張新亮

【摘 要】近年來，隨著科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用十分普遍，對工程測繪質(zhì)量的提高具有極其重要的意義。在信息化發(fā)展的新時(shí)期，GPS的應(yīng)用使得工程施工的進(jìn)程得到了顯著的提高。本文主要分析了GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用，為工程的順利實(shí)施以及測繪事業(yè)的發(fā)展提供幫助。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；工程測繪；科學(xué)技術(shù)

引言

在工程測量領(lǐng)域，由于GPS定位技術(shù)自身所具有的獨(dú)特而強(qiáng)大的功能，充分顯示了它在該領(lǐng)域?qū)嶋H測量工作中比常規(guī)控制測量具有更大的優(yōu)越性和適應(yīng)性，同時(shí)也存在一些不足，還有待于進(jìn)一步研究改善來適應(yīng)實(shí)際測量工作。隨著該技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，以及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，GPS定位技術(shù)將在工程建設(shè)及工程測量中得到更加廣泛的應(yīng)用。

1、GPS技術(shù)的概述與特點(diǎn)

所謂GPS技術(shù)，就是指主要借助地面的衛(wèi)星接收設(shè)備等科技手段，在全球的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)的導(dǎo)航和定位的系統(tǒng)，其主要包含：地面控制、空間星座以及用戶設(shè)備三個(gè)部分。GPS技術(shù)作為現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，體現(xiàn)了社會的進(jìn)步與發(fā)展。通過運(yùn)用GPS技術(shù)，可以高效、快速并準(zhǔn)確的對點(diǎn)、線、面的精確三維坐標(biāo)以及相關(guān)信息進(jìn)行捕獲。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在工程測繪領(lǐng)域中被廣泛的推廣與應(yīng)用。目前，GPS技術(shù)與現(xiàn)代化的通訊技術(shù)相結(jié)合，把GPS測量的三維坐標(biāo)技術(shù)從靜態(tài)領(lǐng)域發(fā)展到動(dòng)態(tài)領(lǐng)域，從智能進(jìn)行數(shù)據(jù)后期處理發(fā)展到實(shí)時(shí)的定位技術(shù)，擴(kuò)大了GPS應(yīng)用的深度與廣度。此外，再加上PTK技術(shù)的應(yīng)用，GPS的定位精確度達(dá)到厘米級別，GPS測量技術(shù)可以在各種等級的實(shí)測工程中進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

GPS技術(shù)能得到迅速發(fā)展，是因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：（1）定位精確度高。由于GPS技術(shù)在工作過程中不受到環(huán)境與距離的影響，在實(shí)時(shí)的定位過程中可以對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度與三維位置進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，其精確度可以達(dá)到厘米級。（2）自動(dòng)化水平高。目前GPS技術(shù)接收機(jī)已經(jīng)向小型化、簡單化以及自動(dòng)化的方向發(fā)展，觀測人員只要通過自動(dòng)的觀測，對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理，就能夠獲得所測點(diǎn)的三維目標(biāo)。（3）觀測時(shí)間短。因?yàn)镚PS技術(shù)的觀測站之間不需要進(jìn)行通視，降低其外部條件對技術(shù)的影響，降低了觀測的時(shí)間與費(fèi)用，提高了測繪的工作效率。

2、GPS測繪技術(shù)在工程測繪領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，測繪設(shè)備和方法也越來越多樣化，GPS則是其中最為重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

目前，GPS測繪技術(shù)已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注，而且越來越多的研究人員開始將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到測量新技術(shù)和新方法的研究方面。GPS測繪技術(shù)在工程測繪中受到歡迎，主要是由于其具有測量精度高、成本低等特點(diǎn)，而且克服了傳統(tǒng)測量技術(shù)必須要通視的弊端，可以在測繪工作中通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)的變更，獲得及時(shí)的數(shù)據(jù)。社會和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也為現(xiàn)代測量工程帶來了更多的挑戰(zhàn)，GPS測繪技術(shù)有著很多的優(yōu)勢，因此其在工程領(lǐng)域中的地位也日漸重要。

在測繪工程中，利用GPS實(shí)現(xiàn)靜態(tài)測量是其最基本的應(yīng)用，進(jìn)而可以利用GPS測繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)對渠道、堤壩、閥門的控制，而高級的應(yīng)用則是利用GPS與RTK技術(shù)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定位，以此增強(qiáng)工程測繪數(shù)據(jù)的精確性，促進(jìn)工程測繪領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。

2、GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

2.1對精密工程的測量

對于相應(yīng)的精密工程的測量工作必須使用GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行測量。GPS定位系統(tǒng)在測量要求較高的工程，例如精密設(shè)備的安裝工程、橋梁工程、海峽貫通工程、隧道與管道工程等各項(xiàng)工程中起到重要的作用。在以上的測量工程中，GPS測量技術(shù)具有相當(dāng)重要的意義，其精密定位技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，并且充分地顯示了這一高新技術(shù)的高精度的特性。

2.2大地測量控制網(wǎng)點(diǎn)測定

在大地測量網(wǎng)點(diǎn)測定工作中，常規(guī)方式要耗費(fèi)大量的人力、物力并且精度較低，不能適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。我國自1991年開始進(jìn)行GPS測量大地控制網(wǎng)的建設(shè)，目標(biāo)是對我國的基礎(chǔ)控制網(wǎng)進(jìn)行重新的測量。這一工程目前已經(jīng)基本完成，淘汰了常規(guī)測角測距方式在這方面的應(yīng)用。相對于大地控制網(wǎng)數(shù)千公里或數(shù)萬公里數(shù)量級的測量，城市控制網(wǎng)測量點(diǎn)之間距離較近，通常在數(shù)十公里，而且城市控制網(wǎng)的使用頻率相當(dāng)大，對社會的運(yùn)行具有重要的影響。這就需要借助于GPS技術(shù)進(jìn)行高精度、大范圍、高效率的測量工作，為城市建設(shè)工程等提供參考。

2.3水下測繪

水下測繪一直是我國工程測繪中的難點(diǎn)，因?yàn)樗碌那闆r復(fù)雜，而且受到水位影響所以水下測繪的難度系數(shù)比較高。如果在水下工程中采用人工測繪，必須要排除流速、壓強(qiáng)等因素的干擾無法保障測繪結(jié)果的準(zhǔn)確度。我國水下工程的發(fā)展速度越來越快，對水下測繪的依賴性也逐漸提高，促使水下測繪成為水下工程的重要部分。GSP測量技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，可以在橫、縱兩個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)測繪，由于GPS測量設(shè)備的體積非常小，不會對水下測繪區(qū)域產(chǎn)生影響，在其測量過程中，將收集到的水下資料迅速傳遞到地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，通過軟件分析得出最終的數(shù)據(jù)結(jié)果，排除水下環(huán)境的干擾，降低水下測繪的難度。水下測繪在GPS測量技術(shù)的推動(dòng)下，取得良好的測量結(jié)果，如超聲測量等優(yōu)化水下測繪的環(huán)境。

2.4形變測量

形變是工程測繪中的主體項(xiàng)目大部分工程內(nèi)都存有的，形變影響，尤其是受到地質(zhì)、人為等因素的影響，更是增加形變控制的難度。針對形變控制，需通過GPS提供測量信息，便于提出科學(xué)的控制途徑。例如：1998年汛期，清江和長江頻繁發(fā)生洪水，隔河巖大壩GPS監(jiān)測系統(tǒng)對大壩拱冠、拱座等重要部位進(jìn)行了嚴(yán)密監(jiān)測。隔河巖大壩曾使壩前水位蓄至203.94m的超高水位，大壩在拱冠點(diǎn)的變形量為6.86nlin，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，大壩是安全的。根據(jù)GPS監(jiān)測結(jié)果，清江防汛指揮部果斷作出了“承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、攔蓄錯(cuò)峰”的決策，從而減輕了長江荊江大堤的防汛壓力。

2.5網(wǎng)點(diǎn)控制

網(wǎng)點(diǎn)控制主要體現(xiàn)在大地測量中傳統(tǒng)的測量技術(shù)耗時(shí)、耗力，影響網(wǎng)點(diǎn)的控制。我國在工程建設(shè)中重新規(guī)劃了控制網(wǎng)點(diǎn)，為保障網(wǎng)點(diǎn)控制的精準(zhǔn)度需要，利用GSP測量技術(shù)完成長距離的準(zhǔn)確測繪。GSP測量技術(shù)在網(wǎng)點(diǎn)控制中能夠適應(yīng)大規(guī)模的大地測量，在保障效率的基礎(chǔ)上快速完成網(wǎng)點(diǎn)測繪。GSP測量技術(shù)在網(wǎng)點(diǎn)控制中的應(yīng)用還要避免對城市控制產(chǎn)生影響，以免干擾整體測繪的精度，造成數(shù)據(jù)誤差。

2.6GPS布網(wǎng)

GPS測繪技術(shù)在應(yīng)用的過程中，需要通過全面的布網(wǎng)，布網(wǎng)工作主要是沿著測繪工程的線路要求進(jìn)行測繪。在測繪的過程中，布網(wǎng)工作的實(shí)現(xiàn)主要是利用點(diǎn)連接或者線連接的方式，對三交所同步圖形進(jìn)行發(fā)展。在針對不同的測量區(qū)域進(jìn)行布網(wǎng)時(shí)，一般按照實(shí)際需要，如施工網(wǎng)或者信息網(wǎng)等不同的方式來選擇布網(wǎng)的方式。有效的布網(wǎng)可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)自身的強(qiáng)度，使得GPS可以通過控制網(wǎng)絡(luò)自如的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的測量和儲存，也能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.7GPS外業(yè)測繪

在進(jìn)行GPS外業(yè)測繪時(shí)，需要選擇一個(gè)準(zhǔn)確的測量點(diǎn)，這也是保證測繪結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。測量點(diǎn)的選擇和確定，直接影響整個(gè)測繪工作的進(jìn)度和測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在進(jìn)行測量點(diǎn)選擇之前，首先要做好充分的準(zhǔn)備工作，包括對測繪區(qū)域的地理位置、標(biāo)架的確定等，這也是保證GPS測繪技術(shù)有效應(yīng)用的前提。

GPS技術(shù)在測繪的過程中主要是依靠開機(jī)觀測和無線安置的方式來實(shí)現(xiàn)，這與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，有著很強(qiáng)的優(yōu)越性。

同時(shí)，在GPS測繪的過程中，由于已經(jīng)確定了準(zhǔn)確的測量點(diǎn)，所以只要將GPS設(shè)備準(zhǔn)確的安置在測量點(diǎn)定位，便可以得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。另外，需要對三個(gè)不同方向上的測量設(shè)備進(jìn)行固定，以此來保證天線基座與標(biāo)志中心位置的準(zhǔn)確相對。

結(jié)束語

GPS是以衛(wèi)星為導(dǎo)航系統(tǒng)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，由相應(yīng)的接收裝置和環(huán)球通信衛(wèi)星組成，為使用者提供全天候全球性的精密的三維坐標(biāo)和導(dǎo)航信息。由于GPS的各種優(yōu)點(diǎn)，GPS測量技術(shù)在我國的測繪工程中一經(jīng)使用就帶來了測繪工程行業(yè)質(zhì)的變化，發(fā)揮了其應(yīng)有的作用，提高了我國測繪工程的工作效率和工作質(zhì)量。GPS測繪技術(shù)比傳統(tǒng)的測繪技術(shù)具有更高的精度，更短的時(shí)間，更加科學(xué)的操作，更安全的測繪環(huán)境，這使得GPS測繪技術(shù)在我國得到了迅速的推廣和應(yīng)用。

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