GPS技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究

勾鑒+李成偉

摘要：GPS技術(shù)發(fā)展十分迅速應(yīng)用在了我國(guó)很多不同的領(lǐng)域，其中GPS技術(shù)在工程測(cè)量方面的應(yīng)用是較為常見(jiàn)的，通過(guò)GPS技術(shù)可以有效地節(jié)省工程測(cè)量所需要花費(fèi)的時(shí)間與精力，并且GPS技術(shù)的測(cè)量精準(zhǔn)度也要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)，可以說(shuō)GPS技術(shù)在工程測(cè)量方面的應(yīng)用對(duì)于我國(guó)工程測(cè)量領(lǐng)域是具有著極大里程碑意義的。不過(guò)GPS技術(shù)在我國(guó)工程測(cè)量中的應(yīng)用范圍雖然較廣但是其中存在的問(wèn)題也是較為顯著和普遍的，這些問(wèn)題的出現(xiàn)對(duì)于我國(guó)GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用有著明顯的阻礙作用。本文將對(duì)GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用要點(diǎn)和存在問(wèn)題的解決對(duì)策進(jìn)行深入分析，從而確保GPS技術(shù)在我國(guó)工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用能夠更加的高效與可靠。

關(guān)鍵詞：GPS；工程測(cè)量；應(yīng)用；研究

GPS技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用較為廣泛，無(wú)論是定位導(dǎo)航還是衛(wèi)星通話(huà)都需要借助這一技術(shù)來(lái)完成。實(shí)際上GPS技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用是最為廣泛且富有成就的。GPS技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用主要是在工程測(cè)量方面，傳統(tǒng)的工程測(cè)量極為繁瑣并且準(zhǔn)確度也不高，還需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的實(shí)踐，對(duì)于工程建筑的效率和成本都有著極大地影響，如今GPS技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高工程測(cè)量的精準(zhǔn)度并且大量節(jié)省測(cè)量時(shí)間。但是GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用也不是一帆風(fēng)順的，其中也存在著許多問(wèn)題阻礙了GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

1、GPS技術(shù)的介紹

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，在二十世紀(jì)七十年代美國(guó)率先著手進(jìn)行研制的大型定位系統(tǒng)。這一系統(tǒng)從立項(xiàng)研究到最終的建成花費(fèi)了二十多年的時(shí)間以及超過(guò)200億美元的投入，這一系統(tǒng)的出現(xiàn)直接重新定義了世界的定位理念，成為了一項(xiàng)服務(wù)于全球的高新技術(shù)。GPS的服務(wù)范圍是全球用戶(hù)，并且這種服務(wù)是一種長(zhǎng)期連續(xù)性的并且實(shí)時(shí)傳送且計(jì)算高精度的數(shù)據(jù)，其實(shí)現(xiàn)了是時(shí)間空間與信息的三維坐標(biāo)與速度和時(shí)間信息傳送。最初GPS的服務(wù)目標(biāo)是軍事導(dǎo)航最后才逐漸地向民用領(lǐng)域普及，其中工程精測(cè)測(cè)繪是其中一項(xiàng)較為重要的內(nèi)容，可以說(shuō)GPS技術(shù)在民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用是起走向成熟的一個(gè)重大標(biāo)志。

2、GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的特點(diǎn)

GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用比傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)要簡(jiǎn)單許多，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)從開(kāi)始的放線(xiàn)一直到最后的測(cè)量完畢少則一兩個(gè)月多則半年，并且為了能夠提高精準(zhǔn)度還必須反復(fù)測(cè)量以確保其測(cè)量誤差可以在允許的范圍內(nèi)，這所需要花費(fèi)的時(shí)間和成本都極高的。GPS測(cè)量技術(shù)則能夠最大程度上對(duì)測(cè)量的操作進(jìn)行優(yōu)化和簡(jiǎn)化，從而使得工程測(cè)量變得更加便捷且高精度。下面我們就對(duì)GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析。

2.1靈活設(shè)置控制網(wǎng)

傳統(tǒng)的工程測(cè)量中工程控制網(wǎng)的布設(shè)是一件極為復(fù)雜的工作，首先需要從工程的全局出發(fā)，由整體到局部逐步進(jìn)行控制網(wǎng)的層層布設(shè)，這種布置方式一方面缺乏靈活性，由于其一個(gè)地方出現(xiàn)變化必須全局改動(dòng)的特點(diǎn)使得其工作量極為龐大并且需要極長(zhǎng)的工作時(shí)間。使用GPS技術(shù)對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)則變得非常容易，盡管應(yīng)用GPS技術(shù)來(lái)進(jìn)行控制網(wǎng)的布設(shè)依舊需要遵循逐層布設(shè)的原則但是控制點(diǎn)間沒(méi)有了通視要求，從而能夠使得控制網(wǎng)的布設(shè)更加靈活，并且通過(guò)GPS進(jìn)行控制網(wǎng)的布設(shè)還能夠?qū)刂凭W(wǎng)進(jìn)行全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這使得原本只能在白天進(jìn)行并且受到汽車(chē)和人員干擾的控制網(wǎng)監(jiān)測(cè)工作能夠變?yōu)橐归g觀察，使得控制網(wǎng)的設(shè)置效率大幅度提升。

2.2提高碎部測(cè)量的的效率

地形測(cè)量作為歷來(lái)工程測(cè)量的一個(gè)難點(diǎn)，在傳統(tǒng)的測(cè)量方法下地形測(cè)量只能通過(guò)較為復(fù)雜的儀器包括全站儀、測(cè)距儀等等進(jìn)行測(cè)量，這種測(cè)量的精準(zhǔn)度較低并且效率也較差。GOS技術(shù)當(dāng)中的RTK技術(shù)可以妥善地解決這一問(wèn)題，RTK技術(shù)的定位測(cè)量較為靈活方便并且擁有較高的精準(zhǔn)性，且不會(huì)受到通視和視距的影響從而迅速地完成碎部測(cè)量，提升碎部測(cè)量的工作效率。

2.3提高放樣定點(diǎn)的效率

傳統(tǒng)的放樣定點(diǎn)技術(shù)是借助全站儀和測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行的，盡管這兩種技術(shù)在很大程度上提高了放樣定點(diǎn)的效率和準(zhǔn)確度但是卻依舊以GPS技術(shù)有著較為明顯的差距。GPS技術(shù)可以利用RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)獲取，這就是的放樣定點(diǎn)變得極為便捷，加之RTK技術(shù)突破了傳統(tǒng)全站儀的點(diǎn)與點(diǎn)之間必須通視的限制，變得更加靈活多變通視也不受到視距限制，因此GPS技術(shù)進(jìn)行放樣定點(diǎn)時(shí)能夠有效提高放樣定點(diǎn)的效率和精準(zhǔn)度。

2.4實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)

GPS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，許多大型建筑物在工程測(cè)量階段都需要對(duì)建筑物的變形以及地球板塊的變動(dòng)和區(qū)域地表沉降等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在傳統(tǒng)的建筑工程中這些檢測(cè)是幾乎不能實(shí)現(xiàn)的，而通過(guò)GPS技術(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能能夠完全實(shí)現(xiàn)對(duì)工程各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，使得工程測(cè)量當(dāng)中的監(jiān)測(cè)工作進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。

2.5提高高程測(cè)量的效率

高程測(cè)量時(shí)工程測(cè)量過(guò)程中一個(gè)較為復(fù)雜的工作，高程測(cè)量在傳統(tǒng)的工程測(cè)量當(dāng)中利用的是水準(zhǔn)儀測(cè)量，這種測(cè)量方式的測(cè)量準(zhǔn)度較低并且測(cè)量的容錯(cuò)性也較小。GPS技術(shù)當(dāng)中的分差定位技術(shù)可以非常精準(zhǔn)地對(duì)兩點(diǎn)間的三維空間信息進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)對(duì)這一特性的利用能夠快捷方便地對(duì)兩點(diǎn)之間的高程進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)GPS測(cè)量的結(jié)果能夠?qū)θ群退牡染鹊乃疁?zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行替代，從而在最大程度上提高水準(zhǔn)測(cè)量的工作效率。

3、GPS技術(shù)在工程測(cè)量應(yīng)用中存在的問(wèn)題及解決措施

GPS技術(shù)在工程測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用也是存在著一些問(wèn)題的，這些問(wèn)題的出現(xiàn)對(duì)于工程測(cè)量的GPS技術(shù)應(yīng)用是有著嚴(yán)重阻礙的，在這樣的情況下就必須對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析和解決。目前來(lái)看能夠影響GPS技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用的問(wèn)題主要是測(cè)站點(diǎn)的設(shè)置以及基線(xiàn)的解算兩個(gè)問(wèn)題，下面我們就對(duì)著兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入分析。

3.1測(cè)站點(diǎn)的設(shè)置問(wèn)題

對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)的過(guò)程中對(duì)測(cè)站點(diǎn)位置的選擇是一個(gè)較為重要的問(wèn)題，首先對(duì)于測(cè)站點(diǎn)位置的選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足視野的需求，一般情況下測(cè)站點(diǎn)的設(shè)置地點(diǎn)都需要選擇在視野開(kāi)闊的地方。除了視野要求外還需要保證測(cè)站點(diǎn)的周?chē)荒苡羞^(guò)高的障礙物，并且也不能又可以對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行反射的物體存在，以免由于這些因素造成GPS的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重誤差。在對(duì)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行選擇的過(guò)程中一定要保證測(cè)站點(diǎn)周?chē)h(huán)境可以有效地對(duì)查封癌癥信號(hào)進(jìn)行傳播和發(fā)送。GPS站點(diǎn)的選擇一般都是在上空開(kāi)闊的位置并且需要對(duì)周?chē)恼系K物高度角進(jìn)行限定，通常情況下成片的障礙物高度角不能超過(guò)15°，并且在監(jiān)測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)如果有電磁干擾就必須對(duì)電磁干擾的范圍進(jìn)行限定，不能讓電磁干擾距離測(cè)站點(diǎn)過(guò)近，需要讓測(cè)站點(diǎn)距離電磁干擾200米左右。

3.2基線(xiàn)解算問(wèn)題

在基線(xiàn)解算問(wèn)題上一般有5個(gè)方面的問(wèn)題，這5個(gè)方面的問(wèn)題任何一個(gè)不能妥善的解決都會(huì)對(duì)基線(xiàn)解算造成重大影響下。下面我們就來(lái)具體分析。

3.2.1起點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置不準(zhǔn)確

在對(duì)基線(xiàn)的起點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行設(shè)置時(shí)如果出現(xiàn)了準(zhǔn)確度不夠的問(wèn)題則需要在工程測(cè)量的實(shí)踐過(guò)程中采用有著較高精準(zhǔn)度的基點(diǎn)作為工程基線(xiàn)的起點(diǎn)，或者是直接將所有基線(xiàn)的起點(diǎn)坐標(biāo)都都從一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行衍生，這種做就可以使基點(diǎn)的坐標(biāo)誤差存在于整個(gè)基線(xiàn)當(dāng)中。

3.2.2 GPS觀測(cè)時(shí)間過(guò)短

在GPS對(duì)工程進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中其花費(fèi)的時(shí)間是較為短暫的，在這種情況下會(huì)對(duì)基線(xiàn)解算造成影響，為了避免這種影響應(yīng)當(dāng)在基線(xiàn)解算的過(guò)程中刪除掉某一顆衛(wèi)星當(dāng)中的觀測(cè)數(shù)據(jù)從而確?；€(xiàn)解算的結(jié)果能夠更加準(zhǔn)確和高精度。

3.2.3周跳過(guò)多

使用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)經(jīng)常會(huì)有多顆衛(wèi)星在同一時(shí)間出現(xiàn)周跳的情況，這種情況出現(xiàn)后會(huì)對(duì)GPS的觀測(cè)質(zhì)量造成極大的影響，因此為了確保GPS觀測(cè)質(zhì)量應(yīng)當(dāng)對(duì)周跳時(shí)段的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。

3.2.4多路徑效應(yīng)問(wèn)題

基線(xiàn)解算的過(guò)程中，多路徑效應(yīng)是一種較為常見(jiàn)的問(wèn)題，這種多路徑效應(yīng)會(huì)造成觀測(cè)值存在較為嚴(yán)重的誤差乃至于出現(xiàn)觀測(cè)值的殘差，這必然會(huì)導(dǎo)致基線(xiàn)解算的結(jié)果出現(xiàn)重大偏差。因此對(duì)于基線(xiàn)解算而言保證觀測(cè)值的質(zhì)量是較為關(guān)鍵的，對(duì)于觀測(cè)值的質(zhì)量保證可以通過(guò)對(duì)多路徑效應(yīng)發(fā)生較為嚴(yán)重時(shí)間段的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除來(lái)實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語(yǔ)：科技的發(fā)展給人類(lèi)的生活帶來(lái)了諸多改變，其中作為關(guān)系到民生的建筑工程測(cè)量也因?yàn)楦黝?lèi)高新技術(shù)的出現(xiàn)而變得更為精準(zhǔn)和富有效率。在諸多高新技術(shù)當(dāng)中GPS技術(shù)是一種具有較好發(fā)展前景的測(cè)量技術(shù)，通過(guò)這種技術(shù)能夠改變傳統(tǒng)工程測(cè)量中的諸多弊端，無(wú)論是測(cè)量精準(zhǔn)度差還是測(cè)量過(guò)程復(fù)雜以及測(cè)量效率低下都可以通過(guò)GPS技術(shù)在工程測(cè)量技術(shù)上的應(yīng)用而解決，因此盡快地對(duì)GPS技術(shù)在工程測(cè)量方面的應(yīng)用進(jìn)行掌握是我國(guó)建筑測(cè)量行業(yè)必須要面對(duì)的一個(gè)重要課題，希望本文能夠?yàn)槲覈?guó)的工程測(cè)量行業(yè)帶來(lái)一定的啟示。endprint