■謝 挺 ■江西省地礦局贛中地質大隊,江西 南昌 330000
GPS 即Global Positioning System,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),主要是利用專用的GPS 定位衛(wèi)星,在全球范圍內進行定位和導航,可以為用戶提供高精度、低成本的導航信息,自上世紀九十年代以來,陸續(xù)在軍事、航海、探測等領域得到了廣泛應用。隨著GPS 技術的快速發(fā)展,GPS 測量技術也逐漸成熟,在工程測繪領域發(fā)揮著越來越重要的作用。
GPS 測量技術是以GPS 系統(tǒng)為依托的一種新的工程測量技術,與傳統(tǒng)測量技術相比,具有非常顯著的優(yōu)點,主要體現在以下幾個方面:
當前,GPS 技術在大地測量、航空攝影測量以及航洋測繪等領域都有著非常廣泛的應用,在全國高精度GPS 控制網測量中,控制網中兩個相鄰測量點的距離可以達到數千乃至上萬公里,極大得拓展了測量范圍。
大量的應用實踐表明,在50km 內,GPS 測量技術的相對定位精度能夠達到10-6m,在100 -500km 的范圍內,定位精度達到10-7m。而在工程精密度為300 -1500m 的范圍內,一小時以上的觀測結果平面位置誤差小于等于1mm,基本上可以無視。
伴隨著GPS 配套軟件的發(fā)展,其測量速度也在不斷提高,就目前來看,在20km 范圍以內的相對靜態(tài)定位,一般只需要15 -20min 的時間;在快速靜態(tài)相對定位測量中,若流動站與基準站的距離不超過15km,則流動站觀測時間只需要1 -2min,在初始化觀測后,可以進行實時定位,每一個流動站的觀測時間為數秒,能夠極大的提高測量效率。
一方面,GPS 測量設備的自動化程度高,在實際測量工作中,操作人員只需要對設備進行安裝、連線,對氣象數據進行收集并輸入即可,設備自動完成衛(wèi)星信號接收、跟蹤觀測和記錄等工作。另一方面,GPS測量設備的體積和質量不斷縮小,不僅方便攜帶,而且能夠減輕操作人員的勞動強度。
GPS 測量技術憑借自身測量精度高、測量速度快、操作簡單、成本低廉等優(yōu)點,在大地控制測量中有著非常廣泛的應用。從目前來看,GPS 定位技術基本上已經完全取代了常規(guī)測角、測距手段,對大地控制網進行建設。在全國性的大地控制網中,相鄰網點之間的距離一般都在數千到上萬公里左右,使用常規(guī)的測量工作不僅效率低下,而且無法完成高精度的遠控點測量,嚴重影響了各項工作的有序開展。另外,在城市GPS 控制網中,雖然測量點的間距在數十公里,不過由于常規(guī)測量工作在測量中效率偏低,精度無法保證,而且經常會造成控制點的損壞,在很大程度上影響了測量工作的進度。在這種情況下,應用GPS 測量技術,能夠有效解決上述問題,使得工程項目的測量工作取得突破性的進展。
形變是工程測繪中的重要組成部分,在絕大多數工程項目中,都存在著形變因素的影響,尤其是地理環(huán)境變化以及人為活動的影響,都會在一定程度上增加形變控制的難度。利用GPS 測量技術,工作人員能夠及時找出引發(fā)形變的主要因素,同時對地基的沉降變化進行測量,明確具體的沉降量,通過切實可行的措施,對地基形變進行控制,從而減少其對于工程的影響和危害。在工程變形監(jiān)測中,GPS 測量技術發(fā)揮著極其重要的作用,能夠有效減少形變帶來的經濟損失和人員傷亡。
在城市化進程不斷加快的背景下,城市建設是我國社會發(fā)展中實施的重要項目,而要想實現城市建設的現代化和多樣化,就必須首先保證測繪工作的標準化和規(guī)范化。在城市建設測繪中,GPS 測量技術有著非常廣泛的應用,其中最為常用的功能包括了遙控、遙測以及城市測繪系統(tǒng)定位等,能夠有效提高城市測繪中各種數據信息的全面性和精準度。例如,在某城市測繪中,由于涉及大范圍的控制,包括了三級測繪導線,傳統(tǒng)的測繪方式不僅效率低下、耗時耗力,而且由于建筑施工的原因,對于測繪工作造成了一定的影響和阻礙。在這種情況下,應用GPS 測量技術,能夠直接定位到城市的任何區(qū)域,進行靜態(tài)測繪,也可以排除城市測繪中的基本測試點,直接進行測量,不會對城市測繪基點造成負面影響,具有非常顯著的效果。
在海洋資源開發(fā)、港口碼頭建設、航道整治等水下工程建設中,對于地形測繪圖的精度有著極高的要求,一旦精度達不到相應的標準,會給工程的建設帶來很大的影響。對此,可以采用GPS 測量技術中的三維測定技術,實現對水下工程橫向及縱向位置的高精度測量,以測量數據為基礎,結合相應的計算機軟件,就能夠對水下地形圖進行繪制。在實際操作中,對于水下工程的橫向位置,可以采用差分GPS 技術進行測量,能夠解決經緯儀等傳統(tǒng)測量定位儀器操作繁瑣、抗干擾能力差等問題,提升測量精度;對于縱向位置,可以利用專業(yè)的測探儀,發(fā)射超聲波,根據超聲波的傳播時間和傳播速度,計算出水體深度,同時利用潮位儀進行潮位測定,對水深以及地形高程進行相應的校核,確保測量結果的準確性。
在地籍和房地產工程測繪中,常用的GPS 技術為實時動態(tài)差分法,即GPS RTK 技術,其能夠在戶外觀測中,快速得到高精度的定位信息,在房地產測繪中有著非常突出的應用效果。應用GPS RTK 技術,可以測定每一宗土地的權屆界址點,以及一些地物點的位置,測量精度可以達到厘米級。將GPS 測量得到的數據信息進行初步處理并輸入到GIS系統(tǒng)中,能夠獲得準確可靠的地籍和房地產圖。不過,在一些可能影響GPS 衛(wèi)星信號接收的地帶,應該使用全站儀、經緯儀等傳統(tǒng)測量工具,結合解析法或者圖解法,進行細部測量,以確保測量結果的精度和準度。在建設用地勘測定界測量中,RTK 技術能夠對界樁的位置進行實時測定,對土地的使用界限范圍進行確定,計算出土地面積,能夠在很大程度上簡化用地勘測定界工作的流程。
總而言之,在科學技術飛速發(fā)展的帶動下,GPS 測量技術正在朝著自動化的方向發(fā)展,在工程測繪中有著廣泛的應用,能夠簡化測量流程,提升數據測繪的功能,應該得到相關技術人員的重視和推廣。
[1]張延忠.GPS 測量技術在工程測繪中的應用及特點[J].科技傳播,2011,(4):191,195.
[2]彭淵,黃宗健.GPS 測量技術在工程測繪中應用剖析[J].江西建材,2015,(14):221,220.
[3]胡連柏,齊利強.工程測繪中GPS 測量技術的應用[J].科技資訊,2012,(19):46.
[4]林新超.GPS 測量技術在工程測繪中的應用分析[J].科技風,2012,(2):87.