淺談GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應用

查立吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院

淺談GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應用

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吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院

在測繪工程中，全球定位系統(tǒng)（GPS）的應用是非常廣泛的，因其具有效率高、精度高等特點，于社會生產(chǎn)的各方面都有著重要的作用。傳統(tǒng)測繪技術(shù)因無法滿足社會要求逐漸被GPS測繪技術(shù)取代，促進了工程測繪效率的提高。

GPS技術(shù)工程測繪應用

科學技術(shù)的發(fā)展日新月異，工程測繪方法與測繪設(shè)備也逐漸種類繁多，GPS就是工程測繪方法中的其中一種。現(xiàn)階段，該測繪技術(shù)的應用領(lǐng)域已非常廣泛，并深受測繪人員的歡迎。GPS測繪技術(shù)成本低、且測量的精準度比較高，操作簡單，測繪工作通過變更衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，及時獲取實時數(shù)據(jù)，可克服傳統(tǒng)測量技術(shù)的弊端。現(xiàn)代測繪技術(shù)因社會發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，在工程測繪的領(lǐng)域中其地位也越來越高。

一、全球定位系統(tǒng)（GPS）特點

全球定位系統(tǒng)（GPS）其測量的精準度極高，可精確到小數(shù)點的后六位，傳統(tǒng)測量技術(shù)是無法做到這一點的。但是，定位距離不同，其精確度也是不同的，并不是說其測量技術(shù)就不存在誤差。于高層建筑測繪中，GPS測繪技術(shù)優(yōu)勢還是比較大的，測量數(shù)據(jù)后，其定位非常準確。

GPS測繪技術(shù)屬于電子測量技術(shù)，可節(jié)省定位時間，比如說，測量流動站需要1分鐘或5分鐘才可完成的測量任務，其動態(tài)定位模式幾秒鐘就可完成。其工作效率因時間節(jié)省的程度很大而被提高。

目前，GPS測繪技術(shù)的衛(wèi)星有很多，為其分布的比較均勻，對于衛(wèi)星信號，全球內(nèi)都可接收到，并且不會因為天氣受到影響，不管什么地點，什么時間都可以實現(xiàn)連續(xù)的觀測，對測繪工作不會產(chǎn)生影響，有利于測繪工作的時間縮短。

GPS接收機因GPS測繪技術(shù)的不斷發(fā)展而不斷進步，其測量工具自動化的程度極高，儀器操作員在實際的測量工作中只需要完成量取天線高度、安裝儀器、收集氣象數(shù)據(jù)及連線等基本工作，在測量時，儀器會自動完成跟蹤記錄、捕獲衛(wèi)星等測量流程，操作員只需在儀器旁對其工作狀態(tài)進行監(jiān)視即可。測量工作結(jié)束后，操作員應將電源關(guān)閉，并將儀器收好，初步測量工作完成。GPS測繪儀器于現(xiàn)階段的質(zhì)量與體積上都有了很大改變，降低了操作員測繪過程中勞動強度。

二、全球定位系統(tǒng)（GPS）優(yōu)勢

（一）定位快，且精準

在工程的測繪過程中，GPS測繪技術(shù)的應用，其定位是通過載波進行的，測繪的整個過程不會超過二十分鐘，誤差也僅在四毫米或者五毫米之間，快速定位的誤差也僅僅只有零點一米。

（二）不受測繪環(huán)境與測繪地點限制

GPS測繪技術(shù)可全天候定位，其工程測量條件從理論上說可以是任何地方。

（三）操作簡便

GPS測繪技術(shù)對平面位置坐標及高程可準確測量，有利于準確獲取三維坐標。其操作過程在測繪過程中也非常簡便，但需要很多人進行操作與監(jiān)督。但對于測繪成本的降低作用還是很大的。

三、在工程測繪中全球定位系統(tǒng)（GPS）應用流程

（一）測量點的定位

在進行測量點的定位時，應先將GPS定位系統(tǒng)設(shè)置于工作狀態(tài)，如作業(yè)環(huán)境視野較為廣闊，應對該系統(tǒng)傳輸與接收產(chǎn)生影響因素有效避免，待測量點確定后，準確將其在圖紙上記錄。

（二）測量標點的構(gòu)建

主要針對于提示與指示這兩個測量點，待其定位后，安裝GPS測繪技術(shù)的測量標志。因測量標志的構(gòu)建因測繪環(huán)境的不同而不同。

（三）觀測測量

GPS的測繪技術(shù)中，觀測測量在該測量技術(shù)中是比較重要的，通過對室外觀測，嚴格比對GPS的測繪技術(shù)。比如說，某工程項目測繪中，對室外觀測使用GPS的測繪技術(shù)，數(shù)據(jù)信息通過衛(wèi)星定位進行收集，有利于觀測數(shù)據(jù)有效性得到保障。

四、在工程測繪中應用全球定位系統(tǒng)（GPS）

在實際的測量工作中，GPS的測繪技術(shù)應用是非常廣泛的，不僅僅是道路勘探與各種工程、設(shè)計中應用，還有安裝部分大型設(shè)備。GPS測繪技術(shù)的具體應用如下：

（一）監(jiān)測工程變形

在工程的建設(shè)過程中，建筑物經(jīng)常與因地殼的運動或者人為因素發(fā)生位移，這就是我們常說的工程變形，工程變形也分為很多類型，比如說圍堰大壩發(fā)生變形、開采資源地區(qū)地表沉降及陸地工程發(fā)生變形等。這些變形因素會造成嚴重的人員傷亡與經(jīng)濟損失。在監(jiān)測工程變形中GPS測繪技術(shù)分為四個階段：（1）監(jiān)測周期設(shè)計；（2）結(jié)構(gòu)強度設(shè)計；（3）基準設(shè)計；（4）觀測時段設(shè)計，這四個階段對監(jiān)測工程變形有著決定性的作用。

（二）測定大地測量的控制網(wǎng)點

測角手段與常規(guī)測距所建立的大地控制網(wǎng)在現(xiàn)階段以完全被GPS測繪技術(shù)控制網(wǎng)所取代，我國對GPS測繪技術(shù)控制網(wǎng)的應用比較晚，并對我國基礎(chǔ)的控制網(wǎng)進行了重新的測量。全國性大地控制網(wǎng)其網(wǎng)點之間的距離都是比較大的，多數(shù)相距為數(shù)千里，有些甚至相距可達上萬里，我們之前所用的常規(guī)測量工具對測量遠控制點根本不能保證其測量的精準度，不僅需要過多的測量人員，其測量效率也是非常低的。此外，還有一種城市GPS的控制網(wǎng)，相比于全國性的控制網(wǎng)測量，城市控制網(wǎng)的測量點相距的距離一般是幾十公里，具有使用頻繁、面積較大且精度較高的特點。常規(guī)測量工具的控制點經(jīng)常會遭到人為性的破壞，不僅費時費工，其測量的精確度也不是很均勻，測量進度受到嚴重的影響。對于以上問題的出現(xiàn)，GPS測繪技術(shù)因其測量精準度極高，定位的范圍比較廣泛，并且工作效率比較高，可很好的解決這些問題，在道路及工程等測量工作中，因?qū)PS測繪技術(shù)的應用得到了突破性的發(fā)展。

（三）應用于房產(chǎn)測繪中

GPS測繪技術(shù)在實際的工程測量中，常用實施動態(tài)差分法，該方法于室外觀測實現(xiàn)后，其定位精準度得到提高，并于房產(chǎn)的測繪中，作用顯著。實施動態(tài)差分法在地籍測繪工作與房地產(chǎn)測繪工作中，測定土地的權(quán)屬界點時，地籍測繪圖或者房地產(chǎn)測繪圖的獲取只需要操作人員一名與一臺儀器，于每個測繪點上僅花費幾秒鐘的時間，通過計算機軟件對所得的數(shù)據(jù)進行運算與處理之后，將其輸入到GPS的系統(tǒng)中即可。實施動態(tài)差分技術(shù)不需要很多的操作人員，測點間也不需要通視，基于此，地基測繪工作效率或者房地產(chǎn)測繪工作效率差在很大的程度上得到了提高。

比如說：某道路工程的周圍地勢比較復雜，起伏較大，JD4-JD5之間需穿越一片面積很大的森林公園，大范圍的密灌地與密林是通視很困難，而對導線要求又很嚴格，在實際作業(yè)中，其導線很難達到規(guī)定的標準，使用測距儀與全站儀對該路段測量完成后，實施動態(tài)測量對其進行校核。為保證該公路工程的測量精準度，分別以JD4、JD5作為基準點進行測量，并對比坐標。經(jīng)對比后，原本需要二十個人完成的外業(yè)任務，在使用GPS測繪技術(shù)的動態(tài)測量法后，任務完成時間縮短了一半，這足以證明，GPS測繪技術(shù)的應用不僅降低了測繪人員的勞動強度，同時促進了作業(yè)效率提高，公路測量準確度也得到了保障。

（四）在水下工程中對GPS測繪技術(shù)的應用

航道整治、港口建設(shè)、海岸碼頭建設(shè)及考法利用海洋資源等水下工程對于地形測繪圖的精度要求都是非常高的，GPS測繪技術(shù)中的三維測定技術(shù)，對水下工程縱向位置與橫向位置均可予以高精度的測量，之后通過計算機繪制地形圖。對于水下工程的測量其縱向方面可使用測深儀，其水深依據(jù)超聲波于水下的傳播時間進行計算。另外，還需要使用潮位儀測定潮位，對水下的地形高程與水深進行調(diào)整與更正。使用GPS測繪技術(shù)的差分法進行測量橫向位置，該方法解決了抗外界的干擾性比較低、傳統(tǒng)的定位儀器操作較為繁瑣等問題，促進了水下工程測繪準確度的提高。

五、結(jié)語

在測繪工程中，應用GPS測繪技術(shù)，有利于測繪工程可靠性與精確度的提高，在測繪過程中，有利于工作強度的降低，同時，工作效率也得到提高。GPS測繪技術(shù)逐漸向自動化方向發(fā)展，其應用領(lǐng)域也會越來越廣泛。

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