工程測繪GPS定位測量技術(shù)的應(yīng)用探討

摘要：社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的迅猛發(fā)展提供了可靠的科學(xué)技術(shù)保障，各行各業(yè)在如此的良好環(huán)境與條件下遍地開花，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及更是迅速。信息全球化的趨勢日漸突出，而全球定位系統(tǒng)（簡稱GPS）可以為全球范圍內(nèi)的信息傳遞與流通提供過硬的技術(shù)支持。定位測量技術(shù)運(yùn)用GPS的基本原理，在工程測繪工作方面扮演著重要角色。筆者將定位測量技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢及其在工程測繪中的應(yīng)用原理進(jìn)行結(jié)合，在工程測繪中的定位測量技術(shù)的具體應(yīng)用及其重要作用提出了一些自己的見解，并展望了其在工程測繪方面的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：GPS定位測量 工程測繪 應(yīng)用特點(diǎn)

1 GPS定位測量技術(shù)

1.1 GPS技術(shù)概述

GPS技術(shù)，即全球定位系統(tǒng)，最早于1973年的美國開始研發(fā)，在20年來的不懈努力中取得顯著成效，并于1993年成功投人使用。GPS技術(shù)主要有三個重要組成部分，即空間衛(wèi)星星座、用戶設(shè)備以及地面監(jiān)控系統(tǒng)，通過利用接收于衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位。為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及國防建設(shè)提供重要的軍事導(dǎo)航與定位服務(wù)。自GPS技術(shù)興起與發(fā)展以來，在許多相關(guān)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用，不僅在軍事導(dǎo)航與定位方面有重要意義，而且在社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展方面都應(yīng)用廣泛，這也是GPS技術(shù)日漸趨于成熟的重要體現(xiàn)。GPS定位測量技術(shù)的高精度、經(jīng)濟(jì)快速等特點(diǎn)使其在工程測繪中發(fā)揮重要作用促進(jìn)了測繪技術(shù)及測繪領(lǐng)域的快速發(fā)展。

1.2 GPS定位測量技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢

GPS定位測量技術(shù)有其獨(dú)具特色的優(yōu)勢與特點(diǎn)，首先它定位實(shí)時(shí)，可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地定位運(yùn)動目標(biāo)的三維位置與速度。其次它的定位精度較高，1分鐘的快速定位法所能取得的觀測精度可達(dá)到+0.1m距離，若是不超過20分鐘的載波相位的相對定位，其距離精度可達(dá)+5mm，而若通過實(shí)時(shí)差分定位，其定位精度可達(dá)厘米級。而且GPS技術(shù)定位耗時(shí)較短，實(shí)時(shí)動態(tài)定位模式自用幾秒時(shí)間就可完成流動站1分鐘一5分鐘才能完成的觀測，大大提高了測繪效率。并且，運(yùn)用GPS技術(shù)的觀測站間不需要通視，只要求觀測站15°以上空間開闊性，這就大大降低了觀測環(huán)境與通視條件方面的限制，不僅縮減了測量時(shí)間及經(jīng)費(fèi)，而且使測量選點(diǎn)更具靈活性。同時(shí)，運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行的測量操作簡便，其自動化與智能化水平較高，可以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的無人數(shù)據(jù)采集，只需要簡單安裝測量所需儀器并做好儀器監(jiān)控工作。GPS技術(shù)還具有全球全天候作業(yè)的特點(diǎn)，基本不會受到天氣狀況限制，通過分布均勻且數(shù)量較多的GPS衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的全天候觀測。另外，它還可以提供統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)，可以完成對觀測站大地高程的精準(zhǔn)測量，為大地水準(zhǔn)面研究創(chuàng)造良好條件。

2 GPS定位測量技術(shù)在工程測繪中的重要作用

2.1 GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用原理

工程測繪中采用GPS定位測量技術(shù)的應(yīng)用原理結(jié)合了交互定位與物理及幾何學(xué)科中的相關(guān)原理，并通過GPS衛(wèi)星與地面接收裝置來完成對測量物的定位，綜合結(jié)合接收到的已知衛(wèi)星信息來求取未知點(diǎn)位置定位，根據(jù)距離等于光速與傳播時(shí)間之積來確定衛(wèi)星距離，而這一計(jì)算的關(guān)鍵在于記錄時(shí)間的時(shí)鐘精準(zhǔn)性地面接收裝置對測量物的三維精準(zhǔn)定位，需要同時(shí)接收4顆衛(wèi)星發(fā)射的信息才能進(jìn)行，而測量要求精度不同，所需衛(wèi)星數(shù)量也不盡相同，如厘米級精準(zhǔn)定位就必須要至少5顆衛(wèi)星才能滿足。

2.2 GPS技術(shù)在工程測繪中的具體作用

GPS技術(shù)在工程測繪中的具體作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面的具體作用。常規(guī)的測繪工作都是由人為操作進(jìn)行的，人為的操作誤差或是綜合素質(zhì)較差等都影響著測繪工作的精準(zhǔn)性，同時(shí)在地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜地段的測繪工作，易出安全事故，還為具體的測繪工作埋下安全隱患。而在工程測繪工作中，采用GPS定位測量技術(shù)，可以快速而高效地實(shí)現(xiàn)工程測繪的交互定位及形象逼真的測繪數(shù)據(jù)結(jié)果，并可以實(shí)時(shí)掌握與監(jiān)控工程測繪工作的全部流程。但為保證測量技術(shù)在工程測繪工作中的應(yīng)用效果，可在進(jìn)行測量之前，利用計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)對工程測繪做模擬流程分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)測量規(guī)程中可能存在的問題并采取有效措施進(jìn)行防治，大大增強(qiáng)測量方案的安全性與可操作性，保證測量工作的技術(shù)性。我國目前已將GPS定位測量技術(shù)用于礦井工程項(xiàng)目測繪中，并通過GPS技術(shù)實(shí)行測量演練，便于對測量方案中的問題進(jìn)行修正與優(yōu)化，不斷完善工程測繪的可靠性。國內(nèi)目前在礦井工程項(xiàng)目測繪中普遍使用GPS進(jìn)行測量演練，可以借助此查出測量方案中存在的問題，及時(shí)有效的進(jìn)行解決和完善。

（2）在房屋地形測圖及工程細(xì)部測繪方面的具體作用。GPS定位測量技術(shù)具有使用范圍廣的特點(diǎn)，在多個領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，而在房地產(chǎn)工程房屋地形測圖方面也發(fā)揮重要作用，尤其是實(shí)時(shí)動態(tài)差分法的應(yīng)用，為房屋地形測圖提供許多便利，房屋地形測圖中應(yīng)用RTK實(shí)時(shí)動態(tài)差分法技術(shù)，可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地獲取土地權(quán)屆界址點(diǎn)及相應(yīng)界樁具體位置等的測量數(shù)據(jù)，測量精度可達(dá)厘米級，而且降低了傳統(tǒng)用電子手薄利用測圖軟件及全球儀進(jìn)行地形圖繪制的工作量，只需一人即可完成原來必須2至3人才能完成的測繪工作，在提高測繪效率的同時(shí)，還有效降低了人工成本，使得GPS定位測量技術(shù)在房地產(chǎn)工程測量中的應(yīng)用更加深化，而GPS技術(shù)在房地產(chǎn)工程測量方面發(fā)揮更大的作用。作為工程調(diào)查重要部分的工程細(xì)部測繪，利用GPS定位測量技術(shù)，可以對所需測定的土地權(quán)屬界址點(diǎn)、位置及數(shù)量等進(jìn)行準(zhǔn)確定位，有效縮小了街坊外圍界址點(diǎn)與內(nèi)界址點(diǎn)之間的間距誤差，提高了測繪精準(zhǔn)度。

（3）現(xiàn)代化城市建設(shè)中的具體作用。城市控制網(wǎng)具有較高的精度要求，而且面積大且使用頻次多，而多數(shù)城市的一，二，三級導(dǎo)線都位于地面，這使得現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程不斷加快的同時(shí)，不同程度的破壞狀況也層出不窮，為城市建設(shè)的健康發(fā)展帶來很多不利因素。因此，要想保證城市控制網(wǎng)建設(shè)中的測量工作效率與質(zhì)量，必須提高控制點(diǎn)提供的快速精準(zhǔn)性，而傳統(tǒng)的導(dǎo)線測量對控制點(diǎn)間的通視條件有較高要求，加大了測量工作的難度，測量精度不能滿足要求且耗時(shí)較長，也不利于測量工作效率的提高。而GPS定位測量技術(shù)以其高精準(zhǔn)度、操作簡便且速度較快等優(yōu)勢，在城市建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，大大提高了城市控制網(wǎng)建設(shè)中的項(xiàng)目測繪精度與效率，在符合城市規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，在城市控制測量的測量速率與準(zhǔn)確性改善方面，也發(fā)揮了重要作用。并且，城市建設(shè)中應(yīng)用GPS定位測量技術(shù)的實(shí)踐過程中，成功取代了傳統(tǒng)的導(dǎo)線測量方式，而隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，也必將大大提高城市建設(shè)測量水平，為促進(jìn)現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

（4）工程測繪中應(yīng)用GPS定位測量技術(shù)的發(fā)展前景。工程測繪中應(yīng)用GPS定位測量技術(shù)是測繪技術(shù)的重大改革，為測繪技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)，而隨著GPS定位測量技術(shù)在往后的不斷發(fā)展進(jìn)步，測繪領(lǐng)域?qū)l(fā)生前所未有的變革，尤其是GPS技術(shù)與工程測繪技術(shù)的發(fā)展與成熟，及應(yīng)用的不斷普及與廣泛化，工程測繪中應(yīng)用GPS定位測量技術(shù)，可建立起區(qū)域性的GPS網(wǎng)，為城市與工程控制網(wǎng)建設(shè)創(chuàng)造更好條件，測繪精度進(jìn)一步提高的同時(shí)，拓展GPS定位測量技術(shù)的適用范圍，在高層建筑物監(jiān)測、大壩變形監(jiān)測以及地面沉降監(jiān)測等方面發(fā)揮重要作用，為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更加可靠的導(dǎo)航定位服務(wù)。

3 結(jié)論

綜上所述，GPS定位測量技術(shù)以其獨(dú)具優(yōu)勢的高精度、經(jīng)濟(jì)高效等特點(diǎn)，在工程測繪中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，為促進(jìn)工程測繪的良好發(fā)展提供了有力的技術(shù)保障，也為現(xiàn)代化城市建設(shè)及工程控制網(wǎng)建設(shè)奠定了扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，為提高工程測繪的測量精度，確保測繪結(jié)果的科學(xué)、可靠創(chuàng)造了良好條件，大大加快了信息全球化趨勢的發(fā)展及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。

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