GPS測(cè)量技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用分析

包國(guó)峰

摘 要：在現(xiàn)代化城市的建設(shè)進(jìn)程中，工程建筑施工越來(lái)越多，為了提高工程建筑施工的效率，需要加大GPS 技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用力度。GPS測(cè)量技術(shù)作為有效的科技測(cè)量手段，對(duì)工程測(cè)量的精確度的提高具有明顯的促進(jìn)作用，并有效改善了以往工程測(cè)量數(shù)據(jù)不精確和大量人力物力投入的情況。通過(guò)對(duì)GPS技術(shù)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用分析，可以有效提高技術(shù)實(shí)施的有效性，測(cè)量精確度。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；工程測(cè)量；措施；精確

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在當(dāng)前的工程建設(shè)和工程管理過(guò)程中，工程測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)成熟的技術(shù)，各種形式的測(cè)繪技術(shù)越來(lái)越不斷涌現(xiàn)出來(lái)，被廣泛的運(yùn)用于現(xiàn)代建筑工程行業(yè)中。特別是GPS系統(tǒng)的建立與出現(xiàn)，它的出現(xiàn)為相關(guān)工程測(cè)繪工作提供了一個(gè)更好地測(cè)量技術(shù)。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下，GPS 測(cè)量技術(shù)正在朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展，在工程測(cè)繪中有著廣泛的應(yīng)用，能夠簡(jiǎn)化測(cè)量流程，提升數(shù)據(jù)測(cè)繪的功能，應(yīng)該得到相關(guān)技術(shù)人員的重視和推廣。

1、GPS 技術(shù)的運(yùn)用

GPS技術(shù)是依靠衛(wèi)星系統(tǒng)，對(duì)工程測(cè)量區(qū)域進(jìn)行衛(wèi)星定位和信息分析的先進(jìn)技術(shù)，由于其技術(shù)先進(jìn)、精確性高，在當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用較為廣泛。從 GPS 測(cè)繪的原理上來(lái)看，主要就是將 GPS 接收機(jī)設(shè)置在某一點(diǎn)上，然后在衛(wèi)星不間斷的發(fā)送定位信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)所接收到的信息進(jìn)行處理，對(duì)接收機(jī)的三維位置加以確定。再者就是采用 GPS 實(shí)施測(cè)繪，實(shí)際工程過(guò)程中的測(cè)量可通過(guò)多種方法進(jìn)行測(cè)量，也就是載波相位和偽距離的測(cè)量方法。其中的載波測(cè)量主要就是通過(guò) GPS 衛(wèi)星載波信號(hào)在傳播路徑上的相位變化計(jì)算信號(hào)傳播距離。而在偽距離的測(cè)量則主要就是通過(guò)接收機(jī)所接收到的 GPS 衛(wèi)星發(fā)出的測(cè)距碼和電文內(nèi)容，并結(jié)合信號(hào)發(fā)射到用戶接收信息時(shí)間對(duì)兩者間的距離進(jìn)行計(jì)算。GPS技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我國(guó)的工程測(cè)量事業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)所要用到的測(cè)量?jī)x器比如經(jīng)緯儀、測(cè)距儀等容易受到周邊環(huán)境、氣候的影響，造成測(cè)量精度不高的問(wèn)題，而 GPS 技術(shù)則能夠全面有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)中所存在的不足，不受任何外部因素所干擾，從而極大的提高了測(cè)量精準(zhǔn)度。采用該項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)繪設(shè)備相結(jié)合的方法，可以完善和優(yōu)化測(cè)量成果，比如在進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量時(shí)，可以通過(guò)GPS進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量彎曲從而提高定點(diǎn)布控的精確性，然后在配合傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備，設(shè)置近距離位移，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量成果的目的。

2、GPS測(cè)量技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)分析

2.1 進(jìn)行施工水準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)定

在進(jìn)行工程施工之前，工程人員需要對(duì)施工水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行定標(biāo)確定，這樣才可以保障施工的正確性。傳統(tǒng)的水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定工作繁瑣，精確度不高，容易出現(xiàn)失誤。利用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量中的水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定，可以有效保障測(cè)量的精度，提供更加可靠和有效的數(shù)據(jù)，從而讓技術(shù)人員更好地進(jìn)行測(cè)量分析。比如在礦山、公路等工程的測(cè)量時(shí)，通過(guò)對(duì)施工坐標(biāo)和水平距離的科學(xué)測(cè)定，可以有效提高工程建設(shè)的可行性分析水平，確保工程建設(shè)的科學(xué)性。

2.2 對(duì)位置的確定分析

由于GPS技術(shù)是靠衛(wèi)星定位的，在測(cè)量中的影響因素較小，可以進(jìn)行各種復(fù)雜地貌的測(cè)量，在當(dāng)前的工程測(cè)量過(guò)程中越來(lái)越受到重視。對(duì)工程建設(shè)位置和具體的施工坐標(biāo)進(jìn)行精確測(cè)量，是保障工程建設(shè)科學(xué)性的重要措施。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，GPS技術(shù)可以充分的考慮測(cè)量時(shí)其他外界對(duì)測(cè)量的影響，減少誤差，提高檢測(cè)精度，對(duì)檢測(cè)對(duì)象做出幾何分析圖形，繪制工程測(cè)量對(duì)象的形狀，從而可以更好的做出分析，給施工工作提供科學(xué)指導(dǎo)，進(jìn)而達(dá)到提高測(cè)繪效率和質(zhì)量的目的。

3、提高 GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量應(yīng)用中的措施

3.1創(chuàng)建工程控制測(cè)量網(wǎng)絡(luò)

隨著科技的發(fā)展，測(cè)量的方式也將更加科技化，純?nèi)斯?shí)地測(cè)量將會(huì)淡出，取而代之的是遠(yuǎn)程操控技術(shù)。同時(shí)，測(cè)量作業(yè)平臺(tái)也會(huì)不再僅限于測(cè)量工作室，車(chē)載測(cè)量平臺(tái)乃至空中測(cè)量平臺(tái)會(huì)得到大范圍應(yīng)用，工程測(cè)量的靈活性將會(huì)大大提高，包括對(duì)建筑以及大型工業(yè)構(gòu)件的測(cè)量、測(cè)量數(shù)據(jù)的處理、三維建模分析都有可能依靠自動(dòng)化完成，同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)使數(shù)據(jù)處理的結(jié)果更加準(zhǔn)確。工程控制的網(wǎng)絡(luò)是工程管理和建設(shè)以及維護(hù)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)，控制網(wǎng)對(duì)于網(wǎng)型與精度的要求和工程的性質(zhì)與規(guī)模有著密切的關(guān)系，通常工程控制的網(wǎng)絡(luò)覆蓋到的面積較小，所占位的密度較大，對(duì)于測(cè)量的精度要求高，一般采用的方法是邊角網(wǎng)的方式。而在建立工程控制的網(wǎng)絡(luò)時(shí)運(yùn)用GPS定位技術(shù)，就會(huì)展現(xiàn)出其測(cè)量精度高和作業(yè)的時(shí)間短以及對(duì)于點(diǎn)位的選擇限制較少和工程耗費(fèi)低的優(yōu)勢(shì)。具體講來(lái)其可以被運(yùn)用于工程首級(jí)的控制網(wǎng)的建立與變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)以及工程施工的控制網(wǎng)和工程勘探項(xiàng)目中，同時(shí)也包括施工控制的網(wǎng)絡(luò)和隧道相關(guān)的地下工程的控制網(wǎng)。在GPS技術(shù)的應(yīng)用中，通常會(huì)使用載波相位靜態(tài)差分技術(shù)來(lái)進(jìn)行控制，其可以實(shí)現(xiàn)控制一致性。隧道和地鐵一類(lèi)的地下工程會(huì)采取對(duì)向施工的方式，有時(shí)立井施工也會(huì)被運(yùn)用，主要目的是提高貫通的精度。而為了保證其貫通的精度，在具體操作中必須建立起針對(duì)地面進(jìn)行精密控制的的網(wǎng)絡(luò)，而隧道的縱向跨度較大，并且其上方的崇山峻嶺較多，而地鐵上方高樓眾多，GPS技術(shù)的使用正好解決地鐵控制網(wǎng)與隧道這一類(lèi)型工程控制的難題。

3.2 PTK碎部測(cè)暈以及放樣

PTK技術(shù)也就是載波相位差分技術(shù)，其是對(duì)載波相位的測(cè)量進(jìn)行處理的差分方式，具體來(lái)講PTK的系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分構(gòu)成，也就是基準(zhǔn)站與移動(dòng)站。PTK系統(tǒng)運(yùn)行的基本原理包括以下內(nèi)容：把基準(zhǔn)站所采集到的載波相位傳輸給用戶，而用戶需要對(duì)基準(zhǔn)站差分信息求差解算，找到用戶位置的相應(yīng)坐標(biāo)。在使用PTK的技術(shù)放樣后，把定界標(biāo)點(diǎn)標(biāo)出，這其中需要注意的是其坐標(biāo)屬于直接坐標(biāo)而不是常規(guī)放樣的后視方向的坐標(biāo)，因此運(yùn)用解析法對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，會(huì)顯得簡(jiǎn)單方便。當(dāng)碎部測(cè)量出現(xiàn)在區(qū)域性的GPS 的差分系統(tǒng)中時(shí)，基準(zhǔn)網(wǎng)和放樣會(huì)對(duì)所有基準(zhǔn)站提供差分信息的權(quán)，并實(shí)現(xiàn)差分的定位，提高 PTK 接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度，能夠提高PTK測(cè)量點(diǎn)的精度，進(jìn)而提高測(cè)量精度！

3.3 GPS的變形監(jiān)測(cè)

形變是工程測(cè)繪中的重要組成部分，在絕大多數(shù)工程項(xiàng)目中，都存在著形變因素的影響，尤其是地理環(huán)境變化以及人為活動(dòng)的影響，都會(huì)在一定程度上增加形變控制的難度。變形監(jiān)測(cè)指的是對(duì)于大橋和水庫(kù)大壩以及高層大樓這些建筑物的監(jiān)測(cè)，同時(shí)還包括構(gòu)筑物地基沉降和整體傾斜以及位移等狀況的監(jiān)測(cè)，一般監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的是水準(zhǔn)測(cè)量這種方法，對(duì)地基沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而利用GPS測(cè)量方法建立變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，可對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行周期觀測(cè)。這種方法具有精度高、受外界干擾小和連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化等特點(diǎn)。此外，GPS技術(shù)通常是在形變的地區(qū)設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，并以幾個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)測(cè)量，然后使用GPS來(lái)接收基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，這樣可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化技術(shù)，運(yùn)用科學(xué)的傳輸技術(shù)來(lái)發(fā)送信息到處理中心，然后再分析數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，這樣可以隨時(shí)控制變形的情況。

3.4 測(cè)量精度評(píng)定

采用平面平差基線相對(duì)精度統(tǒng)計(jì)"基線殘差統(tǒng)計(jì)"環(huán)閉合差統(tǒng)計(jì)進(jìn)行GPS定位中誤差統(tǒng)計(jì)，100% 的點(diǎn)位精度控制在1cm 以內(nèi)，甚至控制在0.5cm以內(nèi)，如果測(cè)量數(shù)據(jù)合格，則表明基線解算質(zhì)量良好，GPS技術(shù)的測(cè)量精度能夠滿足工程測(cè)量的實(shí)際要求。通過(guò)選擇有效的精度控制方法，也可改進(jìn)GPS 測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的不穩(wěn)定現(xiàn)象，提高GPS精度，保證并提高工程建設(shè)質(zhì)量。

4、結(jié)語(yǔ)

測(cè)量工作是工程決策和具體實(shí)施的科學(xué)依據(jù)，測(cè)量的精確性和數(shù)據(jù)的可靠性對(duì)工程管理和具體施工具有較大的影響作用。GPS測(cè)量技術(shù)具備操作簡(jiǎn)單、測(cè)量效率高、定位精確等優(yōu)勢(shì)，其具備非常大的發(fā)展?jié)摿Α２捎肎PS測(cè)量技術(shù)，可以有效提高測(cè)量精度，幫助施工人員進(jìn)行有效的工程分析，保障各項(xiàng)工程施工和建設(shè)的質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)工程建設(shè)事業(yè)的科學(xué)發(fā)展和建設(shè)水平的有效提高。

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