工程測(cè)繪工作中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

甘欣亮

（長(zhǎng)江空間信息技術(shù)工程有限公司（武漢））

1 案例概況

某水庫(kù)計(jì)劃規(guī)劃城市供水，需對(duì)該水庫(kù)所在區(qū)域的地形進(jìn)行測(cè)量，測(cè)繪面積約180.4km2，水庫(kù)地處丘陵地區(qū)，海拔為65m～140m，周?chē)鷧擦止嗄荆ㄒ曒^差，在具體的測(cè)量工作中需嚴(yán)格遵照《城市測(cè)量規(guī)范》（CJJ/T 8-2011）1：1000地形圖，工期85d。

已有資料如下：國(guó)家一級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)1個(gè)、國(guó)家二等三角點(diǎn)1個(gè)、D級(jí)GPS點(diǎn)1個(gè)，全部作為該水庫(kù)的平面和高程控制起算點(diǎn)。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)

2.1 測(cè)量點(diǎn)定位

GPS測(cè)繪技術(shù)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用需嚴(yán)格遵循各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，保證各環(huán)節(jié)之間實(shí)現(xiàn)有效銜接。在對(duì)測(cè)量點(diǎn)定位時(shí)保證該測(cè)量點(diǎn)的設(shè)備不受地磁信號(hào)的干擾和影響，以提高測(cè)繪點(diǎn)測(cè)繪數(shù)據(jù)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。一般情況下，測(cè)量工作需要在視野開(kāi)闊的條件下完成，這樣既能保證GPS設(shè)備的接收信號(hào)，又能合理規(guī)避外界磁場(chǎng)的影響。當(dāng)確定測(cè)量點(diǎn)之后，再將測(cè)量過(guò)程中所獲得的數(shù)據(jù)信息記錄在冊(cè)，為下一步測(cè)繪工作的開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2 設(shè)備管理分析

在本項(xiàng)目中使用GPS測(cè)繪技術(shù)時(shí)，水準(zhǔn)儀在其中發(fā)揮著重要作用，可保證測(cè)量點(diǎn)與標(biāo)識(shí)物的空間位置。通常情況下，水準(zhǔn)儀使用外掛紀(jì)錄平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，再由紀(jì)錄平臺(tái)發(fā)出指令，控制儀器讀數(shù)，觀測(cè)要求和方法嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB/T 12898-2009）嚴(yán)格執(zhí)行，保證本項(xiàng)目整體測(cè)量工作可靠性與精準(zhǔn)性。

需要注意的是，測(cè)繪工作開(kāi)始之前所使用的儀器應(yīng)與外界溫度保持一致，并采用電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)。往測(cè)時(shí)，基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)讀取應(yīng)為后前前后，移動(dòng)站數(shù)據(jù)讀取為前后后前；返測(cè)時(shí)應(yīng)交換水準(zhǔn)尺，提高各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，嚴(yán)格遵照國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制觀測(cè)點(diǎn)視線(xiàn)的長(zhǎng)度、前后視距差、視線(xiàn)高度，做好相應(yīng)的監(jiān)督與管理工作，保證GPS測(cè)繪技術(shù)的整體優(yōu)勢(shì)。GPS數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示。

2.3 測(cè)量標(biāo)識(shí)設(shè)定

在項(xiàng)目測(cè)繪工作中應(yīng)用GPS技術(shù)，需構(gòu)建與設(shè)定相關(guān)的測(cè)量標(biāo)識(shí)，以起到良好的指示作用，提高測(cè)繪工作的質(zhì)量和效率。確定測(cè)量點(diǎn)后在測(cè)量點(diǎn)上放置測(cè)量標(biāo)識(shí)，保證整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 GPS數(shù)據(jù)處理流程圖

在具體的測(cè)量工作中可能會(huì)受到自然環(huán)境的影響，使本項(xiàng)目測(cè)繪工作的質(zhì)量下降，這就需要測(cè)繪工作人員依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照測(cè)量標(biāo)識(shí)展開(kāi)測(cè)量，保證測(cè)量標(biāo)識(shí)起到應(yīng)用的效果和作用。

2.4 做好觀測(cè)工作

在項(xiàng)目的測(cè)繪工作中，測(cè)繪輔助人員需要準(zhǔn)確觀測(cè)測(cè)量過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息，并監(jiān)督測(cè)繪人員嚴(yán)格遵循測(cè)繪技術(shù)的基本要求，保障測(cè)繪技術(shù)能充分發(fā)揮出自身的價(jià)值和作用。

2.5 數(shù)據(jù)分析

GPS技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用還需要采集、傳輸、預(yù)處理所測(cè)量的數(shù)據(jù)。雖然該項(xiàng)工作由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一完成，但依然需要技術(shù)人員結(jié)合基線(xiàn)向量網(wǎng)平差，通過(guò)高程換算準(zhǔn)確分析測(cè)量數(shù)據(jù)并及時(shí)總結(jié)，進(jìn)而得出最具真實(shí)性的測(cè)繪資料，保證本項(xiàng)目測(cè)繪工作的整體質(zhì)量和效率。數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。

3 工程測(cè)繪工作中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

測(cè)繪工作主要包括工程設(shè)計(jì)勘測(cè)、過(guò)程安全驗(yàn)收以及相關(guān)設(shè)備的使用與管理等方面，GPS測(cè)繪技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用可對(duì)測(cè)量點(diǎn)實(shí)現(xiàn)快速定位，及時(shí)適應(yīng)外部地理環(huán)境，減少外界氣候性因素的影響。

3.1 GPS技術(shù)定位技術(shù)

項(xiàng)目中應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)主要是將GPS的科學(xué)原理與定位技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，再通過(guò)一系列計(jì)算，并利用地面接收裝置和GPS衛(wèi)星系統(tǒng)之間的關(guān)系，對(duì)需要測(cè)量的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)科學(xué)與準(zhǔn)確的定位。工程測(cè)繪工作中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，在戶(hù)外工作中如果配合使用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備可以快速得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，GPS測(cè)繪技術(shù)使測(cè)繪工作變得更加簡(jiǎn)單，為測(cè)繪人員提供了便捷的服務(wù)，可以說(shuō)，本工程項(xiàng)目測(cè)繪工作幾乎實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

3.2 GPS外業(yè)測(cè)繪技術(shù)

GPS測(cè)繪技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用必須要有明確的測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)的選擇直接決定著測(cè)量工作的準(zhǔn)確性和最終的效果。因此，在確定測(cè)量點(diǎn)前需要詳細(xì)確定測(cè)繪區(qū)域的標(biāo)識(shí)和地理位置，這是保證GPS外業(yè)測(cè)繪順利開(kāi)展的前提與基礎(chǔ)，該技術(shù)的應(yīng)用主要依靠開(kāi)機(jī)觀測(cè)和無(wú)限裝置完成，與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比準(zhǔn)確性更好。

3.3 GPS布網(wǎng)

GPS測(cè)繪技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用還需完成全面的布網(wǎng)工作，具體沿著需要測(cè)繪的路線(xiàn)要求完成。在后期的測(cè)繪工作中，GPS布網(wǎng)基本是依據(jù)線(xiàn)鏈接和點(diǎn)鏈接的方式，需要對(duì)不同的區(qū)域展開(kāi)布網(wǎng)，并根據(jù)實(shí)際情況依據(jù)信息網(wǎng)的差異或公網(wǎng)差異進(jìn)行調(diào)整，提升GPS系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為后期測(cè)量工作的工作提供信息資源。

3.4 GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)GPS系統(tǒng)虛擬構(gòu)建出與本項(xiàng)目實(shí)際情況相符合的測(cè)繪空間，這一虛擬空間與實(shí)際的地理環(huán)境特點(diǎn)相同，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬繪圖，再通過(guò)三維圖像呈現(xiàn)出來(lái)，模擬反饋出實(shí)際的測(cè)繪環(huán)境，再于虛擬環(huán)境中完成具體的測(cè)繪工作[1]。GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以完成現(xiàn)場(chǎng)難以完成的測(cè)繪工作，降低測(cè)繪人員的工作難度，使整個(gè)測(cè)繪工作得以更順利地完成。

3.5 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法

圖2 數(shù)據(jù)處理流程圖

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法是英文RTK（reartime-kinematic）的縮寫(xiě)，是先在地面建立一個(gè)已知的測(cè)量點(diǎn)，并以安裝GPS測(cè)繪設(shè)備為基礎(chǔ)，接受衛(wèi)星系統(tǒng)傳送的測(cè)量信息，在此基礎(chǔ)上完成測(cè)量工作。其中的流動(dòng)測(cè)量站接受的數(shù)據(jù)信息比較多，在將接收到的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)處理后，通過(guò)GPS導(dǎo)航原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的處理，進(jìn)而完成了對(duì)基準(zhǔn)站信息的處理。在對(duì)比分析之后得出實(shí)際的觀測(cè)坐標(biāo)，再將這些數(shù)據(jù)傳送至中心系統(tǒng)中，這就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪技術(shù)測(cè)量得到的參數(shù)。

4 工程測(cè)繪工作中GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

4.1 GPS測(cè)量系統(tǒng)的架設(shè)與調(diào)試

在對(duì)GPS測(cè)繪系統(tǒng)的架設(shè)與調(diào)試中，技術(shù)人員需要完成GPS參數(shù)設(shè)置、試運(yùn)行檢測(cè)以及信號(hào)發(fā)射端輸入信號(hào)，確保檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)安裝的位置與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中顯示的位置相對(duì)應(yīng)，當(dāng)信號(hào)進(jìn)入報(bào)警區(qū)域時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，當(dāng)信號(hào)退出報(bào)警區(qū)域時(shí)報(bào)警信號(hào)會(huì)自動(dòng)消除。

4.2 GPS測(cè)量技術(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)的協(xié)同部署

負(fù)責(zé)本項(xiàng)目測(cè)繪工作的技術(shù)人員還應(yīng)做好儀表調(diào)試工作，包括：嚴(yán)密觀察制風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油的溫度與壓力；排查檢修軸瓦、凈化工序入口溫度、報(bào)警系統(tǒng)、連鎖跳車(chē)保護(hù)設(shè)定值等；檢查試車(chē)方案的詳細(xì)操作步驟、具體流程與細(xì)節(jié)，保障作業(yè)流程的精確與規(guī)范，做到全程跟蹤；做好工藝、生產(chǎn)環(huán)節(jié)人員的配合工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理和解決。

5 結(jié)語(yǔ)

GPS測(cè)繪技術(shù)作為一項(xiàng)集技術(shù)性、專(zhuān)業(yè)化于一體的、銜接式、綜合型流程作業(yè)模式，在工程測(cè)繪工作中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在未來(lái)工作中，還需對(duì)基于GPS技術(shù)的測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn)，在保證工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)GPS系統(tǒng)穩(wěn)定性、高效化和集約式發(fā)展。