付鐘

烏魯木齊市城市勘察測(cè)繪院（烏魯木齊市基礎(chǔ)地理信息中心） 新疆 烏魯木齊 830000

GPS測(cè)繪技術(shù)可以應(yīng)用于不同領(lǐng)域和不同場(chǎng)景中，如土地、交通、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等。在實(shí)際應(yīng)用中，GPS測(cè)繪技術(shù)具有高效、精準(zhǔn)、可靠等優(yōu)勢(shì)，可以幫助測(cè)量工作者更好地規(guī)劃和執(zhí)行工程任務(wù)，并為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)提供重要數(shù)據(jù)參考。然而，GPS測(cè)繪技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)，如選擇合適的測(cè)量設(shè)備和技術(shù)、規(guī)劃和設(shè)計(jì)科學(xué)的測(cè)量任務(wù)、定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)等等。如何規(guī)避這些挑戰(zhàn)，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、選擇合適的技術(shù)路徑，對(duì)于提高效率、滿足工程需求、推進(jìn)測(cè)繪事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，都具有重要意義。因此，本文將探討GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用實(shí)踐，從而為應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)的測(cè)繪項(xiàng)目和單位提供支持和借鑒。

1 GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用價(jià)值

1.1 高精度定位

在測(cè)繪工程中，“高精度定位”是GPS測(cè)繪技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用價(jià)值。由于GPS系統(tǒng)具有全球性，可以提供一個(gè)全球性的坐標(biāo)系統(tǒng)，因此，其具有較高的定位精度，這是傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)所不具備的。GPS測(cè)繪技術(shù)可以通過(guò)衛(wèi)星與接收器之間信號(hào)的測(cè)量和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)于地面物體的高精度定位。在測(cè)繪工程中，GPS測(cè)繪技術(shù)的“高精度定位”應(yīng)用主要表現(xiàn)在地面基準(zhǔn)點(diǎn)的建立。為了實(shí)現(xiàn)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化，需要建立地面基準(zhǔn)點(diǎn)，以確定建筑物、道路和地形的高程、坐標(biāo)等參數(shù)[1]。使用GPS技術(shù)進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)建立，可以實(shí)現(xiàn)全球坐標(biāo)定位和測(cè)量，且精度高，能夠提高基準(zhǔn)點(diǎn)的精確度。同時(shí)，由于GPS系統(tǒng)本身具有高精度定位的特點(diǎn)，因此可以選擇在GPS系統(tǒng)支持下進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)，以確保布設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)精度高、統(tǒng)一、可靠，有利于后續(xù)的施工和監(jiān)測(cè)工作。GPS技術(shù)還可以提供全球坐標(biāo)定位和測(cè)量，因此在測(cè)繪工程中，可以將GPS測(cè)量數(shù)據(jù)與數(shù)字影像數(shù)據(jù)相結(jié)合，采用GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，構(gòu)建地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字地圖的制作和應(yīng)用。數(shù)字地圖具有信息量大、更新快、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、航空航天、資源調(diào)查、災(zāi)害預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。

1.2 地形測(cè)量

傳統(tǒng)的地形測(cè)量方法需要實(shí)地測(cè)量，包括利用樁、水準(zhǔn)儀等工具，需要進(jìn)行大量的步測(cè)、目視測(cè)量、轉(zhuǎn)角測(cè)量等操作。這些操作在復(fù)雜的地形環(huán)境下顯得十分困難，而且耗時(shí)費(fèi)力。GPS測(cè)繪技術(shù)可以克服這些困難，可以通過(guò)接收衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地形測(cè)量及定位，并能夠提供高精度的測(cè)量結(jié)果。在以往，采用傳統(tǒng)地形測(cè)量方法往往需要站點(diǎn)精心布置和規(guī)劃，工作難度大，而且工作范圍受人力和地理環(huán)境的限制。而GPS測(cè)繪技術(shù)可以覆蓋全球范圍，并且可以測(cè)量山區(qū)、沙漠、水域等地形條件復(fù)雜的區(qū)域[2]。此外，傳統(tǒng)地形測(cè)量方法可能會(huì)受到測(cè)量人員的操作技巧、天氣、工具等因素的影響，精度難以保證。而GPS測(cè)繪技術(shù)采用衛(wèi)星信號(hào)測(cè)量和計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)高精度的定位和測(cè)量。由于GPS測(cè)繪技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全局測(cè)量，因此可以大大提高工作效率。例如，在野外地形測(cè)量時(shí)，可以方便地獲取全局?jǐn)?shù)據(jù)，減少測(cè)量點(diǎn)數(shù)目，同時(shí)也能夠節(jié)省成本和時(shí)間。

1.3 建筑測(cè)量

在建筑工程中，建筑物的高程、水平等參數(shù)是非常重要的。在傳統(tǒng)的建筑測(cè)量中，可能需要使用設(shè)備進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。但是，這種方法存在很多問題，比如數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性難以保證、測(cè)量難度大、效率低等。而采用GPS技術(shù)可以解決這些問題，加快建筑物的測(cè)量速度，提高施工的準(zhǔn)確度和效率，首先，GPS技術(shù)通過(guò)多顆衛(wèi)星信號(hào)的測(cè)量和計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)全球坐標(biāo)定位和測(cè)量，并具備高精度優(yōu)勢(shì)。在建筑測(cè)量中，可以利用GPS快速測(cè)量建筑物的高程、水平、面積等參數(shù)，提高定位和測(cè)量的準(zhǔn)確度。其次，GPS在測(cè)量時(shí)無(wú)需人力介入，可以進(jìn)行全天候和全天候測(cè)量，提高效率和準(zhǔn)確度。和傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，GPS技術(shù)的測(cè)量速度更快，更加省時(shí)省力。綜上所述，GPS技術(shù)在建筑測(cè)量中可以大大提高建筑物測(cè)量的準(zhǔn)確度和效率。和傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，GPS技術(shù)可以快速測(cè)量高精度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)定位和測(cè)量的高準(zhǔn)確度和高效率，并在建筑工程中取得良好的應(yīng)用效果。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用困境

2.1 信號(hào)遮擋和干擾問題

信號(hào)遮擋和干擾問題是GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)。當(dāng)天氣狀況惡劣或者遇到建筑物、山體、森林等物體時(shí)，會(huì)阻礙衛(wèi)星信號(hào)的接收，從而影響定位數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性。在陰雨天氣下，天空中的云層會(huì)阻擋衛(wèi)星信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)量精度降低。此外，建筑物本身就擁有一定的梯度和高差，同時(shí)建筑物不同方位的高度也是不同的，因此遮擋的程度也不同，如果衛(wèi)星信號(hào)受到遮擋，定位數(shù)據(jù)將受到影響。樹木、森林和植被對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的接收也具有較大的影響，特別是在測(cè)量農(nóng)田或叢林等沿林區(qū)域時(shí)，測(cè)量精度受到很大影響。山地、峽谷等地形條件不斷改變，衛(wèi)星信號(hào)在這些地形中的傳輸受到嚴(yán)重影響，限制了GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用范圍。總之，信號(hào)遮擋和干擾問題可能導(dǎo)致GPS測(cè)繪技術(shù)的定位精度出現(xiàn)偏差和不準(zhǔn)確，影響測(cè)繪工程的準(zhǔn)確性和可靠性[3]。

2.2 儀器的成本昂貴

高精度GPS測(cè)量?jī)x器的價(jià)格相對(duì)比較高，需要雇用專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，因此，GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于小規(guī)模企業(yè)或個(gè)人用戶而言，投入較大，可能會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)壓力。此外，GPS的數(shù)據(jù)通信協(xié)議和地圖數(shù)據(jù)均標(biāo)準(zhǔn)化，軟硬件兼容性較高，而且每年都要付費(fèi)使用地圖數(shù)據(jù)，這也增加了使用GPS的成本。不過(guò)，隨著GPS技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，也衍生出了一批性能更好、價(jià)格更低的GPS測(cè)繪儀器，價(jià)格與市場(chǎng)需求的惡性競(jìng)爭(zhēng)下逐漸降低。而且，現(xiàn)在市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一些應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)的云端服務(wù)，商務(wù)模式更加多元化。用戶在使用這些工具時(shí)，可能會(huì)低成本、高效率地進(jìn)行測(cè)繪應(yīng)用。因此，可以采取合理的措施來(lái)降低GPS測(cè)繪技術(shù)的使用成本，例如使用多功能儀器、進(jìn)行維修保養(yǎng)、培訓(xùn)人員等。在開發(fā)和設(shè)計(jì)的測(cè)繪工程中，需要根據(jù)具體情況合理配置設(shè)備，以達(dá)到最優(yōu)成本和最高精度的平衡。

2.3 應(yīng)用場(chǎng)景受限

GPS測(cè)繪技術(shù)在應(yīng)用中需要接收衛(wèi)星信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)精確定位，但在某些場(chǎng)景下，例如室內(nèi)、地下、森林等地方，衛(wèi)星信號(hào)受到限制和干擾，從而會(huì)影響GPS技術(shù)的定位效果和精度。另外，建筑物、山體、植被等物體阻礙衛(wèi)星信號(hào)在地面的傳播，也會(huì)降低GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用效果。因此，GPS測(cè)繪技術(shù)在應(yīng)用中的場(chǎng)景需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇和優(yōu)化，需要選擇適合GPS測(cè)繪技術(shù)的場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)繪。在測(cè)繪中，除了GPS技術(shù)外，還需要根據(jù)場(chǎng)景特點(diǎn)綜合運(yùn)用多種測(cè)量技術(shù)和方法，使測(cè)繪數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。例如，在室內(nèi)測(cè)量場(chǎng)景中，使用光學(xué)測(cè)量矯正系統(tǒng)或者激光跟蹤器可以獲得較高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)；在地下測(cè)量場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的地下回歸測(cè)量法可以取得很好的測(cè)量效果。因此，GPS技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景受限是GPS測(cè)繪技術(shù)面臨的困境之一，需要根據(jù)具體場(chǎng)景因應(yīng)具體的問題和需要，選擇合適的測(cè)量方法和設(shè)備，從而在實(shí)際測(cè)量中取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

3 GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用策略

3.1 選擇合適的GPS測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)

在GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用中，設(shè)備的性能直接影響到測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度。因此，在選購(gòu)GPS測(cè)繪設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的測(cè)繪任務(wù)、測(cè)量對(duì)象和場(chǎng)景的不同，選擇合適的GPS測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)。首先，應(yīng)考慮精度要求。不同的測(cè)繪任務(wù)對(duì)GPS定位精度的要求也不同。例如，對(duì)于城市基礎(chǔ)測(cè)繪，通常需要使用精度較高的GPS定位設(shè)備和技術(shù)，而對(duì)于農(nóng)村、山區(qū)或荒地等野外測(cè)量場(chǎng)景，則可以較低的精度進(jìn)行測(cè)量。其次，應(yīng)考慮測(cè)量范圍。不同的GPS設(shè)備和技術(shù)對(duì)測(cè)量范圍的要求也不同。例如，一般而言，GPS測(cè)量設(shè)備的定位精度會(huì)隨著距離的增加而降低，而在無(wú)線傳輸中樹木、建筑物和其他高大物體會(huì)負(fù)面影響GPS設(shè)備的定位精度，因此需要在實(shí)際測(cè)繪場(chǎng)景中根據(jù)具體情況選擇合適的設(shè)備和技術(shù)。最后，應(yīng)考慮維護(hù)和升級(jí)的成本。GPS測(cè)繪設(shè)備需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和升級(jí)才能夠具有長(zhǎng)期穩(wěn)定的性能，手動(dòng)的升級(jí)設(shè)置還會(huì)增加額外的成本和勞動(dòng)力資源。因此，應(yīng)根據(jù)測(cè)繪任務(wù)、測(cè)量對(duì)象和場(chǎng)景的不同，針對(duì)性地選擇合適的GPS測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)，以確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度。此外，為了更好地應(yīng)用和操作GPS測(cè)繪設(shè)備，需要加強(qiáng)操作人員的教育和培訓(xùn)，提高其對(duì)于設(shè)備性能和手動(dòng)升級(jí)設(shè)置的理解。

3.2 科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)測(cè)量任務(wù)

在GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用中，科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的測(cè)量任務(wù)是確保測(cè)量精確性的重要步驟。在測(cè)量任務(wù)規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面考慮測(cè)量對(duì)象、環(huán)境和數(shù)據(jù)精度等因素，以更好地選擇和應(yīng)用GPS技術(shù)。首先，應(yīng)對(duì)測(cè)量對(duì)象的特征進(jìn)行全面的研究和了解，例如對(duì)象的大小、位置、形態(tài)、高程等等，以便評(píng)估所需的GPS測(cè)量范圍和設(shè)備性能[4]。此外，若需要進(jìn)行定高測(cè)量，則應(yīng)該了解地球橢球體模型和垂直大地通用測(cè)量法等相關(guān)理論知識(shí)。其次，應(yīng)根據(jù)環(huán)境的不同，精心選擇GPS測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)。例如，在城市中，建筑、電線桿和車輛等物體會(huì)影響GPS信號(hào)的傳播，造成誤差；在工地環(huán)境中，塵土、振動(dòng)、溫度變化等環(huán)境因素也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。應(yīng)基于不同的環(huán)境規(guī)劃測(cè)量路線和控制點(diǎn)，選擇合適的GPS測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)。最后，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)精度有一個(gè)靈活的預(yù)估。應(yīng)考慮測(cè)量對(duì)象中各種因素導(dǎo)致的誤差，并且在實(shí)測(cè)中進(jìn)行外業(yè)測(cè)量和內(nèi)業(yè)處理，以及數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。同時(shí)，還應(yīng)在計(jì)算過(guò)程中適時(shí)使用補(bǔ)償方法，如加權(quán)平均法、經(jīng)驗(yàn)Bayes法等，以提高測(cè)量精度。因此，科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)正確的測(cè)量任務(wù)，對(duì)于GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常重要。只有充分考慮測(cè)量對(duì)象，環(huán)境和數(shù)據(jù)精度等因素，才能更好地選擇合適的GPS測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)。同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理和質(zhì)量驗(yàn)證，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.3 利用輔助測(cè)量技術(shù)

GPS測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以結(jié)合其他輔助測(cè)量技術(shù)（如全站儀、激光測(cè)距儀等）進(jìn)行測(cè)量，以提高測(cè)量精度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，減輕GPS測(cè)繪技術(shù)的負(fù)荷壓力。這一點(diǎn)十分重要。首先，GPS測(cè)繪技術(shù)有其固有的缺陷，如信號(hào)傳輸、設(shè)備精度等。通過(guò)使用全站儀、激光測(cè)距儀等輔助測(cè)量技術(shù)，可以彌補(bǔ)GPS測(cè)繪技術(shù)的不足，提高測(cè)量精度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。例如，在城市基礎(chǔ)測(cè)繪項(xiàng)目中，采用GPS技術(shù)結(jié)合全站儀進(jìn)行測(cè)量，可以提高測(cè)量精度和減少誤差，獲得更加精確的測(cè)繪數(shù)據(jù)。其次，利用輔助測(cè)量技術(shù)可以使GPS測(cè)繪技術(shù)更加全面和靈活。例如，在山區(qū)、沙漠和海岸等地，GPS技術(shù)難以適應(yīng)復(fù)雜的地形地貌和環(huán)境，而激光測(cè)距儀具有良好的測(cè)量精度和適應(yīng)性，因此可以結(jié)合使用以提高測(cè)量效果。最后，利用輔助測(cè)量技術(shù)需要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)匹配等操作，這就需要對(duì)不同的測(cè)量技術(shù)有深入地了解和掌握。這點(diǎn)需要加強(qiáng)操作人員技能培訓(xùn)，提高其不同測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用能力。結(jié)合其他輔助測(cè)量技術(shù)可以提高GPS測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量精度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，減少GPS技術(shù)的不足之處。對(duì)于一些特殊復(fù)雜場(chǎng)景，輔助測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要和必要。同時(shí)還需要對(duì)不同的測(cè)量技術(shù)有深入地了解和掌握，這對(duì)操作人員技能的提升需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和實(shí)踐來(lái)掌握。

3.4 定期維修保養(yǎng)維護(hù)

在應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)的過(guò)程中，定期進(jìn)行維修保養(yǎng)和維護(hù)，可以確保測(cè)量設(shè)備的正常運(yùn)行，提高測(cè)量精度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，保證測(cè)繪數(shù)據(jù)的可靠性。首先，GPS測(cè)繪設(shè)備是高精度的儀器，在使用過(guò)程中需要做好維護(hù)保養(yǎng)工作[5]?？梢圆捎们逑?、校準(zhǔn)、更換失效零部件等方法，保證儀器的正常使用。另外，進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，保證設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。升級(jí)可以解決一些功能上的不足，延長(zhǎng)GPS設(shè)備的使用壽命，保證設(shè)備的穩(wěn)定性。最后，合理使用GPS測(cè)繪設(shè)備。合理使用設(shè)備，按照標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行操作，使用合適配合設(shè)備的工具，不在某些設(shè)備限制范圍內(nèi)使用，才能更好地保護(hù)設(shè)備，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，GPS測(cè)繪技術(shù)在現(xiàn)代測(cè)繪事業(yè)中發(fā)揮著重要作用，但由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和新型設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中依然面臨著不斷提升的需求。對(duì)于應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量項(xiàng)目和單位來(lái)說(shuō)，需要根據(jù)實(shí)際情況，不斷學(xué)習(xí)和探索新的技術(shù)和方法，保持對(duì)技術(shù)的敏銳度和更新意識(shí)，從而不斷完善和提高GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用水平。在未來(lái)，GPS測(cè)繪技術(shù)將繼續(xù)發(fā)揮著重要的作用，不僅可以應(yīng)用于測(cè)繪工程，也可以應(yīng)用于交通運(yùn)輸、城市管理、環(huán)保等方面，在提高效率和精準(zhǔn)度的同時(shí)，為社會(huì)發(fā)展做出更加積極和有效的貢獻(xiàn)。