GPS測量技術(shù)在工程測繪中應(yīng)用剖析

田宸宇

摘要：GPS是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的全球定位系統(tǒng)，它由接收裝置和全球通信衛(wèi)星組成，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。在工程項(xiàng)目建設(shè)中離不開測繪工作的支撐，將GPS測量技術(shù)應(yīng)用到工程測繪中具有積極作用，它具備效果高、精準(zhǔn)度高等優(yōu)點(diǎn)。近年來GPS技術(shù)的應(yīng)用，使得工程測繪的精度和效率得到了極大的提高。本文闡述了GPS測量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并從礦山測量、公路測量和城市測繪三個(gè)方面對其在工程測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了剖析探討。

關(guān)鍵詞：GPS測量技術(shù);工程測繪;應(yīng)用

近年來在我國科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動下，當(dāng)前測繪技術(shù)的不斷創(chuàng)新，測繪工作變得更為細(xì)致，也提供的測繪資料也越來越全面，GPS測量技術(shù)的出現(xiàn)，使得測量效率和數(shù)據(jù)信息處理能力有了很大的提升，因此得以非常廣泛的應(yīng)用，也進(jìn)一步推動著測繪企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。測繪技術(shù)是工程建設(shè)中非常重要的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于施工準(zhǔn)備階段和施工階段。工程測繪包含了建設(shè)工程、交通工程、海洋工程以及礦區(qū)工程和軍事工程等的測繪作業(yè)。工程測繪的精度直接關(guān)系著工程建設(shè)的質(zhì)量，是工程建設(shè)的基礎(chǔ)。目前科技技術(shù)飛速發(fā)展，工程測繪也在自動化和數(shù)字化的方面取得了極大的發(fā)展，尤其是GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用更是讓工程測繪精度得到了極大的提高，應(yīng)用效率更高，對我國工程測繪的發(fā)展起到了非常積極的促進(jìn)作用。本文在GPS測量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上就如何更好地將GPS測量技術(shù)應(yīng)用于工程測繪中進(jìn)行了研究。

一、GPS測量技術(shù)簡介

美國國防部在衛(wèi)星的基礎(chǔ)上研制了無線導(dǎo)航系統(tǒng)GPS，為全球提供了實(shí)時(shí)的高精度三維位置、速度、時(shí)間等信息。GPS由24顆距地面12000公里的衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星圍繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)周期為12小時(shí)/圈。因此，在地球上的任何地點(diǎn)都可以隨時(shí)觀測到4顆以上衛(wèi)星，地面接收裝置可以通過分析衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)據(jù)得出經(jīng)緯度坐標(biāo)哦等一系列有用的信息。目前，GPS測量技術(shù)主要應(yīng)用于導(dǎo)航和測繪領(lǐng)域，尤其是在測繪領(lǐng)域，給傳統(tǒng)的測量技術(shù)帶來了非常大的技術(shù)突破，對測繪技術(shù)的發(fā)展意義重大。

GPS側(cè)量技術(shù)可以提高工程測繪的質(zhì)量，GPS測量技術(shù)主要具有定位精度高、操作簡單且效率高、功能多、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。

首先GPS測量技術(shù)的定位精度高，與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，其精度具有無可比擬的優(yōu)勢。在50千米以內(nèi)精確度可達(dá)100%，在300-1800千米的范圍內(nèi)且一小時(shí)的工作時(shí)間內(nèi)，平面信號幾乎不存在誤差，即GPS系統(tǒng)在1800千米內(nèi)誤差非常小。GPS測量技術(shù)的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)測繪技術(shù)，使得工程測繪質(zhì)量得到了極大的提升，同時(shí)也為工程建設(shè)提供了準(zhǔn)確的建設(shè)依據(jù)。

其次，傳統(tǒng)測繪方式操作繁瑣、測量時(shí)間長、操作不便，導(dǎo)致測繪工作效率低下。GPS測量技術(shù)設(shè)備簡單，且數(shù)字化和自動化程度高，操作簡便，操作人員的工作量大大降低，而測繪信息的效率卻得到了極大的提高，測繪結(jié)束也只需關(guān)閉接收器就行了。另外GPS系統(tǒng)的觀測時(shí)間短，在25千米內(nèi)定位靜態(tài)物體只要13-15分鐘。如果移動目標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)的15千米范圍內(nèi)，只需1-3分鐘就可以對其進(jìn)行定位，流動站的觀測往往幾秒就夠了。

第三，GPS測量技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，功能強(qiáng)大，GPS測量技術(shù)可以測繪出三維坐標(biāo)信息以及空間和時(shí)間層面的動態(tài)變化。因此，GPS測量技術(shù)不但可以應(yīng)用于導(dǎo)航和地理位置測繪，還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，反應(yīng)監(jiān)測區(qū)域的變化。GPS測量技術(shù)可以通過監(jiān)測全球氣候變化和地質(zhì)運(yùn)動，對地質(zhì)災(zāi)害及時(shí)發(fā)出預(yù)警，幫助人們及早做出準(zhǔn)備。

第四，傳統(tǒng)測繪技術(shù)中觀測站之間需要有通視關(guān)系，確保測繪過程中不會出現(xiàn)遮擋物，才能達(dá)到測繪的精度要求。因此，傳統(tǒng)測繪站的位置確定難度大、成本高，且精度無法保證。所以傳統(tǒng)測量技術(shù)在大范圍工程建設(shè)中始終無法得到有效應(yīng)用。而GPS測量技術(shù)是通過衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，因此觀測站之間不需要通視，使其選址更加靈活，且測繪結(jié)果精度更高。

第五，GPS測量技術(shù)中的衛(wèi)星可以在全球范圍內(nèi)定位，測繪不受空間和時(shí)間限制，可以實(shí)現(xiàn)全天候不間斷測量。另外，GPS測量技術(shù)不受天氣影響，應(yīng)用效率得到了極大提高。

二、GPS測量技術(shù)流程

GPS測量技術(shù)主要分為三部分，分別是定位測量點(diǎn)、構(gòu)建測量標(biāo)點(diǎn)和測量觀測。

首先是測量點(diǎn)的定位，其定位原則是安全便捷為前提，通常會選擇比較廣闊的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，另外要避免一切會影響GPS定位系統(tǒng)傳輸和接收的影響因素。所以，要準(zhǔn)確記錄GPS的測量點(diǎn)，作為以后工程測繪的依據(jù)。

其次是測量標(biāo)志的構(gòu)建，在定位好測量點(diǎn)后要在其位置上安裝測量標(biāo)志。測量標(biāo)志會隨著工程測繪環(huán)境的不同而不同，一般情況下都是在測量點(diǎn)下埋入標(biāo)石作為測量標(biāo)志。

最后是測量觀測，GPS測量技術(shù)通過室外的觀測所接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)傳達(dá)的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行分析。

三、GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析

本文從礦山測量、公路測量和城市測繪方面對GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

首先是礦山測量，礦山的地形復(fù)雜，且要求定位準(zhǔn)確。而GPS測量技術(shù)測量精度高、高效便捷，在礦山測量中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度直接關(guān)系著礦區(qū)工程建設(shè)和礦產(chǎn)資源開發(fā)的安全和效率。GPS測量技術(shù)可以優(yōu)化礦山工程測量的控制模式，其獲得的三維坐標(biāo)可以方便后期測量工作的開展，并為其他煤礦工程提供參考依據(jù)。GPS測量技術(shù)可以提升測量精度，在礦山測量中要選點(diǎn)要避免障礙物和磁場對信號產(chǎn)生干擾。另GPS測量技術(shù)主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算測量結(jié)果，其質(zhì)量和準(zhǔn)確度得到了大大提升。同時(shí)，GPS測量技術(shù)受距離以及其他的因素影響較小，在高程測量中具有和平面測量相當(dāng)?shù)木龋瑢τ趶?fù)雜的礦山地區(qū)具有非常大的優(yōu)勢。因此，在復(fù)雜的礦區(qū)測量作業(yè)中會得到更加廣泛地應(yīng)用。

其次是公路測量，公路建設(shè)是我國交通系統(tǒng)中的非常重要的部分，是國家的基礎(chǔ)建設(shè)工程，在公路建設(shè)中，工程測繪的準(zhǔn)確性直接關(guān)系著公路工程的規(guī)劃是否合理，同時(shí)還影響著其完工后的使用性能。GPS測量技術(shù)對提高公路測繪的自動化和數(shù)字化水平非常重要，其快速的數(shù)據(jù)處理能力，可以和公路工程設(shè)計(jì)軟件快速配合，提高勘測設(shè)計(jì)效率?？傊?，公路建設(shè)是我國的基礎(chǔ)工程，工程量非常大，GPS測量技術(shù)的應(yīng)用可以加快工作進(jìn)程，降低成本，確保公路規(guī)劃的合理性和建設(shè)的高質(zhì)量。

最后是城市測繪，城市建設(shè)是我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要項(xiàng)目，在進(jìn)行城市測繪時(shí)要做好標(biāo)準(zhǔn)化以實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的多樣化。在城市測繪中，GPS測量技術(shù)中使用最多的功能為定位和遙控等，提高測繪數(shù)據(jù)的精確度。例如，在城市測繪中，三級測繪導(dǎo)線需要高的精確度，而傳統(tǒng)的測繪技術(shù)由于施工建筑等原因，會對測繪精度產(chǎn)生一定的影響。但是GPS測量技術(shù)可以通過定位城市內(nèi)部進(jìn)行靜態(tài)測量，同時(shí)可以對城市兩個(gè)測試點(diǎn)進(jìn)行直接測量，避免破壞城市原有的建筑，可以快速完成城市測繪?？傊?，在城市測繪中，GPS測量技術(shù)不但精度高、速度快，還可以保護(hù)城市原有建筑，對于城市規(guī)劃和建筑非常重要。

四、結(jié)語：

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，工程測繪技術(shù)也在自動化和數(shù)字化方面取得了極大的發(fā)展。尤其是GPS測量技術(shù)的應(yīng)用使得工程測繪的精確度和效率都得到極大的提高。本文對GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了闡述，并從礦山測量、公路測量和城市測繪三個(gè)方面對GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。目前我國在GPS測量技術(shù)方面的應(yīng)用還需要進(jìn)一步完善，以便能夠更好的進(jìn)行工程測繪，更好地進(jìn)行工程建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：吉林省乾元地質(zhì)工程有限公司