宋建彬　王進(jìn)國(guó)　宋翔宇

（1河北省第一測(cè)繪院河北石家莊050031；2遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧阜新123009）

關(guān)于GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用探討

宋建彬1王進(jìn)國(guó)2宋翔宇3

（1河北省第一測(cè)繪院河北石家莊050031；2遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧阜新123009）

GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與成熟對(duì)工程測(cè)繪工作起到了巨大的推進(jìn)作用，不僅表現(xiàn)在測(cè)繪工作方式的轉(zhuǎn)變上，測(cè)繪的效率以及測(cè)繪結(jié)果的精確性也得到了很大的提高。隨著工程建設(shè)對(duì)測(cè)繪精度以及效率的要求越來越高，其在工程測(cè)繪領(lǐng)域中應(yīng)用會(huì)越來越廣，為工程測(cè)量與建設(shè)做出了更大的貢獻(xiàn)。本文首先就GPS技術(shù)的原理特征進(jìn)行分析，然后就實(shí)際工程的測(cè)繪探討應(yīng)用以及需要注意的問題。

GPS技術(shù)工程測(cè)繪應(yīng)用

隨著現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)不但解決了工程測(cè)繪工作中的一系列難題，還有效的提高了測(cè)繪數(shù)據(jù)和圖形的精確性，工程測(cè)繪工作的內(nèi)容非常廣泛，有控制測(cè)量、地形測(cè)量以及地質(zhì)工程測(cè)量等，本文通過實(shí)際的測(cè)繪案例分析探討GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用。

1　 GPS技術(shù)概述

在測(cè)繪工作中，由于其成本低、效率高、精度高等特點(diǎn)得到非常廣泛的應(yīng)用。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)工程建設(shè)的要求越來越高，測(cè)繪工作同時(shí)面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。當(dāng)前GPS技術(shù)與現(xiàn)代的通信技術(shù)相結(jié)合，使GPS技術(shù)中用于測(cè)量的三維坐標(biāo)技術(shù)由靜態(tài)的測(cè)量發(fā)展為動(dòng)態(tài)，由數(shù)據(jù)的后處理逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)定位技術(shù)，GPS技術(shù)的深度和廣度都得到了極大的擴(kuò)充，具有更為廣闊的發(fā)展前景。

全球定位系統(tǒng)的基本原理就是利用距離交會(huì)定點(diǎn)的原理，假設(shè)地面空間上有3個(gè)無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)，其位置坐標(biāo)為（xi,yi,zi），當(dāng)用戶通過無線電測(cè)距的原理在某一時(shí)刻接受到3個(gè)無線電發(fā)射臺(tái)的距離Ri，通過以發(fā)射臺(tái)為球心，測(cè)得的距離為半徑就能夠通過距離交會(huì)的原理計(jì)算出用戶接收機(jī)的空間位置。與傳統(tǒng)的測(cè)繪手段相比，GPS技術(shù)具有更為明顯的優(yōu)勢(shì)：第一，定位的精度高。通過載波相位作為相對(duì)定位，觀測(cè)時(shí)間不到20min就能達(dá)到±5mm的精度，如果使用快速定位方式，時(shí)間在1min左右可以達(dá)到±0.1mm的精度；第二，能夠提供三維坐標(biāo)，在精確的觀測(cè)平面位置的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)高程的觀測(cè)；第三，各個(gè)觀測(cè)站之間無需進(jìn)行通視。作為傳統(tǒng)測(cè)繪工作中的難題，保持良好通視條件基礎(chǔ)上同時(shí)確?？刂凭W(wǎng)的結(jié)構(gòu)良好的問題在GPS測(cè)量中完美的被解決；第四，可以實(shí)現(xiàn)全天候的作業(yè)，對(duì)環(huán)境的要求較低，一般情況下可以在任何的地點(diǎn)以及時(shí)間下進(jìn)行連續(xù)的作業(yè)。

2　 GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用探討

2.1案例分析

某河道引水改建工程中需要對(duì)河道進(jìn)行測(cè)繪，測(cè)區(qū)的基本情況為南半部分的地勢(shì)相對(duì)平坦，交通非常方便；而北半部分的一側(cè)位于高山山脈，河流的彎直非常頻繁，山谷狹窄，谷底的寬度在25-55m之間，河床的兩岸山坡非常陡，河段只有少部分的植物覆蓋；整個(gè)測(cè)區(qū)的長(zhǎng)度約為65km，海拔高程在400m-2000m之間。采用傳統(tǒng)的測(cè)繪方式會(huì)耗費(fèi)大量的人力與物力，且效率低下、結(jié)果精度不高。經(jīng)過分析探討確定測(cè)區(qū)的1:5000的地形圖使用航空攝影的方式，應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪工作。

2.2測(cè)繪工作實(shí)施

2.2.1航空攝影以及像控點(diǎn)的布設(shè)

根據(jù)案例情況，由于測(cè)區(qū)部分地形為山脈，非常陡峻且地形較為復(fù)雜，為了保證工作質(zhì)量以及飛行安全，航拍沿河道進(jìn)行且開設(shè)10條航線。根據(jù)測(cè)區(qū)的情況在滿足測(cè)繪工作需要的同時(shí)實(shí)現(xiàn)減少工作量的目標(biāo)，使用航線網(wǎng)布設(shè)90個(gè)像控點(diǎn)。

2.2.2基本控制工作

在測(cè)區(qū)中不止由3個(gè)已知點(diǎn)起算，共24個(gè)點(diǎn)組成的4等GPS網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)點(diǎn)之間的距離最長(zhǎng)不超過5km。首先使用靜態(tài)測(cè)量的方式對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)加密控制點(diǎn)，建立GPS網(wǎng)并通過網(wǎng)絡(luò)算出區(qū)塊的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)；在進(jìn)行觀測(cè)之前編制衛(wèi)星的可見性預(yù)報(bào)圖、制定計(jì)劃表；對(duì)測(cè)區(qū)的基本高程進(jìn)行控制并對(duì)部分控制點(diǎn)進(jìn)行連測(cè)，其他控制點(diǎn)的高程一并計(jì)算出來。

2.2.3像控點(diǎn)的聯(lián)測(cè)

使用接收機(jī)對(duì)像控點(diǎn)實(shí)施聯(lián)測(cè)，動(dòng)態(tài)精度平面為10mm±1ppm，高程則是20mm±2ppm。為了保證基準(zhǔn)站的準(zhǔn)確，基準(zhǔn)站的設(shè)置在已知點(diǎn)上。建設(shè)好基準(zhǔn)站、設(shè)備連線工作等，輸入基準(zhǔn)站控制點(diǎn)的坐標(biāo)即參數(shù)之后進(jìn)入工作狀態(tài)。像控點(diǎn)組織一人進(jìn)行刺點(diǎn)，在另外一名員工檢驗(yàn)后使用RTK實(shí)施三維坐標(biāo)的聯(lián)測(cè)，一個(gè)點(diǎn)測(cè)得至少2組數(shù)據(jù)，取均值作為最終坐標(biāo)值。

2.3測(cè)繪工作中需要注意的問題

2.3.1控制點(diǎn)的選擇

控制點(diǎn)的首要要求就是基礎(chǔ)平穩(wěn)，視野廣闊，再者是易于觀測(cè)和保存，最好是信號(hào)情況好以及覆蓋范圍廣的地方，才能保證GPS技術(shù)的測(cè)量精度和效率。測(cè)繪中某些位于施工區(qū)的點(diǎn)位，應(yīng)當(dāng)盡量選擇容易施工的位置，并確保有足夠的密度，在使用過程中能有更多的選擇。

2.3.2觀測(cè)時(shí)段的確定

運(yùn)用GPS技術(shù)實(shí)施地質(zhì)測(cè)繪期間，如果PDOD的值較大，則會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度造成影響，結(jié)果精度水平較低。而PDOD的值的大小會(huì)受空中衛(wèi)星位置的影響。因此，要想獲取高精度的測(cè)量結(jié)果應(yīng)當(dāng)選對(duì)接受衛(wèi)星數(shù)的時(shí)段進(jìn)行合理的選擇之后再進(jìn)行觀測(cè)。

2.3.3收集和計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)

轉(zhuǎn)換參數(shù)是影響觀測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素之一。觀測(cè)中選用統(tǒng)一的坐標(biāo)系實(shí)施測(cè)量，對(duì)于測(cè)量成果的提交有幫助。同時(shí)能有效的提高測(cè)量結(jié)果的精度，并及時(shí)正確的確定河道中的測(cè)量位置。

2.3.4儀器的質(zhì)量和人員的水平

進(jìn)行工程測(cè)繪的人員應(yīng)當(dāng)通過進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)在合格之后才進(jìn)行儀器的操作工作。這是在河道測(cè)量工作開始之前保證測(cè)量工作高效開展的有效措施。只有優(yōu)秀的測(cè)量人員才能從根本上保障應(yīng)用GPS技術(shù)測(cè)量的科學(xué)性和可靠性。此外，在進(jìn)行河道測(cè)量工作時(shí)，考慮到環(huán)境較為惡劣，應(yīng)當(dāng)選用抗干擾能力較強(qiáng)的以及精度滿足要求的設(shè)備。

3　結(jié)束語

GPS技術(shù)是當(dāng)前工程測(cè)繪中的重要方法，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步還會(huì)進(jìn)一步的更新和完善。其應(yīng)用極大的節(jié)省了時(shí)間、人力以及物理成本，通過本次測(cè)繪發(fā)現(xiàn)，使用GPS技術(shù)實(shí)施測(cè)繪仍然有一定的局限性，需要充分考慮各個(gè)因素造成的影響，如磁場(chǎng)的干擾、衛(wèi)星個(gè)數(shù)以及認(rèn)為操作的風(fēng)險(xiǎn)等。只有不斷對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施分析和探討、優(yōu)化其應(yīng)用策略，使其應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中才能更好進(jìn)行工程測(cè)繪。

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-483-1