研究GPS測繪技術(shù) 在測繪工程中的應(yīng)用路徑

趙孜康

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各種工程項目被相繼開發(fā)出來，測繪工程得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在測繪工程中，GPS技術(shù)的使用也逐漸成為了當前測繪工作的主要方向之一。在進行GPS測量時，需要根據(jù)實際的地形圖，對其數(shù)據(jù)信息的準確性、可靠性、及時性等方面的性能做出合理的評估與判斷，從而為相關(guān)工作人員提供有效的參考依據(jù)。本文以GPS的觀測特點作為基礎(chǔ)，分析了其在測繪工程中的應(yīng)用效果，并提出了相應(yīng)的建議和措施。通過對這些方法的應(yīng)用實踐，能夠更好地促進我國的現(xiàn)代化建設(shè)，為國家的經(jīng)濟增長奠定良好的基石。

工程測量數(shù)據(jù)的準確性對建筑項目的質(zhì)量和效率有直接影響。地理環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性使得傳統(tǒng)的測繪方法難以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件，從而難以適應(yīng)當前的時代潮流。因此，為了實現(xiàn)測繪工程的可持續(xù)發(fā)展，必須結(jié)合當前時代和社會發(fā)展的具體環(huán)境，積極引進能夠與網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)高度融合的測繪新技術(shù)，通過與數(shù)字技術(shù)的結(jié)合，提高工程測量的自動化程度，使測繪結(jié)果更加立體、直觀。目前，測繪新技術(shù)的應(yīng)用范圍也在加大，與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，新技術(shù)不僅有效地提高了測量精度，而且測量也更加方便快捷，為開展測繪工程測量，為測繪工程的長期發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。GPS技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用是非常廣泛的一項工程，在實際的施工過程中，可以有效地對測繪工作進行控制，從而提高了測量精度，同時也降低了成本，減少了人力物力的浪費情況。

一、GPS測繪技術(shù)概述

GPS測繪技術(shù)作為一種成熟的空間定位解決方案，通過定位衛(wèi)星的深入?yún)⑴c，可以形成空間模塊、地面模塊和用戶模塊的三維技術(shù)體系。三維模塊的技術(shù)系統(tǒng)能夠準確獲取空間數(shù)據(jù)元素，如緯度、經(jīng)度、海拔和高度。越來越多的技術(shù)團隊正在嘗試在測繪項目中使用GPS技術(shù)。憑借其強大的空間定位能力和高精度的空間數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)，可以在短時間內(nèi)完成一系列工程測繪任務(wù)，快速確定驅(qū)動測量結(jié)果和測量驅(qū)動數(shù)據(jù)的誤差率，實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的實時更新，動態(tài)反映觀測區(qū)域的地面狀態(tài)。在進行GPS測繪的過程中，利用三維空間定位系統(tǒng)來對其進行實時的監(jiān)測和控制，通過這些技術(shù)的應(yīng)用就能實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的動態(tài)監(jiān)控，確保工程的順利開展?，F(xiàn)階段，我國對于GPS的應(yīng)用還不是很成熟，因此，在實際的工程建設(shè)中，相關(guān)工作人員必須要結(jié)合自身的專業(yè)知識，充分了解其具體的操作方法，只有如此才可將其應(yīng)用到建筑工程的設(shè)計當中，進而促進該方面的發(fā)展速度。

二、GPS測繪技術(shù)的優(yōu)勢

1.作業(yè)范圍廣

在測量中使用GPS技術(shù)，基于其強大的定位能力，可以在實際生產(chǎn)中實現(xiàn)遠程定位。GPS技術(shù)能很好地替代傳統(tǒng)的測量技術(shù)，尤其是在一些遠距離的工程測量中，利用GPS技術(shù)可以有效地提高測量的效率和降低傳輸誤差。GPS測量技術(shù)具有測量精度高、操作簡單等優(yōu)點，能夠?qū)y量系統(tǒng)的總體測量誤差降到很低的程度，從而使測量的總體質(zhì)量得到顯著改善。例如：在公路、橋梁等一些大型的建設(shè)項目中，需要對地下的管線以及其他的設(shè)施實施全面的監(jiān)測和保護，因此，GPS技術(shù)的應(yīng)用就能有效地解決這一問題。此外還有很多的工程還存在著不同的地質(zhì)情況，所以在實際的勘察設(shè)計的時候也要根據(jù)具體的環(huán)境條件來選擇合適的勘測方法，這樣才能保證數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

2.操作便捷度高

由于GPS的測量精度較高，因此，在進行測繪工作時，可以根據(jù)不同的地理環(huán)境，選擇合適的測繪方法，從而提高測繪效率。例如，在對地物的位置、形狀等方面的處理時，采用了先進的數(shù)字化的技術(shù)來完成，這樣就能使其具有更高的可靠性和準確性。同時GPS的使用還能減少對地圖的人為干預(yù)，使其更加地準確與合理，進而保證了測繪的質(zhì)量與數(shù)據(jù)的真實可靠。此外，還可通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)的建立實現(xiàn)對地物的精確識別，并將這些信息及時地反饋給相關(guān)部門，以便做出科學(xué)的決策和調(diào)整。另外還可借助RTK技術(shù)，將地面點的坐標作為基準，然后利用GIS軟件中的空間分析功能，計算出點的三維坐標，并將其轉(zhuǎn)化為二維平面的坐標圖，再由相應(yīng)的控制點表示出來，最后再把該坐標圖的標注好，就能夠得到整個的地形地貌，這也是一種高效的圖形識讀方式。

3.自動化水平高

自動化水平高的測量工作能夠有效地提高測繪的效率與質(zhì)量，在進行測繪的過程中，可以利用GPS的定位系統(tǒng)來對其坐標信息進行自動地處理與儲存，這樣就能保證在實際的施工中，工作人員只需要將自己的操作指令錄入到相應(yīng)的軟件當中，然后再由技術(shù)人員對其數(shù)據(jù)的分析、整理以及計算，就能快速地完成整個的測繪作業(yè)。自動化水平高的測圖設(shè)備，不僅僅是一個很好的輔助工具，同時也是一種很好的測繪方式，這種測圖的方法，既節(jié)約了成本，又方便快捷，因此，被廣泛地應(yīng)用于工程的建設(shè)之中。自動化的測圖技術(shù)，主要就是通過計算機的強大功能，將地圖的位置和方向等相關(guān)的參數(shù)都以三維圖形的形式顯示出來，并且還能根據(jù)不同的地理環(huán)境，選擇合適的地形來建立起相對應(yīng)的模型，從而實現(xiàn)精準的導(dǎo)航和遙感。所以說，自動化程度的高低直接關(guān)系著GPS的應(yīng)用效果，也會影響到后期測繪成果的精度問題。

三、GPS測繪技術(shù)在測繪工程中的具體應(yīng)用

1.實時動態(tài)測繪法

實時動態(tài)測繪技術(shù)RTK技術(shù)（Read Time Kinematic，RTK）需要確定測量位置后進行使用。RTK技術(shù)在實踐中主要是由基準站發(fā)射出相位差GPS變體，而移動站的主要任務(wù)是在接收后對數(shù)據(jù)進行修正，以提高GPS定位的精度。利用RTK技術(shù)，接收方被放置在參考站，然后在流場中安裝一個或者多個接收機。同時，這個流動站與基準站接收來自GPS衛(wèi)星的信號，并將這些數(shù)據(jù)與參考站的數(shù)據(jù)進行比較，以獲得不同的校正GPS數(shù)據(jù)。采集的信息被記錄下來，繪制的信息被傳送到中央或者移動調(diào)查站。然后，這些信息由調(diào)查站合成，利用GPS導(dǎo)航原理進行比較，并通過計算機系統(tǒng)確定移動監(jiān)控的確切位置，從而實現(xiàn)調(diào)查地圖的動態(tài)映射。

2.工程水準測量中的應(yīng)用

在測繪工作中，水準測量是工作內(nèi)容的重要組成部分，使用傳統(tǒng)的水準測量方法會導(dǎo)致誤差的積累，從而影響到信息的準確性。通過使用GPS技術(shù)，結(jié)合高度信息和地形曲率，可以準確計算出各點之間的高度差，并與水平誤差的累積值相結(jié)合，從而可以比較和分析水平測量點之間的高度差。同時，GPS技術(shù)實現(xiàn)了對高程測量的連續(xù)觀測，并與平臺的同步數(shù)據(jù)處理功能相結(jié)合，使數(shù)據(jù)規(guī)范化，更準確地反映空間數(shù)據(jù)形態(tài)的變化，提高了準確性和實時性。在進行地質(zhì)勘察以確定水下地形時，應(yīng)事先明確標記，并使用計算機繪制水下地圖。傳統(tǒng)的水下測繪方法很復(fù)雜，需要大量的人力和物力以及專門的儀器。例如，基于超聲波的探測器有一個相對較高的使用門檻，需要高水平的操作人員，因此，需要特殊的技術(shù)培訓(xùn)。但應(yīng)用GPS系統(tǒng)以后，使原本十分復(fù)雜的水下測繪變得很好解決。

3.公路測量中的應(yīng)用

在公路測量中，對于測量精度有很高要求，做好測量精度是公路工程開工的前提。在傳統(tǒng)的公路測量中，一般使用經(jīng)緯儀、全站儀等設(shè)備，這些設(shè)備需要工作人員在測量之前進行調(diào)平、對中等工作，浪費了大量的時間，且容易出現(xiàn)比較大的人為誤差，影響工程后續(xù)進展。利用GPS技術(shù)，其操作更為簡便，并可以不受人為因素的干擾，提升測量結(jié)果的準確度。相比于城市道路建設(shè)，在野外的道路建設(shè)，過程更為艱難，面臨的環(huán)境因素也比較多。而利用GPS靜態(tài)定位技術(shù)，可以使測量結(jié)果不受環(huán)境因素的影響。

4.礦山測量中的應(yīng)用

礦山測量中的應(yīng)用主要是對礦區(qū)的地質(zhì)進行勘測，通過對礦山的勘探工作，可以有效地了解到礦區(qū)內(nèi)的地形地貌、水文情況以及地下水位等，從而為礦山的開采提供了一定的依據(jù)和參考。在礦山的開發(fā)過程中，需要根據(jù)實際的需求來確定礦產(chǎn)資源的儲量和分布狀況，并合理地利用GPS技術(shù)來實現(xiàn)對其的科學(xué)管理，進而促進礦業(yè)的發(fā)展速度。在礦區(qū)內(nèi)的工程建設(shè)中，有很多的工程項目都會涉及測繪的內(nèi)容：鉆孔、放線、采空區(qū)的探測等。因此在施工的時候就必須要嚴格地按照相關(guān)的要求開展，這樣才能夠保證工程的順利實施。同時也要做好相應(yīng)的記錄與分析，并將其作為重要的資料加以保存，以便于后期的查詢與核實。

5.雙測數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于GPS測繪技術(shù)包含數(shù)據(jù)與信息的處理模塊，使得GPS技術(shù)可以在內(nèi)部進行預(yù)處理工作。其可以將收取的數(shù)據(jù)進行編輯與整理，并將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于后期的數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計與分析，切實提升了相關(guān)工作的效率。在使用的過程中，可以將一些比較重要的信息通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方式上傳至系統(tǒng)，并根據(jù)需要的數(shù)據(jù)類型，將這些信息錄入到計算機當中，便于后續(xù)的管理和查詢。在實際的GPS測量中，一般會采用雙基準坐標系，即在一個坐標軸上，同時還可建立起相應(yīng)的二級水平，這樣就能保證整個觀測結(jié)果的準確性以及可靠性。如果要想獲得高精度的高程，則必須要利用GPS的空間定位功能，以達到高程控制的目的；而對于那些無法確定的地面點，則可借助衛(wèi)星的導(dǎo)航功能，來實現(xiàn)高程精確計算。在實際應(yīng)用時，先將數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，之后將其中的向量等信息進行計算，并與觀測數(shù)據(jù)做對比分析工作，以此提升數(shù)據(jù)的準確度。經(jīng)過預(yù)處理之后的數(shù)據(jù)，在計算方差、平差時，可以提升數(shù)據(jù)精度。

四、GPS測繪技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用前景分析

若想從根本上提高GPS應(yīng)用在測繪工程中的效果，并提高其效率，需要加速GPS測繪技術(shù)的創(chuàng)新和開發(fā)力度，而未來GPS測繪技術(shù)應(yīng)用具有幾點發(fā)展前景。

GPS測繪技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展前景：

1.可以實施動態(tài)映射方法

動態(tài)映射方法是GPS測量技術(shù)中最常用的一種動態(tài)規(guī)劃的方法之一，它能夠?qū)PS觀測點的坐標信息轉(zhuǎn)換成空間的圖形數(shù)據(jù)，然后在計算機上進行分析處理，從而得到被測點的位置、方位和高程等參數(shù)。動態(tài)映射的基本思想是利用動態(tài)的規(guī)劃方法，根據(jù)實際的地理條件，對一個時間序列內(nèi)的各個變量建立靜態(tài)模型，并將其與已確定的狀態(tài)下的值作比較，如果有變化，則用該曲線的平均值來表示該時刻的值；反之，若無變化，則用該曲線的平均值來表達此刻的高程。通過這種方法，可以實現(xiàn)對未知的系統(tǒng)中的對象和目標的三維立體建模，并能快速地找到最優(yōu)的解決方案；還可以在不同的環(huán)境下，采用不同的解算方式，以滿足用戶的需求，還可以提高工作效率，減少人力物力的投入量。

2.GPS網(wǎng)絡(luò)設(shè)置分析

對于GPS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置分析，需要根據(jù)實際的情況進行分析，在對其進行布設(shè)的過程中，要保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性，這樣才能夠確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。在對其布設(shè)的時候要注意以下幾點：（1）在使用的時候要選擇合適的位置；（2）在進行布設(shè)的時候應(yīng)該將其與其他的因素結(jié)合起來，避免出現(xiàn)一些不必要的問題；（3）如果是采用了新的技術(shù)或者是新的方法來實現(xiàn)的工作時，那么就要將其與傳統(tǒng)的測量方式相結(jié)合，從而達到更好的效果；（4）當我們的監(jiān)測點的坐標以及相關(guān)的信息量都比較小的時候就可以考慮將這些點通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫l(wèi)星當中，進而使得整個的監(jiān)控系統(tǒng)更加的完善和安全。但是由于GPS的定位精度較高，因此，必須做好合理的布局規(guī)劃，使之成為一個整體。所以為了滿足上述的要求就一定會采取相應(yīng)的措施來提高GPS的精確度、降低誤差。另外還應(yīng)當建立起一套完整的網(wǎng)絡(luò)體系，使之能有效地發(fā)揮作用。

五、結(jié)語

綜上所述，GPS測繪技術(shù)在工程測量中具有精度高、易操作、效率高的特點，已經(jīng)在工程測量中被廣泛使用。在未來的測繪工作中，可以將其應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如地質(zhì)勘測、水利工程建設(shè)等。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，GPS技術(shù)的應(yīng)用也會更加地普遍化，因此，未來的測繪工程的發(fā)展趨勢是將地理信息系統(tǒng)與遙感系統(tǒng)結(jié)合起來，通過對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分析和處理，實現(xiàn)對空間信息的有效利用，從而為人們的生產(chǎn)生活提供更好的服務(wù)。由于數(shù)字化的測量手段的出現(xiàn)和發(fā)展，使傳統(tǒng)的測繪工程技術(shù)得到了極大的改進與完善，所以未來的測繪工程將會向著更高的精度、更精確的作業(yè)要求方向發(fā)展。