楊冬

（山西省煤炭地質(zhì)144勘查院，山西 臨汾 041600）

現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)不斷發(fā)展進(jìn)步的社會(huì)，GPS技術(shù)的發(fā)展不僅是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的一個(gè)縮影，也是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的必經(jīng)階段，所謂的GPS技術(shù)其實(shí)就是現(xiàn)代社會(huì)科技應(yīng)用過程中所研發(fā)的一種定位技術(shù)。由于GPS定位技術(shù)自身就具備精確定位的性質(zhì)和功能[1]，所以就目前來說，其在我國(guó)社會(huì)各個(gè)方面的應(yīng)用較為普遍，尤其是對(duì)定位有各種各樣需求的工作其應(yīng)用程度更加的普遍和詳細(xì)。對(duì)于建設(shè)工程來說，GPS技術(shù)帶來了良好的施工效果，尤其是在建設(shè)工程進(jìn)行測(cè)繪隊(duì)過程中，GPS技術(shù)的應(yīng)用不僅大大的提高了工程測(cè)繪的準(zhǔn)確性和精確性，而且還在一定程度上提高了建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)效益和安全性，正是由于其具備的這些優(yōu)點(diǎn)，所以筆者主要針對(duì)其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。

一、概述

1.GPS技術(shù)工作原理

GPS系統(tǒng)其實(shí)主要是衛(wèi)星導(dǎo)航地位系統(tǒng)，采用的方法為距離交會(huì)法，使用該方法的主要原理是將GPS接收機(jī)設(shè)置在要求的某一點(diǎn)位置點(diǎn)，這樣GPS衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文中，在某時(shí)刻接受三顆（a,b,c）或者三顆以上的GPS 衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文。然后就需要通過各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理方式和方法[2]，將計(jì)算出的這某一時(shí)刻，GPS接收機(jī)到達(dá) GPS 衛(wèi)星的距離為：在求得兩者之間的距離的同時(shí)，通過接收衛(wèi)星星歷可獲得這一時(shí)刻這些衛(wèi)星在空間的位置，這也就獲得了我們所說的三維坐標(biāo)，通過這樣的方式我們就可以進(jìn)行精確的定位。

2.組成

我們對(duì)GPS系統(tǒng)進(jìn)行分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)其主要是有兩大系統(tǒng)構(gòu)成，分別是空間衛(wèi)星群和地面控制系統(tǒng)，除此之外對(duì)于用戶來說還應(yīng)該具有衛(wèi)星接收設(shè)備，正是由于這三個(gè)部分就構(gòu)成了GPS系統(tǒng)。對(duì)于空間衛(wèi)星群來說，其主要是有均勻的分布在 6 個(gè)軌道面上，之間夾角為 600 的24 顆大約高為 20 萬千米的 GPS衛(wèi)星群組成?？臻g衛(wèi)星群運(yùn)行的軌道和地球赤道之間的傾角大約為550度，通過這樣分布的空間衛(wèi)星群就可以很好的保障接收到GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)。二是地面控制系統(tǒng)，對(duì)于地面控制系統(tǒng)來說，其主要有三個(gè)部分組成，分別是一個(gè)主控站、五個(gè)監(jiān)測(cè)站以及兩個(gè)注入站，這三個(gè)部分的設(shè)置都有著不同的作用[3]。對(duì)于主控站來說其主要是計(jì)算衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘的修改參數(shù)等各方面的內(nèi)容，其計(jì)算和運(yùn)行的主要依據(jù)是各個(gè)監(jiān)測(cè)站所觀測(cè)到的數(shù)據(jù)。對(duì)于觀測(cè)站來說其主要作用是用來接收衛(wèi)星的。而對(duì)于注入站來說，其主要是將主控站計(jì)算出來需要修改的參數(shù)送入注入站，注入站起到一個(gè)接收的作用。三是衛(wèi)星接收設(shè)備，主要有接收機(jī)，數(shù)據(jù)處理軟件，氣象儀等等組成，接收信號(hào)，并利用信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位。

3.優(yōu)點(diǎn)

我們對(duì)GPS技術(shù)進(jìn)行分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)，其主要是具備以下的幾個(gè)特點(diǎn)：定位精確度高、觀測(cè)時(shí)間段、各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間不需要進(jìn)行通視，并可以提供三維坐標(biāo)，相關(guān)的操作也比較簡(jiǎn)單，可以全天候進(jìn)行作業(yè)較少受到時(shí)間、地點(diǎn)以及天氣等各個(gè)因素的影響，正是由于其具備的這些優(yōu)點(diǎn)，使得GPS技術(shù)具有了其他技術(shù)沒有的優(yōu)點(diǎn)，也較好的保障了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中所發(fā)揮的重要作用，占據(jù)著遙遙領(lǐng)先的地位[4]。如對(duì)于GPS測(cè)繪技術(shù)來說，其定位精確度高不僅表現(xiàn)在其可以在 300 米到 1500 米之間工程進(jìn)行精確的定位，而且還可以在1個(gè)小時(shí)以上的觀測(cè)進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算出來平面位置誤差小于1毫米。對(duì)于各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)和觀測(cè)站來說，由于不需要通視，因此也解決了測(cè)繪學(xué)中存在的難題，這樣就使得接受的信號(hào)不會(huì)受到干擾。對(duì)于GPS測(cè)繪技術(shù)來說其用途十分光蛋，不僅可以進(jìn)行工程的測(cè)繪，也可以進(jìn)行測(cè)速和測(cè)時(shí)，而且對(duì)于GPS系統(tǒng)來說，其自動(dòng)化程度非常高，在應(yīng)用的過程中相關(guān)的操作也比較方便，正是由于GPS系統(tǒng)具備的這些優(yōu)點(diǎn)，大大的促進(jìn)了其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用和發(fā)展。

二、發(fā)展現(xiàn)狀分析

就目前來說，工程測(cè)繪技術(shù)由于其工程自身所具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)工程施工的過程中，并為了更好的發(fā)揮出工程測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和性能，結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)工程測(cè)繪發(fā)展的實(shí)際需要，人們不斷的對(duì)工程測(cè)繪中的技術(shù)進(jìn)行研究和加強(qiáng)，而GPS技術(shù)其實(shí)就是在這一發(fā)展過程中出現(xiàn)的[5]。對(duì)于GPS技術(shù)來說，其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，不僅能夠更好的發(fā)揮其低成本、操作簡(jiǎn)單以及高效率和定位精確度高等優(yōu)勢(shì)，而且還大大的促進(jìn)了工程測(cè)繪的發(fā)展，因此在工程測(cè)繪中受到極大的推廣，在我國(guó)工程測(cè)繪中的應(yīng)用越來越普遍。但是就目前來說，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各方面發(fā)展取得巨大進(jìn)展的情況的，我國(guó)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)也越來越多，對(duì)于工程測(cè)繪工作來說也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，尤其是在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的情況下，對(duì)工程測(cè)繪方面的要求越來越高，其面臨著競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，但是我們也應(yīng)該看到面臨挑戰(zhàn)的同時(shí)也出現(xiàn)較大的機(jī)遇，對(duì)于工程測(cè)繪工作來說，GPS技術(shù)作為一項(xiàng)重點(diǎn)關(guān)鍵的技術(shù)，其在工程測(cè)繪中發(fā)揮著重要的作用，并隨著GPS測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，其更高一級(jí)的應(yīng)用則是在工程測(cè)繪中使用 RTK技術(shù)，也就是我們所說的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用前景更好的廣闊。

三、應(yīng)用分析

就目前來說，GPS技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)不同的工程測(cè)繪領(lǐng)域中，由于GPS技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，其應(yīng)用的廣度和深度不斷的加強(qiáng)，例如三峽水利樞紐，小浪底工程等工程測(cè)繪中都用到了 GPS技術(shù)。所以筆者主要針對(duì)GPS技術(shù)在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析研究，著重就其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。

1.GPS外業(yè)測(cè)繪應(yīng)用

GPS技術(shù)應(yīng)用的過程中，尤其是進(jìn)行戶外作業(yè)的時(shí)候選擇一個(gè)良好的測(cè)量點(diǎn)是整個(gè)測(cè)量工作的關(guān)鍵，良好的測(cè)量點(diǎn)不僅能夠大大的提高整個(gè)測(cè)繪工程測(cè)繪結(jié)果的精確性，而且還能夠大大的保證測(cè)繪的質(zhì)量，從這我們就可以看出測(cè)量點(diǎn)的好壞直接關(guān)系著測(cè)繪工作[6]，在測(cè)繪中發(fā)揮著重要的作用。正是如此，我們?cè)谡麄€(gè)測(cè)繪工作開始之前我們就必須要做好各個(gè)方面的工作和準(zhǔn)備，而在準(zhǔn)備工作中，我們不僅需要對(duì)測(cè)繪地區(qū)的地理位置、標(biāo)架、標(biāo)型等情況有一個(gè)完整而詳細(xì)的了解，而且我們還需要對(duì)測(cè)繪地區(qū)各方面的情況和信息進(jìn)行詳細(xì)的收集，這些準(zhǔn)備工作的進(jìn)行都是為了更好的保障選點(diǎn)是否精確的關(guān)鍵因素。對(duì)于GPS 技術(shù)來說，由于其在應(yīng)用的過程中，尤其是進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)候主要是使用開機(jī)觀測(cè)以及無線安置的方式進(jìn)行，這與傳統(tǒng)的測(cè)繪測(cè)試之間有著極大的不同。正是如此，所以我們進(jìn)行GPS安裝的過程中必須要在已經(jīng)選擇好的精確觀測(cè)點(diǎn)上[7]，將相關(guān)的設(shè)備安裝在三腳架上，同時(shí)還要保證天線基座與標(biāo)志上方的中心對(duì)準(zhǔn)，只有在這樣的情況下我們才可以進(jìn)行觀測(cè)，除此之外我們還需要對(duì)三個(gè)不同的方向進(jìn)行固定，這樣才能夠更好的完成觀測(cè)任務(wù)，達(dá)到精確觀測(cè)和精確定位。

2.GPS布網(wǎng)工作

GPS技術(shù)布網(wǎng)工作其實(shí)就是其在工作的過程中主要的測(cè)繪工作就是對(duì)線路以及帶狀的工程進(jìn)行測(cè)繪，如飲水工程。在工程測(cè)繪的過程中，GPS布網(wǎng)工作進(jìn)行測(cè)繪時(shí)主要使用點(diǎn)連式或者邊連式的方式對(duì)三交所同步圖形進(jìn)行發(fā)展。而對(duì)于相關(guān)的工程樞紐區(qū)域來說其主要是進(jìn)行施工控制網(wǎng)以及電信監(jiān)控網(wǎng)測(cè)繪等各方面的內(nèi)容，在這個(gè)過程中其主要是使用連式、網(wǎng)聯(lián)式的方式來進(jìn)行布置[8]。通過這樣的布置方式不僅能夠最大限度的加強(qiáng)和發(fā)揮網(wǎng)格自身的精準(zhǔn)度和強(qiáng)度，而且還能夠在很大程度上大大的增加GPS控制網(wǎng)格自身數(shù)據(jù)的精確性和準(zhǔn)確性，其相關(guān)的功能和性能不僅能夠得到最大限度的發(fā)揮，而且還進(jìn)一步加強(qiáng)，促進(jìn)了工程測(cè)繪方面的發(fā)展進(jìn)步。

3.實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪方法

GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程的應(yīng)用還表現(xiàn)在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪方法的應(yīng)用上，所謂的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪方法其實(shí)就是在某一個(gè)已經(jīng)經(jīng)過一定檢測(cè)的點(diǎn)上新基站的設(shè)立，通過在機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝一臺(tái) GPS接收設(shè)備，通過這樣的方式不僅能夠使得所有的衛(wèi)星都能在這一過程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，而且還可以通過無線電傳送的方式將其所有傳遞給GPS觀測(cè)技術(shù)。這樣GPS觀測(cè)技術(shù)所觀測(cè)到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息就可以及時(shí)的傳送到流動(dòng)信息接收站中，然后流動(dòng)站在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，在通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)，這樣通過這樣方式以及相對(duì)定位的基本原理，基準(zhǔn)站以及流動(dòng)站就可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)以及本身與觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算[9]，通過這樣的方式就可以得到兩個(gè)觀測(cè)站之間的相對(duì)位置，解算出流動(dòng)站所在位置的三維坐標(biāo)，并將其進(jìn)行實(shí)時(shí)儲(chǔ)存和輸出，這樣不僅能夠保障各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間相對(duì)位置的精確性和準(zhǔn)確定，而且也能夠保障流動(dòng)站所在位置三維坐標(biāo)的正確性，保障工程測(cè)繪的精確性和準(zhǔn)確性[10]。

四、結(jié)語

隨著現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的出現(xiàn)不僅滿足了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要，而且由于其具備的明顯優(yōu)勢(shì)，大量的廣泛的應(yīng)用在各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目中。對(duì)于GPS技術(shù)來說，其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用十分普遍，不僅能夠大大的提高工程測(cè)繪的準(zhǔn)確度和精確度，而且還大大的保障測(cè)了測(cè)繪數(shù)據(jù)和信息的質(zhì)量，正是由于GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中所發(fā)揮的重要作用，在一定程度上也為GPS技術(shù)在未來更好的發(fā)展打下來堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是在這個(gè)過程中，必須要注意到以下問題：對(duì)于GPS技術(shù)來說，其在測(cè)繪工程應(yīng)用過程中，為了更好地發(fā)揮GPS技術(shù)的性能和作用，保證其實(shí)用性以及精確度，測(cè)試過程中只有將測(cè)試結(jié)果良好的應(yīng)用在工程測(cè)繪技術(shù)中才能夠充分的發(fā)揮GPS技術(shù)的作用和性能，才能夠達(dá)到物盡其用的目的，并且在GPS未來的發(fā)展過程中應(yīng)該將其中的功能逐漸完善，使得 GPS技術(shù)能夠應(yīng)用在更多的工作情況中。