■陳芳芳 ■馬鞍山金橋測(cè)繪有限公司，安徽 馬鞍山 243100

引言

任何工程在施工前都要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的位置、形狀、地勢(shì)等信息進(jìn)行測(cè)定采集，并將所得數(shù)據(jù)繪制成圖形加以表述。尤其是現(xiàn)代化工程，施工日益復(fù)雜，為取得良好的建設(shè)質(zhì)量，必須提高測(cè)繪精確度。GPS技術(shù)是一種三維定位系統(tǒng)，可快速準(zhǔn)確地獲取測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)，并提供相關(guān)信息，在工程測(cè)量等諸多領(lǐng)域都有應(yīng)用。該技術(shù)具有效率高、精確度高、全天候等優(yōu)勢(shì)，在工程測(cè)繪中的前景十分廣闊，值得應(yīng)用并做進(jìn)一步完善。

1 GPS技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)

1.1 定義

GPS技術(shù)興起于上世紀(jì)70年代，由空間GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)和GPS信號(hào)接收機(jī)三部分組成。在地面監(jiān)控系統(tǒng)的控制下，空間24顆衛(wèi)星可實(shí)時(shí)獲取地面任何地點(diǎn)的三維信息，然后向用戶傳輸;用戶接收后經(jīng)過計(jì)算，可求出所需信息。

1.2 優(yōu)勢(shì)

測(cè)量效率高，只需15min便可完成20Km范圍內(nèi)靜態(tài)目標(biāo)的定位工作;精度高，相對(duì)定位在1000Km時(shí)，精確度在9—10m;相對(duì)定位在50Km時(shí)，精確度為6—10m。如果是300m—1500m范圍內(nèi)的高精度定位，觀察1h以上，測(cè)量誤差不會(huì)超過1mm;全天候，可24h不間斷地開展測(cè)量工作，而且測(cè)站之間無需通視;操作簡(jiǎn)便，因采用現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)，通過控制系統(tǒng)及相關(guān)軟件可自動(dòng)完成測(cè)量分析工作，節(jié)省了大量人力;可提供三維坐標(biāo)，準(zhǔn)確地反映測(cè)點(diǎn)平面狀況及高度。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 RTK技術(shù)

GPS在測(cè)繪領(lǐng)域不斷發(fā)展中，經(jīng)歷了靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等階段，但這些測(cè)量方法需要解算后才能進(jìn)一步精確化。為實(shí)現(xiàn)人們對(duì)快速高精度定位的需求，必須采用載波相位觀測(cè)值，而RTK技術(shù)則是將一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，通過對(duì)GPS載波相位觀測(cè)量以及參考站、移動(dòng)站間觀測(cè)誤差的空間相關(guān)性的使用，在野外勘測(cè)時(shí)就可將誤差去除，完成厘米級(jí)精確定位。

該方法使得外業(yè)作業(yè)效率大幅提升，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，基準(zhǔn)站在采集相關(guān)信息后，連帶測(cè)站信息通過數(shù)據(jù)鏈輸送至流動(dòng)站;流動(dòng)站在接收這些數(shù)據(jù)的同時(shí)，也采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，然后對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，給出精確結(jié)果。

2.2 實(shí)際應(yīng)用

(1)在大地控制中的應(yīng)用。在以往的大地控制測(cè)量中，建立大地控制網(wǎng)常依靠常規(guī)的測(cè)角、測(cè)距方法實(shí)現(xiàn)，效率和精確度都較低。而GPS憑借自身快速、高精度、操作方便、成本低等優(yōu)勢(shì)很快就取代了傳統(tǒng)方法。利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫GPS網(wǎng)。GPS網(wǎng)可分為兩類:一是全國(guó)范圍或全球范圍內(nèi)的高精度GPS網(wǎng)，其范圍較廣，相鄰點(diǎn)之間可能有著上千或上萬公里的距離。此類網(wǎng)多作為全國(guó)性或全球性高精度坐標(biāo)框架，為人類科學(xué)提供必要的服務(wù)，如用于地球動(dòng)力、板塊運(yùn)動(dòng)、空間科學(xué)等研究;二是區(qū)域性的GPS網(wǎng)，如城市GPS網(wǎng)、GPS工程網(wǎng)等，范圍相對(duì)較小，相鄰點(diǎn)之間的距離保持在幾公里到幾十公里范圍內(nèi)，主要是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。日本拓普康公司、美國(guó)天寶導(dǎo)航公司，以及國(guó)內(nèi)的華測(cè)、南方測(cè)繪等在GPS技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用方面成績(jī)較為顯著。

(2)在城市規(guī)劃建設(shè)中的應(yīng)用。隨著城市化進(jìn)程加快，為優(yōu)化土地資源配置，需對(duì)規(guī)劃區(qū)和建成區(qū)進(jìn)行詳細(xì)測(cè)繪。城市控制網(wǎng)使用頗為頻繁，控制面板廣，且對(duì)精確度要求很高。Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)導(dǎo)線多位于地面，在城市快速發(fā)展中經(jīng)常遭到破壞，以至于工程測(cè)量進(jìn)度受到影響。為提高工作效率，必須快速精確地提供控制點(diǎn)，如果采用導(dǎo)線測(cè)量等一般的方法，需要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)間的通視，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度難以保證;GPS靜態(tài)測(cè)量雖然精度高而且無需點(diǎn)間通視，但效率慢、實(shí)時(shí)性差，采集數(shù)據(jù)時(shí)間過長(zhǎng)，要經(jīng)過處理后才能獲取結(jié)果;RTK測(cè)繪技術(shù)則可解決以上問題，其測(cè)量效率及精度都要良好的保障。

(3)在地籍、房地產(chǎn)工程測(cè)繪中的應(yīng)用。地籍測(cè)量和房地產(chǎn)測(cè)量對(duì)界址點(diǎn)、地物點(diǎn)有著嚴(yán)格要求，利用RTK技術(shù)需要對(duì)每一塊土地的權(quán)屆界址點(diǎn)進(jìn)行厘米級(jí)的高精度測(cè)量，并繪制地籍圖。在采集有效數(shù)據(jù)信息后，直接輸入GIS系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部軟件經(jīng)過實(shí)時(shí)分析處理，可獲得高精度的地基圖及房產(chǎn)圖。實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)有些地方將GPS衛(wèi)星信號(hào)遮蔽了，此時(shí)應(yīng)借助經(jīng)緯儀、全站儀等工具，通過解析法完成細(xì)部的測(cè)量工作。

在城市建設(shè)用地中，RTK技術(shù)可對(duì)界樁位置進(jìn)行實(shí)時(shí)精確地測(cè)定，明確劃分土地使用界限，然后計(jì)算用地面積?？睖y(cè)定界放樣工作設(shè)計(jì)是坐標(biāo)的直接放樣，建設(shè)用地勘測(cè)定界中的面積量算，實(shí)際上是由GPS軟件中的面積計(jì)算功能直接計(jì)算并加以檢核。如此可有效解決一般方法較為復(fù)雜的問題，使得工作程序更加簡(jiǎn)化。此外，GPS技術(shù)還可用于土地利用動(dòng)態(tài)檢測(cè)。以往野外動(dòng)態(tài)檢測(cè)時(shí)以平板儀補(bǔ)測(cè)法、簡(jiǎn)易補(bǔ)測(cè)法為主，要使用鋼尺等工具進(jìn)行實(shí)測(cè)丈量。速度較慢、且容易出現(xiàn)誤差。而GPS技術(shù)不但省時(shí)省工，還有利于監(jiān)測(cè)效率、精度的提高，真正實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

(4)在公路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。公路選線時(shí)，應(yīng)減少農(nóng)田占用量、減少房屋拆遷量，依據(jù)勘測(cè)設(shè)計(jì)的規(guī)范行事。為使中線的選用達(dá)到要求，保障道路中線的精確性，可采用RTK技術(shù)，以RTK接收機(jī)為流動(dòng)站，隔一定的距離收集相關(guān)數(shù)據(jù)，以另一個(gè)已知點(diǎn)作為參考，準(zhǔn)確定位重要物質(zhì)，把得到的數(shù)據(jù)輸入接收機(jī)后，就可以利用CAD軟件選線。傳統(tǒng)的放樣方法很多，如全站儀邊角放樣、經(jīng)緯儀交會(huì)放樣等，效率不高，難度偏大。如果采用GPS RTK放樣技術(shù)。只需輸入點(diǎn)位坐標(biāo)，靠接收機(jī)的提醒能到達(dá)任一放樣點(diǎn)，不但快捷方便，而且精確度也高。

在進(jìn)行縱斷面放樣時(shí)，先在電子手簿中輸入變坡點(diǎn)樁號(hào)、豎曲線半徑和直線正負(fù)坡度值等放樣數(shù)據(jù)，并將其生成的文件保存。橫斷面放樣，先確定橫斷面的形式是填是挖還是半填半挖，然后在電子手簿中輸入邊坡邊度、路幅寬度、路肩寬度等數(shù)據(jù)信息，將其生成的文件保存。與此同時(shí)，要做好“戴帽”工作，可利用相關(guān)軟件和地面線自動(dòng)聯(lián)接，并運(yùn)用斷面法計(jì)算土方量。利用繪圖軟件畫出各點(diǎn)的橫斷面和沿線的縱斷面，這些數(shù)據(jù)都是已得的，因此大大較少了工作量。

3 結(jié)束語

對(duì)一項(xiàng)工程而言，若要高質(zhì)且順利地完成，必須做好前提工作，尤其是工程測(cè)繪。測(cè)繪水平直接關(guān)系著設(shè)計(jì)方案是否合理，對(duì)后續(xù)工作影響重大。為提高測(cè)繪效率及精確度，有必要引進(jìn)現(xiàn)代化高新技術(shù)，如GPS技術(shù)。

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