GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用及特點

李國慶

摘 要 社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展為科學(xué)技術(shù)水平的提高提供了有力的保障。科技的日益發(fā)展為社會各行各業(yè)提供了便利的條件。在當(dāng)今社會，計算機技術(shù)的普及促進了全球信息的共享，在全球信息傳遞與溝通中離不開GPS技術(shù)的支持，GPS是一種全球定位系統(tǒng)，其中，發(fā)展最快的是GPS定位測量技術(shù)，在工程測繪中起到了重要的作用。下文將從GPS測量技術(shù)的基本概念、GPS測量技術(shù)的特點和GPS測量技術(shù)的應(yīng)用這三個方面進行闡述。

關(guān)鍵詞 GPS測量技術(shù)；工程測繪；應(yīng)用與特點

引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要一種全新的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，GPS作為一種全球定位系統(tǒng)，由全球通信衛(wèi)星和接收這兩部分裝置組成，根據(jù)衛(wèi)星無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，或進行精準(zhǔn)的定位。而GPS衛(wèi)星定位測量是對大地進行測量的一項技術(shù)。全球定位系統(tǒng)技術(shù)與GPS測量技術(shù)兩者密不可分的，GPS技術(shù)的提高必然會帶動GPS測量技術(shù)水平的提高，近年來，GPS測量技術(shù)日益完善，有效地應(yīng)用到工程測繪中去，本文主要對GPS測量技術(shù)在工程測繪中的特點和應(yīng)用進行探討。

1 GPS測量技術(shù)的基本概念

我們把全球定位系統(tǒng)簡稱為GPS，是以衛(wèi)星無線電導(dǎo)航定位修通為依據(jù)，主要用來檢測距離和時間而建立起來的一種新型的高科技的定位系統(tǒng)。對該系統(tǒng)研究的較早，早在1973年便開始對其進行研制，至今已有20多年。GPS測量技術(shù)有三個重要組成部分，主要包括：空間衛(wèi)星星座、地面檢測系統(tǒng)以及有關(guān)用戶的設(shè)備等。GPS當(dāng)行利用無線方式為用戶實現(xiàn)無線導(dǎo)航，提供精準(zhǔn)定位，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。除此之外，還能夠用于軍事和國防建設(shè)中，為其提供必要的定位服務(wù)，GPS技術(shù)的作用巨大。由于近年來國家對科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域投入增加，GPS測量技術(shù)也得到了改善，變得日益成熟。經(jīng)濟快速與高精度時期主要的優(yōu)點，進一步使得測繪與測量領(lǐng)域取得更大成就。常規(guī)的測量技術(shù)不能進行全天候作業(yè)，而GPS測量技術(shù)可以有效彌補這點。在數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中，GPS衛(wèi)星的數(shù)目分布眾多且分布得較規(guī)則，所以，運用GPS對其進行定位能夠?qū)ν坏攸c連續(xù)觀測，對于不同地點可以實現(xiàn)同步觀測，并且是全天候進行檢測。GPS具有三維定位作用，無論所屬地球上哪個地點、位置、時間，都能對其進行監(jiān)測。并且，GPS系統(tǒng)監(jiān)測時受到外界環(huán)境影響較小。由此可見，無論從時間還是地點上嗎，GPS技術(shù)在測量領(lǐng)域上都邁出了全新的一大步，使測量更精準(zhǔn)有效。

2 GPS測量技術(shù)的特點

2.1 定位精度高

目前其他側(cè)來那個技術(shù)無法達到對位置的相當(dāng)精確的定位，而GPS測量技術(shù)可以達到1ppm的精確度。在相對精度在50km以內(nèi)的，相對定位精度可保持在1mm內(nèi)，在工程精度定位中，300～1500m的，使用GPS觀測數(shù)據(jù)低于1mm。總之，采用GPS測量技術(shù)可以滿足各種工程測量的需要，當(dāng)觀測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法進一步完善時，GPS測量技術(shù)的精確深度也會進一步提高。為我國的經(jīng)濟建設(shè)提供更精準(zhǔn)的定位服務(wù)[1]。

2.2 操作簡單便捷

GPS測量技術(shù)有安裝相應(yīng)的定位開關(guān)設(shè)備，在定位時能夠?qū)崿F(xiàn)自動化定位，還能對較遠距離實現(xiàn)監(jiān)控，收集到的信息精準(zhǔn)、全面、可利用性較高。例如：在收集有關(guān)氣象的數(shù)據(jù)時，整個測量與搜取系統(tǒng)會進行高度的監(jiān)測，與接收機一起配合，確保工作的順利完成。如果要對一個觀測站進行連續(xù)的觀測，它會與其他的接收和通訊裝置連接，將所采集到的信息儲存，之后在數(shù)據(jù)處理中心對數(shù)據(jù)進行處理。在這過程中，減少了人力的看守，使采集數(shù)據(jù)與處理更加自動化。

2.3 功能齊全應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

GPS主要為各用戶提供動態(tài)的位置定位和相關(guān)的時間信息，它不但可以測量位置還能進行位置導(dǎo)航，另外，還可以對用戶的速度及所用時間進行測量。GPS技術(shù)依舊在不斷地發(fā)展，滯后，它所應(yīng)用的范圍會不斷地擴展[2]。已經(jīng)取得了應(yīng)用成效的包括對運動目標(biāo)的監(jiān)控。定位技術(shù)還能對大地進行測量，所以，GPS技術(shù)是一個功能齊全，可以廣泛應(yīng)用與各個領(lǐng)域的技術(shù)。

2.4 觀測時間短

在測量過程中，以一條基線為依據(jù)，與所需要觀測的精度相結(jié)合，采用靜態(tài)定位的辦法，1～3小時才能完成全部的測量工作[3]。在以往觀測時所耗時間要幾個小時，當(dāng)GPS系統(tǒng)得到不斷提高和完善時，觀測時間只需要幾十分鐘，更短的只需要幾分鐘。通常系統(tǒng)在1小時內(nèi)完成對數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過GPS接收器對數(shù)據(jù)進行收集，再進行系統(tǒng)處理，保持準(zhǔn)確性。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，GPS的硬件與軟件更新也得到完善，利用GPS觀測能更加減少觀測的時間，提高觀測工作的效率。例如：GPS技術(shù)升級后能夠更準(zhǔn)確迅速地在20km范圍內(nèi)進行相對靜態(tài)定位，定位時間只需要16～20分鐘。如果是進行靜態(tài)定位，所用時間會 更短，只需要1～2分鐘或者僅用幾秒鐘。

2.5 全天候作業(yè)

在我國，大量的GPS衛(wèi)星合理地分布，因此，無論走到地球上的哪個地點，都可以同步地對4顆衛(wèi)星進行連續(xù)性的觀測，這就保證了對全球氣候進行連續(xù)性的三維定位。它還不易受外界環(huán)境影響，除了雷雨天不適合進行觀測外，其他天氣都可進行觀測。

2.6 對觀測站之間無要求

在傳統(tǒng)觀測技術(shù)觀測時，要求量觀測站之間相互通視。而GPS測量技術(shù)沒有這方面的要求，它只需要觀測站間保持15度以上的開闊空間即可，所以，不需要建造相應(yīng)設(shè)施。這能夠極大地減少成本，節(jié)約大筆費用。另外，也不需要點間通視，所以，點位位置設(shè)定可以靈活多變，傳統(tǒng)測量中需要進行的對網(wǎng)中傳遞點的控制、對過渡點的測量工作等，在GPS測量技術(shù)中，都能省去，選點工作更加簡單輕便。

2.7 有較高的經(jīng)濟效益

GPS測量技術(shù)有較高的經(jīng)濟效益，大量的實踐表明，常規(guī)方法建立大地控制網(wǎng)需要較高的費用，因為GPS有較快的定位速度使得工程建設(shè)所耗時間較短，所以使用GPS測量技術(shù)比起常規(guī)方法能節(jié)省大約三分之一的費用。另一方面，采用GPS定位，觀測站點間不需要相互通視，所以建立視標(biāo)所需要的人力、物力、財力都得到了節(jié)省。所以，GPS測量技術(shù)的經(jīng)濟效益與日俱增。

3 GPS測量技術(shù)的應(yīng)用

3.1 定位技術(shù)的應(yīng)用

將GPS技術(shù)應(yīng)用于工程測繪中，采用的基本原理是結(jié)合了物理與幾何的一般原理，利用GPS系統(tǒng)的空間分布，在地面接收裝置的配合下對物體進行監(jiān)測。如今，較多采用的技術(shù)方法主要有靜態(tài)相對定位法和動態(tài)定位法。靜態(tài)定位是一種相對簡單的定位方法，在地面上按照一定的規(guī)范裝置定位裝置，進行維時45分鐘左右的觀察，專業(yè)人員采集相關(guān)的數(shù)據(jù)。動態(tài)定位工作的首要環(huán)節(jié)是對工作點的選擇，然后在地面安裝接收裝置，從多個角度進行監(jiān)測。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

在實際的測繪工作中，都會受到人為的干擾或者其他因素的影響，都會造成測繪數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，如果采用GPS測量技術(shù)，聯(lián)系交互定位方法，可以增加工程測繪的有效性，使數(shù)據(jù)更加真實形象，另一方面，還可以對工程測繪的整個過程進行全面的監(jiān)測。例如：進行工程測繪時，根據(jù)地質(zhì)情況，利用計算機，將測繪過程也給以數(shù)學(xué)模型的方式表現(xiàn)出來，測繪場景被真實的模擬，對測繪過程進行動態(tài)掌握，有利于發(fā)現(xiàn)測繪過程的錯誤，在下次測繪過程中就能有效避免同類問題的發(fā)生，采取合理的措施，進行科學(xué)的處理。極大地增加了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 城市控制網(wǎng)的精度要求

城市控制網(wǎng)對精度的要求較高，并且其面積廣泛使用的概率大，對城市的現(xiàn)代化建設(shè)有影響。而GPS定位測量技術(shù)是具有高精度、操作較便捷的技術(shù)，適合在城市建設(shè)中廣泛應(yīng)用，有利于實現(xiàn)城市控制網(wǎng)對高精度的要求，提高測繪精度與效率。GPS技術(shù)應(yīng)用與城市建設(shè)中，不僅能夠滿足對城市規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)要求，還能夠提高城市控制測量的準(zhǔn)確性，加快城市控制測量的速度。

總而言之，目前GPS測量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域相對寬泛，涉及工程測量、地質(zhì)測量、資源勘察等各個方面，并取得了有效的成果。在實際運用過程中，GPS測量技術(shù)所展現(xiàn)的巨大潛力和作用將進一步應(yīng)用到其他領(lǐng)域。隨著社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展，GPS測量技術(shù)還會更加完善，從而更有效地為我國經(jīng)濟發(fā)展提供服務(wù)。

4 結(jié)束語

工程建設(shè)離不開工程測量技術(shù)的，工程測量技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。而在工程測繪中運用較為廣泛的是GPS定位測量，因為GPS測量技術(shù)具有高精度和較高的經(jīng)濟效益等優(yōu)點。這些優(yōu)勢應(yīng)用到工程測繪中，為其提高了強悍的技術(shù)支持，也有效地促進現(xiàn)代化城市建設(shè)，保障測量結(jié)果的精確性，促進了信息全球化的進一步發(fā)展。

參考文獻

[1]劉三枝，李明峰，馮寶紅.定位技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)改革研究[J].礦山測量，2005，（2）：64-65.

[2]張延忠.GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用及特點[J].科技傳播，2011，（7）：198-198.

[3]張雷.論GPS RTK技術(shù)在現(xiàn)代工程測量的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011，（8）：228-228.