GPS測繪技術在工程測繪中的應用

葉 楠

九江地質工程勘察院，江西 九江 332000

工程測繪是現代工程項目建設過程中必不可少的重要環節，只有掌握精確、完備的地形地勢、空間定位等資料，決策、規劃、設計、施工等后續工程環節才可順利開展。從目前來看，工程測繪廣泛見于電力、水利、城建、環保、海洋、航空等多個領域當中，對我國社會經濟乃至綜合國力的整體發展具有重要支撐作用。基于此，我們有必要對GPS 測繪技術在工程測繪中的應用展開探究討論。

1 GPS 測繪技術在工程測繪中應用的工作原理

GPS為“Global Positioning System”的縮寫，意為“全球定位系統”。該技術主要以地外人造衛星為基礎，在全球范圍內進行動態化、實時化的定位與導航。在此背景下，GPS 測繪技術就是基于GPS 衍生出的現代測繪技術。在應用實踐中，GPS 測繪技術的工作原理為：首先，根據工程方案，在目標區域內設置出若干個測繪點，并裝設接收機，以此建立與GPS 衛星的通信交互。然后，運用數據運算、三維建模等計算機技術，對接收機所接收到的衛星導航電文進行整合、處理與利用，從而建立起目標區域的三維坐標模型。在此過程中，平面坐標可直接通過GPS 衛星的定位導航信息獲得，高程坐標可通過運算接收機與衛星之間的距離獲得。最后，在確定基本的三維坐標模型后，相關人員再對測繪點進行靈活控制，并進一步提高主要測繪點或測繪區段的數據精確性，最終繪制出符合預期的工程測繪資料［1］。

2 GPS 測繪技術在工程測繪中應用的優勢特點

2.1 定位效果好

盡可能地做到“圖實一致”，是工程測繪工作的第一要義。在這一方面，GPS 測繪技術具備高度的可靠性與優質性。現階段，GPS 衛星星座的24 人造衛星已全部投用完成，在全球范圍內的定位導航覆蓋率高達98%。同時，隨著相關技術的不斷發展，GPS 測繪技術的測繪精度也不斷提升。現階段，在300m至1500m 范圍的工程測繪中，GPS 測繪技術可將數據的定位誤差縮小至毫米級別，由此產生的測繪圖紙自然也更具應用價值。除此之外，GPS 技術對電磁干擾、障礙物干擾等的應對能力也比較強，可滿足復雜環境下的工程測繪需求，具有良好的技術適應性與工作穩定性。

2.2 操作更便捷

在傳統時期，人們若采取人工化的測繪方法，需要親身進入到目標區域當中，并開展長周期、持續性的信息采集與位置分析工作。在信息采集、分析完成后，手繪圖紙也會耗費人員大量的時間與精力，且成品精度很難保證。相比之下，GPS 測繪技術以接收機、傳感器、計算機等設備為依托，可表現出很強的去人工化特性，實現便捷、高效的數據采集與數據反饋。同時，在測繪數據傳入計算機系統后，相關人員可通過GIS、CAD 等軟件工具，直接進行三維坐標模型的建立生成，并通過調整局部參數、編輯模型要素的方式，便捷地實現繪圖精度的進一步提高。這樣一來，不僅可有效節省時間、人力等成本，還能降低工程測繪中誤差風險的出現幾率。

3 GPS 測繪技術在工程測繪中應用的主要方向

3.1 GPS 測繪技術在工程變形監控中的應用

在建筑工程項目的建設過程中，受到施工技術、建筑材料、受力結構、地面沉降等多方面因素影響，建筑體的變形問題時有發生，對工程質量構成很大威脅。所以，及時感知和掌握建筑體的變形故障，并實施出有效的應對策略，對建筑工程的保質交付與成本控制具有重要意義。此時，將GPS 測繪技術應用到建筑工程的測繪實踐中，可達到良好的變形監控效果。

例如，在全長500m 的大壩建設中，相關人員先按照100m的間隔距離設置出了5 個大壩監測基準點，后又在大壩兩側陸續增加了三個重點監測點。在此基礎上，將8 個精確度10±5m、檢測頻率5700 的GPS 檢測設備裝設在監測點處，以此構成大壩的全天候、實時性監測網絡。30 日周期結束后，綜合8 個監測點的數據發現，大壩的總體位移在±1mm～±2mm之間，處在大壩平穩的位移變化規律之下，即沒有明顯的變形故障發生，代表大壩的建設效果符合工程預期。

3.2 GPS 測繪技術在地理網點布控中的應用

集宏觀布網與微觀布點于一體，對目標區域的地理地形分布狀態進行了解，并明確出具體的基準點、基準線、輪廓線，是城市規劃、國土調查等工程領域中常用的測繪思路。在此背景下，做好GPS 測繪技術的有效應用，能顯出提升地理網點布控的效率與質量。例如，相關人員可將GPS-RTK 技術、航拍攝影技術、GIS 技術等綜合運用到城市地理信息的動態采集當中，從而繪制出既有三維坐標體系，又能具體表現城市布局細節的模型圖。在此基礎上，再利用GPS 數據光束法，對既有區域網絡進行平差控制，進一步明確控點數量。最后，以GPS 導航衛星傳回的動態數據為基礎，利用像片調繪技術對模型圖中的變更物、遮擋物進行補測調整，從而獲得最終的地理網點布控資料，為城建規劃與改造工程的方案制定、施工實踐提供充足依據。

3.3 GPS 測繪技術在水下地形測繪中的應用

水下地形測繪是地質測量的必要環節，同時也是地質測量的重難點。在傳統時期，人們通常會使用測深儀、經緯儀、潮位儀等設備進行水下地形測繪，但這些設備的技術難度比較大、應用流程相對繁瑣，既會引起不菲的人員培訓投入成本，也不利于測繪效率、測繪精度的充分保障。而在應用GPS 測繪技術后，相關人員將GPS 檢測設備、接受裝置布設到水下環境當中，便可建立起與人造衛星相反饋、與計算機系統相交互的水下測繪體系，從而實現水下地形地勢的便捷化采集、自動化成圖，為地質圖紙的完整性提供有力保障。

4 結論

總而言之，將GPS 測繪技術應用于工程測繪領域中，能有效解決傳統時期人工測繪的長周期、低精度問題，以及專業設備的應用難、投入大問題，進而顯著提升工程測繪的經濟性、便捷性與可靠性，為后續工程活動創設出優質的資料基礎。