試析工程測繪中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用

程斯磊

廣東省測繪工程公司 廣東 廣州 510700

引言

目前，在工程測繪過程中，對GPS技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，是GPS技術(shù)的不斷發(fā)展在很大程度上提高了測繪作業(yè)的效率和質(zhì)量。GPS測繪技術(shù)在工程測繪作業(yè)中的有效應(yīng)用，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)測繪技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題，對傳統(tǒng)測繪工作質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)能夠提高工程測繪結(jié)果的精準(zhǔn)度。在未來的GPS測繪技術(shù)不斷發(fā)展過程中，可以將其他測繪技術(shù)與GPS技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用開展工程測繪作業(yè)，能夠充分發(fā)揮GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，同時(shí)能夠確保測繪結(jié)果滿足工程建設(shè)的具體需求，為工程建設(shè)方案的科學(xué)制定提供良好的數(shù)據(jù)支撐。

1 GPS測繪技術(shù)概述

GPS測繪技術(shù)在應(yīng)用過程中的具體優(yōu)勢表現(xiàn)在以下方面：第一，測量作業(yè)的時(shí)間比較短。雖然我國的GPS測繪技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比起步比較晚，但是我國相關(guān)領(lǐng)域比較重視測繪技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，GPS測繪技術(shù)的測繪精準(zhǔn)度比較高。此外，還能夠縮短觀測時(shí)間，可以在短時(shí)間內(nèi)高效完成作業(yè)。這對一些建設(shè)周期比較長的工程來說具有重要作用。在具體的應(yīng)用過程中，GPS測繪技術(shù)自帶的系統(tǒng)可以根據(jù)在觀測作業(yè)中存在的漏洞進(jìn)行彌補(bǔ)，并且能夠提前進(jìn)行優(yōu)化作業(yè)，保證測繪作業(yè)的有效性。在具體測繪作業(yè)中，對20km之內(nèi)的工程進(jìn)行測量時(shí)，只需要15分鐘左右，就可以確保完成工作，大大縮減了工程測量作業(yè)的時(shí)間。而在快速靜態(tài)測量過程中，如果流動(dòng)站與基準(zhǔn)站距離為15km之內(nèi)，利用GPS測繪技術(shù)開展作業(yè)時(shí)，最短能夠在一分鐘左右完成測量，同時(shí)能夠保證測量結(jié)果的精確。第二，測量精準(zhǔn)度比較高。在工程測繪作業(yè)中對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用能夠在最大程度上提高GPS測繪結(jié)果的精確度。在具體測量過程中，如果是在50km之內(nèi)的測量范圍，GPS測繪技術(shù)的正確度在10度以內(nèi)。在進(jìn)行300～1500m左右的工程定位測量，在一小時(shí)左右的觀測過程中，GPS測繪技術(shù)能夠?qū)⑵矫嬲`差控制在毫米級，不會對建筑工程的建設(shè)效果產(chǎn)生影響。第三，GPS測繪技術(shù)能夠突破時(shí)間限制進(jìn)行全天候作業(yè)。在工程測繪過程中，只要確保觀測條件滿足GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用要求，就能夠進(jìn)行全天候觀測作業(yè)。不管天氣如何變化都不會對GPS測繪技術(shù)產(chǎn)生較大影響。這與傳統(tǒng)測繪作業(yè)相比，能夠大大降低地形的條件、天氣變化、通識情況等對測繪作業(yè)產(chǎn)生的負(fù)面影響，可以提高測繪效率。特別是在GPS測繪技術(shù)應(yīng)用過程中與全站儀進(jìn)行有效配合，能夠進(jìn)一步提高測繪效率。第四，應(yīng)用范圍比較廣。目前在工程建設(shè)領(lǐng)域?qū)PS測繪技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，尤其是城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快的背景下，城市用地在不斷向外擴(kuò)展，在一定程度上增加了建筑工程進(jìn)行測繪作業(yè)的難度。在這種情況下，對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，能夠根據(jù)工程建設(shè)需求完成施工控制網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)，提高工程測繪作業(yè)效率。對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，不需要設(shè)置過渡點(diǎn)，只要確保測量點(diǎn)具有一定的通識性，就能夠完成測繪作業(yè)，應(yīng)用成本也比較低[1]。

2 GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用流程

在工程測繪過程中對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，必須掌握GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用流程，才能夠?qū)Σ煌沫h(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，提高GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用效果。第一，在測量之前必須確定測量區(qū)域。對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要先確定測量區(qū)域，合理的測量區(qū)域可以在一定程度上提高GPS信號的傳輸質(zhì)量，保證測量結(jié)果的精確度。但是需要注意在工程測繪的具體運(yùn)用過程中，可能會存在很多因素對GPS信號產(chǎn)生負(fù)面影響。第二，要構(gòu)建測量標(biāo)志。在GPS測繪技術(shù)應(yīng)用中還要構(gòu)建測量標(biāo)志。一般要在完成工程測繪待測點(diǎn)定位作業(yè)后進(jìn)行構(gòu)建，可以發(fā)揮啟示和指示的作用，充分發(fā)揮GPS測繪技術(shù)的作用。根據(jù)工程測繪環(huán)境的具體需求，在對測量標(biāo)志進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，需要選擇合適的方法。一般要由經(jīng)驗(yàn)豐比較豐富的技術(shù)人員進(jìn)行選擇。目前，應(yīng)用比較多的測量標(biāo)志構(gòu)建方法是埋石標(biāo)志法。第三，開展觀測作業(yè)。在GPS觀測過程中，技術(shù)人員要做好充足的測量準(zhǔn)備，特別是要注意對GPS信號接收儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，確保相應(yīng)的儀器設(shè)備能夠滿足GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用要求。并且在具體的測繪作業(yè)中還需要嚴(yán)格遵循GPS測繪技術(shù)操作規(guī)范，防止在觀測過程中，因?yàn)榧夹g(shù)人員操作失誤而對測量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響[2]。

3 在工程測繪作業(yè)中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 在精密測繪工程中的應(yīng)用

在精密工程中對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用有突出的優(yōu)勢，一般在環(huán)境勘察、材料設(shè)備測量和檢驗(yàn)過程中對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠保證測量結(jié)果的精確度，對提高測量作業(yè)效率有重要幫助。主要是精密工程對測量作業(yè)的要求比較高，傳統(tǒng)測繪技術(shù)受外界干擾相對較大，在一定程度上會影響測繪作業(yè)的可靠性。而對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用能夠大大提高測繪效率，同時(shí)能夠在最大程度上對測量結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，確保其能夠滿足精密工程的測量數(shù)據(jù)需求。例如在隧道貫通測量控制過程中，需要加強(qiáng)隧道安全性以及貫通性控制作業(yè)。因此，必須對隧道開發(fā)方向進(jìn)行嚴(yán)格控制，在兩段開挖連接處建立高效精準(zhǔn)基準(zhǔn)線之后，可以利用GPS測繪技術(shù)突破點(diǎn)對點(diǎn)的通識性要求，直接進(jìn)行精確測量。從而確保隧道開挖作業(yè)的可靠性以及安全性[3]。

3.2 工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用

GPS測繪技術(shù)在工程變形監(jiān)測過程中的應(yīng)用也比較普遍。在工程建設(shè)過程中人為施工或者外在原因影響，可能會導(dǎo)致建筑物損壞、地殼自然運(yùn)動(dòng)以及變形等，從而使工程建設(shè)產(chǎn)生變形和沉降。為了保證工程建設(shè)的安全性，必須加強(qiáng)工程建設(shè)，可以利用精確地測量定位開展監(jiān)測作業(yè)。特別是在施工項(xiàng)目數(shù)量不斷增加，規(guī)模也在不斷擴(kuò)大的情況下，利用GPS測繪技術(shù)開展工程變形監(jiān)測作業(yè)能夠在最短時(shí)間內(nèi)對建筑物的地面沉降、工程建筑物的變形問題等進(jìn)行準(zhǔn)確掌握。從而及時(shí)采取有效措施對沉降變形進(jìn)行合理控制，確保工程建設(shè)的安全性。例如在大型河壩修建過程中，要盡可能將水壓沖擊大壩的作用力降到最低。在這種情況下需要進(jìn)行連續(xù)精確檢測，才能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，防止異常情況擴(kuò)大而影響工程質(zhì)量。利用GPS測繪技術(shù)可以保證測量結(jié)果的精確度，同時(shí)能夠縮短測量時(shí)間，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)測的目標(biāo)。此外，還可以利用自動(dòng)化方式進(jìn)行精確測量，使相關(guān)工作人員更加全面準(zhǔn)確地掌握大壩工程的變形情況[4]。

3.3 城市建設(shè)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展過程中，越來越重視城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作業(yè)。在建設(shè)過程中必須加強(qiáng)測量作業(yè)，才能夠保證城市規(guī)劃性建設(shè)水平。但是因?yàn)槲覈鞘性诮ㄔO(shè)過程中的控制網(wǎng)絡(luò)比較多，多級導(dǎo)線會從地面穿過，很容易被破壞，在一定程度上會對測量作業(yè)產(chǎn)生極大干擾。如果仍然利用傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，需要找到城市控制網(wǎng)可控制點(diǎn)位后，確保點(diǎn)與點(diǎn)之間的通視度，這會消耗大量人力、物力以及財(cái)力。并且不能對測量結(jié)果的精確度進(jìn)行有效控制。而對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用能夠突破點(diǎn)與點(diǎn)的通識性要求，利用衛(wèi)星信號直接進(jìn)行定位，能夠減少人力、物力、財(cái)力消耗，同時(shí)能夠防止其他干擾因素對測量結(jié)果的精確度產(chǎn)生不利影響。需要注意在GPS測繪技術(shù)應(yīng)用過程中，定位信息采集時(shí)間比較長，會降低GPS測繪技術(shù)的時(shí)效性。因此，可以將RTK技術(shù)應(yīng)用在GPS測繪過程中，開展實(shí)施動(dòng)態(tài)差分析作業(yè)，能夠大大提高測繪作業(yè)速度。

3.4 水下測繪中的應(yīng)用

我國水下工程的發(fā)展速度越來越快，在水下工程建設(shè)過程中測量工作難度比較大，主要是因?yàn)樗颅h(huán)境比較復(fù)雜，對測量作業(yè)產(chǎn)生影響的因素更加多樣。在水下工程測量過程中，對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的主要優(yōu)勢是GPS測繪技術(shù)的設(shè)備體積比較小，不會對水下環(huán)境產(chǎn)生較大影響，同時(shí)受水下環(huán)境的影響也相對較小。可以將GPS測繪技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，能夠根據(jù)獲取的測量結(jié)果對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精確快速分析和處理，這對提高測量信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有極大幫助。在利用GPS測繪技術(shù)開展水下測繪作業(yè)時(shí)，需要加強(qiáng)選點(diǎn)控制工作，在選點(diǎn)之前要搜集水下觀測區(qū)域的具體地理位置并完成開機(jī)觀測以及無線安裝作業(yè)。在無線安裝時(shí)要確保定位準(zhǔn)確，一般天線要架設(shè)在三角架上并安裝在測定標(biāo)志的中心上方，確保水下測繪結(jié)果的準(zhǔn)確度。

4 提高GPS測繪技術(shù)應(yīng)用效果的措施

現(xiàn)階段，在GPS測繪技術(shù)應(yīng)用過程中，需要采取有效措施對GPS技術(shù)的應(yīng)用過程進(jìn)行有效控制，從而提高GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用水平。第一，需要對GPS測繪技術(shù)手段進(jìn)行優(yōu)化。在開展GPS測繪作業(yè)時(shí)，需要加強(qiáng)測繪區(qū)域現(xiàn)場勘查作業(yè)，更加全面地掌握當(dāng)?shù)刈匀坏乩項(xiàng)l件，對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行有效優(yōu)化和改進(jìn)。同時(shí)要對工作人員的操作行為進(jìn)行規(guī)范管理，保證GPS測繪作業(yè)順利進(jìn)行。除此之外，要根據(jù)GPS測繪技術(shù)的具體應(yīng)用要求健全GPS測繪體系，加強(qiáng)在GPS測繪作業(yè)過程中的監(jiān)督管理，進(jìn)一步提高GPS的測繪管理水平。在測繪階段需要對數(shù)據(jù)的真?zhèn)涡赃M(jìn)行篩查，防止出現(xiàn)不必要誤差。第二，需要重視對GPS測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理和分析。在獲取第一手資料后需要及時(shí)進(jìn)行預(yù)處理作業(yè)。一般GPS測繪技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)信息不能直接利用，技術(shù)人員需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析處理后，剔除具有明顯異常的數(shù)據(jù)以及未證實(shí)的信息。對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理補(bǔ)充后才能夠保證數(shù)據(jù)信息的全面性。之后要對預(yù)處理完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理作業(yè)?？梢岳闷讲钣?jì)算法、二維計(jì)算法等對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行再處理，提高數(shù)據(jù)信息的可靠性。完成再處理作業(yè)后需要對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行復(fù)核，才能夠獲取最終工程測繪數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)信息提供給工程建設(shè)人員，開展后續(xù)工程建設(shè)作業(yè)[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，在工程測繪作業(yè)中對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用能夠保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性以及測量精度，再加上GPS測繪技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、操作過程比較簡單方便，在未來的工程測繪作業(yè)中，GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用會越來越普遍。在未來的GPS測繪技術(shù)發(fā)展過程中，可以將其與更加先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，在充分發(fā)揮GPS測繪技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的同時(shí)，要提高GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用水平。這樣才能夠保證工程建設(shè)質(zhì)量，推動(dòng)我國工程建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。