級(jí)別，有著較高的測(cè)繪價(jià)值[6]。

2.2 操作自動(dòng)化

就工程測(cè)繪工作來(lái)看，其有著復(fù)雜性、難度高等特點(diǎn)，這主要是在實(shí)際測(cè)繪的過(guò)程中，工作環(huán)境比較復(fù)雜，需要對(duì)復(fù)雜多變的地理地勢(shì)進(jìn)行測(cè)量，收集數(shù)據(jù)信息，所以這就增加了工作的難度[7]?，F(xiàn)階段，在工程測(cè)繪方式，運(yùn)用GPS測(cè)繪技術(shù)，不僅可以保證測(cè)繪工作的效率，還可以推進(jìn)測(cè)繪工作的自動(dòng)化、信息化發(fā)展，這對(duì)于工程測(cè)繪工作的創(chuàng)新發(fā)展十分的有利。同時(shí)，就GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用來(lái)看，其操作流程比較簡(jiǎn)單，整個(gè)工作可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，這樣就可以將原本復(fù)雜的流程變得簡(jiǎn)單，更好的滿足工作需求，保證測(cè)繪工作的質(zhì)量和效率。

2.3 工作效率高

就GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用分析來(lái)看，此項(xiàng)技術(shù)有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以滿足工程測(cè)繪對(duì)高精度地圖測(cè)繪、測(cè)量技術(shù)的要求，且平均誤差系數(shù)非常的低。在工程測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，操作人員可以利用GPS測(cè)繪軟件，實(shí)時(shí)采集圖畫、信息數(shù)據(jù)，隨后利用信息系統(tǒng)來(lái)對(duì)這些數(shù)據(jù)和畫面進(jìn)行分析、歸類、整理、存儲(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)的高效化處理[8]。同時(shí)，測(cè)向技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量范圍的地理地勢(shì)等信息實(shí)時(shí)的采集，不僅縮短了測(cè)繪時(shí)間，還減少了工作量，提升了工作效率。

3 GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用實(shí)踐

在科技發(fā)展的基礎(chǔ)上，一些具有高技術(shù)含量的地面測(cè)量?jī)x相繼問(wèn)世，隨著這些先進(jìn)儀器設(shè)備在傳統(tǒng)地面測(cè)量中的應(yīng)用，則標(biāo)志著傳統(tǒng)工程測(cè)量步入現(xiàn)代化測(cè)量階段。在越來(lái)越多現(xiàn)代工程測(cè)量?jī)x器設(shè)備的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的工程測(cè)量設(shè)備逐漸的被先進(jìn)的設(shè)備所取代，這對(duì)于工程測(cè)量的技術(shù)也有了更高的要求。在科技發(fā)展的基礎(chǔ)上，一些現(xiàn)代工程測(cè)繪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，完全突破了傳統(tǒng)工程測(cè)量的限制，GPS、GIS、RS等技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，有效的提升了工程測(cè)量的質(zhì)量和效率，為工程測(cè)量的開(kāi)展提供保障。

3.1 在外業(yè)測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)能夠被運(yùn)用在外業(yè)測(cè)繪工程中，在實(shí)施測(cè)繪工作的時(shí)候，相關(guān)人員一定要注意某些事項(xiàng)，如挑選最為契合的GPS定位儀器又或是點(diǎn)位，這決定著最終的測(cè)繪數(shù)據(jù)是否有著較高的準(zhǔn)確性與可靠性。因此，在推進(jìn)測(cè)繪工作以前，必須要對(duì)選擇點(diǎn)做好合理的確定，確保這些選擇點(diǎn)體現(xiàn)出高度的科學(xué)性，在某種程度上增強(qiáng)觀測(cè)工作的真實(shí)性[9]。在對(duì)選擇點(diǎn)進(jìn)行挑選的時(shí)候，必須要完成實(shí)地的調(diào)研和考察，明確測(cè)繪工作的具體情況，詳細(xì)檢查所有的坐標(biāo)系統(tǒng)，按照整個(gè)工程的現(xiàn)狀，挑選出最佳的點(diǎn)位，還應(yīng)該意識(shí)到各個(gè)外部因素和內(nèi)部因素會(huì)帶來(lái)的影響。若是出現(xiàn)任何的考慮不全面問(wèn)題，就必定會(huì)對(duì)外業(yè)測(cè)繪的實(shí)際效果造成影響，而需要注意的事項(xiàng)包含有氣候因素、風(fēng)向因素等等，這就要求相關(guān)人員聯(lián)系當(dāng)天的情況做好點(diǎn)位的選擇，讓這些點(diǎn)位始終處在良好的狀態(tài)下，而不會(huì)對(duì)GPS定位器造成任何的影響，促使數(shù)據(jù)獲取和儀器定位工作順利的開(kāi)展，進(jìn)而提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的可靠性，為整個(gè)項(xiàng)目后續(xù)階段的發(fā)展提供有力支撐。

3.2 在工程變形監(jiān)控中的應(yīng)用

在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行施工的環(huán)節(jié)中，其極易受到某些因素帶來(lái)的影響，而產(chǎn)生嚴(yán)重的變形情況，導(dǎo)致最終的施工效果和施工質(zhì)量不斷下滑。但對(duì)于較為輕微的變形問(wèn)題來(lái)說(shuō)，工作人員若只是依賴于雙眼是無(wú)法直接觀察到的，只要是通過(guò)肉眼發(fā)現(xiàn)的變形都會(huì)造成極為嚴(yán)重的后果。所以，若是想避免工程出現(xiàn)任何的變形情況，就應(yīng)該對(duì)GPS技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，其能夠嚴(yán)格監(jiān)控整個(gè)項(xiàng)目，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)這當(dāng)中存在的問(wèn)題和變形情況，方便工作人員做好合理有效的調(diào)整，避免出現(xiàn)更為嚴(yán)重的失誤。比如，在對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行施工的環(huán)節(jié)中，GPS測(cè)繪技術(shù)能夠充分利用各種各樣的設(shè)備，準(zhǔn)確判斷建筑物是否出現(xiàn)位移的情況，就會(huì)馬上發(fā)出報(bào)警的聲音，而工作人員在獲得這些信號(hào)以后，自然會(huì)采取切實(shí)可行的措施，完成相應(yīng)的處理和補(bǔ)救，以此來(lái)確保建筑項(xiàng)目有著良好的質(zhì)量。除此之外，對(duì)此種技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，能夠節(jié)約大量的時(shí)間和精力，緩解工作人員承擔(dān)的巨大壓力，在自動(dòng)化操作提供的幫助下，就能夠自發(fā)的完成所有工作，體現(xiàn)著良好的工作效果，可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目是否出現(xiàn)變形問(wèn)題，對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目后續(xù)階段的施工來(lái)說(shuō)有著巨大的幫助作用。

3.3 在城市建設(shè)中的應(yīng)用

如今，我國(guó)城市化建設(shè)的進(jìn)展日益加快，所以在開(kāi)展城市建設(shè)的環(huán)節(jié)中，需要做出方方面面的考慮，對(duì)整個(gè)城市開(kāi)展合理的規(guī)劃又或是設(shè)計(jì)，優(yōu)化內(nèi)部的基礎(chǔ)設(shè)施，以此來(lái)滿足廣大民眾的諸多需求，對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境進(jìn)行有效保護(hù)。各個(gè)城市的施工規(guī)模和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)都存在著明顯的差異，所以在實(shí)施測(cè)繪工作的時(shí)候，自然也毫不相同，再加上城市施工有著較為繁瑣和復(fù)雜的特點(diǎn)，需要規(guī)劃的地方非常多，如道路、居住場(chǎng)所和人民公園等等，都要求相關(guān)人員做好合理的設(shè)計(jì)，才可以讓城市體現(xiàn)出較高的完美性。而對(duì)GPS技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，就可以對(duì)各個(gè)地區(qū)做好準(zhǔn)確的測(cè)繪，可以完全掌握整個(gè)城市的具體情況，再組織工作人員完成設(shè)計(jì)方面的任務(wù)，對(duì)城市進(jìn)行科學(xué)的布局，優(yōu)化所有的設(shè)施設(shè)備，為廣大民眾提供一個(gè)良好的生活環(huán)境。最為關(guān)鍵的是，應(yīng)該注意到對(duì)環(huán)境的保護(hù)，達(dá)成人與自然的和諧相處。

3.4 在精密工程中的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，各種精密項(xiàng)目也變得越來(lái)越多，如橋梁、水利、隧道等等，都有著較為復(fù)雜的施工流程。所以，若是想更好的推進(jìn)各項(xiàng)工作，就需要做好準(zhǔn)確的測(cè)繪工作，以此來(lái)促使精密工程的實(shí)際質(zhì)量獲得提升。測(cè)繪工作和整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量存在著尤為密切的關(guān)系，這就要求相關(guān)人員按照各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和要求，完成所有的操作，對(duì)項(xiàng)目的具體情況有著清楚地了解，才能夠進(jìn)行施工工作。而將GPS技術(shù)充分融入在精密工程中，就可以更加準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)量，獲得大量的數(shù)據(jù)和信息，完成好工程測(cè)量的諸多工作，提供更加準(zhǔn)確的支持，推動(dòng)后續(xù)階段的各項(xiàng)工作都順利實(shí)施。如此一來(lái)，就能夠避免測(cè)繪環(huán)節(jié)中問(wèn)題的出現(xiàn)，增強(qiáng)精密項(xiàng)目的施工效果和施工質(zhì)量，幫助精密項(xiàng)目獲得快速的發(fā)展。所以，相關(guān)人員必須要注重GPS技術(shù)的充分應(yīng)用，將其更好的融入在施工環(huán)節(jié)中。

3.5 土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

城市化進(jìn)程的不斷加快，導(dǎo)致人們對(duì)于土地資源的需求量也呈現(xiàn)出日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)，只要在運(yùn)用的環(huán)節(jié)中，并未做好合理的土地規(guī)劃，就必定會(huì)致使土地資源出現(xiàn)嚴(yán)重的浪費(fèi)情況。所以，若是想增強(qiáng)資源的實(shí)際應(yīng)用率，推動(dòng)土地達(dá)成可持續(xù)發(fā)展，就應(yīng)該完成好動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的工作，實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)控和管理，如此就能夠讓土地資源的應(yīng)用具備較高的科學(xué)性。但需要注意的是，對(duì)土地進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候，要應(yīng)用到各種各樣的設(shè)備和技術(shù)，如GPS測(cè)繪技術(shù)就可以增強(qiáng)實(shí)際的監(jiān)測(cè)效果，所以應(yīng)該將其融入到各個(gè)項(xiàng)目中。如，在對(duì)公共交通項(xiàng)目進(jìn)行施工的時(shí)候，會(huì)占據(jù)著較大的資源，還包含有農(nóng)田分布又或是居民居住等方面的問(wèn)題，這就要求相關(guān)人員對(duì)土地監(jiān)測(cè)有著清楚的了解，并做好全方位的考慮，制定出切實(shí)可行的規(guī)劃方案和設(shè)計(jì)方案，通過(guò)GPS測(cè)繪技術(shù)對(duì)整片土地實(shí)施準(zhǔn)確的測(cè)量，獲得大量的數(shù)據(jù)和信息以后，完成三維立體模型的構(gòu)建，能夠幫助其他工作人員對(duì)土地的具體情況進(jìn)行分析，再做好準(zhǔn)確的考慮。如此，就不會(huì)對(duì)居民的現(xiàn)實(shí)生活造成影響，推動(dòng)所有工作都順利的進(jìn)行，增強(qiáng)土地資源的實(shí)際應(yīng)用率。

3.6 水下地形測(cè)繪中的應(yīng)用

水下地形測(cè)繪通常是在海港項(xiàng)目、航道項(xiàng)目又或是碼頭設(shè)計(jì)項(xiàng)目中出現(xiàn)，每一個(gè)水下項(xiàng)目的開(kāi)展，都應(yīng)該具備完善的水下地形圖，若是想繪制出精細(xì)的地形圖，就一定要完成水深與平面位置的三維測(cè)定，通過(guò)微機(jī)完成好各個(gè)地形圖的測(cè)繪工作。但需要注意的是，水深測(cè)量?jī)x同樣是這當(dāng)中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)儀器和設(shè)備，其能夠借助超聲波對(duì)水的深度和原理做好測(cè)量，發(fā)射的聲波在通過(guò)海底以后，能夠反射回原本的接收器，并將該環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)和信息都記錄下來(lái)，如此就可以通過(guò)聲波在水中的傳播速度又或是時(shí)間，獲得更為準(zhǔn)確的水下地形高程。對(duì)于平面位置的測(cè)量工作來(lái)說(shuō)，把測(cè)深儀、潮位儀等等都有效的整合起來(lái)，就可以組建出較為完善的水下測(cè)繪系統(tǒng)，讓測(cè)繪工作和測(cè)繪數(shù)據(jù)有著較高的準(zhǔn)確性，推動(dòng)地形測(cè)繪工作順利的開(kāi)展下去，增強(qiáng)實(shí)際的應(yīng)用效果和應(yīng)用質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，就工程測(cè)繪工作分析來(lái)看，其涉及到的信息量大，測(cè)繪的環(huán)境非常的復(fù)雜且多變，對(duì)數(shù)據(jù)的可靠度、及時(shí)性、準(zhǔn)確度等有著較高的要求，單純的憑借傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)則難以滿足現(xiàn)代化工程項(xiàng)目的測(cè)繪需求，這就需要引用先進(jìn)和研究先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)。而GPS測(cè)繪技術(shù)有著效率高、準(zhǔn)確度高、可靠度高等優(yōu)勢(shì)，還能夠滿足全天候測(cè)繪工作需求，實(shí)時(shí)采集信息數(shù)據(jù)，有效的解決了原有測(cè)繪技術(shù)的不足，更好的保障了測(cè)繪工作的效率和質(zhì)量。因此，在現(xiàn)代化工程項(xiàng)目建設(shè)中，對(duì)于工程測(cè)繪工作的開(kāi)展，需要合理的發(fā)揮此項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，保障測(cè)繪工作的質(zhì)量，為后續(xù)各項(xiàng)工作的開(kāi)展提供科學(xué)的依據(jù)。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員還需要深入研究GPS技術(shù)在工程測(cè)繪方面的應(yīng)用，推動(dòng)測(cè)繪技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。