李小紅

常州市測(cè)繪院

淺談GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用

李小紅

常州市測(cè)繪院

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)日益成熟，在工程測(cè)量中應(yīng)用GPS技術(shù)，不僅可以大大的提高整個(gè)測(cè)繪工作的效率，也可以提升測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是，對(duì)于GPS技術(shù)而言，其自身的成本也較高，使用的技術(shù)要求也較高。并且在使用過程中要想得到更為準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果需要通過多次測(cè)量減小誤差的方式，還要有一個(gè)比較完善的組織協(xié)調(diào)工作，在提高測(cè)量質(zhì)量的同時(shí)也要考慮工作效率，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

GPS測(cè)量；工程測(cè)量；應(yīng)用

1　GPS定位測(cè)量技術(shù)的主要特點(diǎn)

1.1GPS定位測(cè)量技術(shù)具有定位精確的特點(diǎn)

GPS測(cè)量技術(shù)的實(shí)施，主要是依靠衛(wèi)星導(dǎo)航和定位技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的商業(yè)衛(wèi)星在設(shè)計(jì)制造上的技術(shù)越來越先進(jìn)，在進(jìn)行定位時(shí)，對(duì)需要測(cè)量地區(qū)的位置確定更加精確。特別是在地質(zhì)地貌比較復(fù)雜的地區(qū)，比如高山、河流地區(qū)，由于地球上的任意地區(qū)都能同時(shí)觀測(cè)到四顆衛(wèi)星，這些地區(qū)的測(cè)量不會(huì)出現(xiàn)死角和遺漏的情況。衛(wèi)星信號(hào)的探測(cè)幾乎不受地形地貌的限制，可以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)工程的精確測(cè)量。

1.2GPS定位測(cè)量技術(shù)具有自動(dòng)化水平高的特點(diǎn)

當(dāng)前，我國(guó)使用的主流GPS的接收機(jī)都比較簡(jiǎn)單，體積比較小。使用者在對(duì)其進(jìn)行使用的過程中，只需要將天線對(duì)準(zhǔn)天空就可以實(shí)現(xiàn)觀測(cè)的自動(dòng)化。通過這種便捷的自動(dòng)化觀測(cè)后，將觀測(cè)的數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)處理，再進(jìn)行三維坐標(biāo)的分析，最終得出需要的測(cè)量結(jié)果。

1.3GPS定位測(cè)量技術(shù)具有能夠全天候作業(yè)的特點(diǎn)

GPS技術(shù)的實(shí)施時(shí)靠24顆衛(wèi)星的運(yùn)作進(jìn)行的，衛(wèi)星的運(yùn)作是不受地面天氣環(huán)境變化的影響的，而且其測(cè)量精確度也不會(huì)受時(shí)間的限制而產(chǎn)生變化，有效提高了GPS工程測(cè)量工作的工作效率。如果是采用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的人工測(cè)量，當(dāng)發(fā)生惡劣的天氣變化時(shí)，由于技術(shù)人員的操作失誤和儀器設(shè)備受到天氣變化的影響，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)巨大偏差，甚至測(cè)量工作都無法正常進(jìn)行，嚴(yán)重影響了工程測(cè)量的效率和工程建設(shè)的進(jìn)度。GPS測(cè)量技術(shù)的全天候操作，大大提高了工程測(cè)量的效率。

1.4GPS定位測(cè)量技術(shù)提供的數(shù)據(jù)具有三維坐標(biāo)

GPS不但能夠?qū)Φ孛嫖恢眠M(jìn)行精確的測(cè)量，還能夠在測(cè)量的時(shí)候?yàn)槭褂谜咛峁┮粋€(gè)全球統(tǒng)一的三維地心測(cè)量坐標(biāo)。因?yàn)镚PS測(cè)量的這一特點(diǎn)，使得對(duì)于大地水平面的形狀研究和確定地面點(diǎn)高程的研究有了更加高效、便捷的方法。此外，由于GPS具有的特點(diǎn)，還為航空攝影測(cè)量和航空探索等提供了更加精密的高程數(shù)據(jù)。

2　GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1GPS在公路測(cè)量中的應(yīng)用

在公路勘測(cè)領(lǐng)域中應(yīng)用GPS體現(xiàn)在多個(gè)方面，首先是利用GPS測(cè)量技術(shù)可建立精密的控制網(wǎng)，不僅便于對(duì)大型建筑物如隧道、橋梁等控制測(cè)量，還可對(duì)普通公路工程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制，提高其測(cè)量效率。其次，GPS還可進(jìn)行大比例尺地圖繪制。由于多數(shù)公路段使用的是比例尺在1：1000及以下的帶狀地圖，利用GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在公路路段沿線碎步點(diǎn)位置短暫停留1到2分鐘，便可獲得其對(duì)應(yīng)位置的高程及坐標(biāo)信息，然后通過輸入位置點(diǎn)的特征信息等并進(jìn)行分析處理，便可得出帶狀碎步點(diǎn)的準(zhǔn)確信息，再在相關(guān)繪圖軟件幫助下完成繪圖工作，整個(gè)過程花費(fèi)的時(shí)間明顯降低，并大大減少了工程量。

2.2在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)也在不斷地完善，在完善的過程中產(chǎn)生了高精度的儀器，在工程變形監(jiān)測(cè)中，GPS的應(yīng)用有效的提高了工作效率及工作質(zhì)量，具體說來，在工程變形監(jiān)測(cè)中，GPS主要起了六方面的作用：第一，在進(jìn)行工程監(jiān)測(cè)時(shí)，會(huì)使用監(jiān)測(cè)圖，通過圖上選點(diǎn)，然后到野外踏勘，這樣一來，所選的點(diǎn)與布網(wǎng)的要求之間具有很高的符合度，同時(shí)也與野外的條件相適應(yīng)；第二，在工程變形監(jiān)測(cè)中，會(huì)設(shè)置多臺(tái)接收機(jī)，根據(jù)臺(tái)數(shù)以及規(guī)定的布網(wǎng)原則，GPS會(huì)設(shè)計(jì)觀測(cè)控制網(wǎng)，同時(shí)，如果需要追加施測(cè)，路線也已經(jīng)被選定完成；第三，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，會(huì)達(dá)到精度指標(biāo)的要求，從而使最終的施測(cè)方案變得完善；第四，觀測(cè)具有一定的周期和時(shí)段，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮工程及其變形的性質(zhì)，通過GPS技術(shù)，全天候作業(yè)的特點(diǎn)可以滿足設(shè)計(jì)的要求，得到最佳的觀測(cè)周期及時(shí)段；第五，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，有兩種方法，一種是在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行同步觀測(cè)，隨后對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分歷元處理，另一種是計(jì)算分析，數(shù)據(jù)通過簡(jiǎn)短觀測(cè)而來，處理時(shí)進(jìn)行整段數(shù)據(jù)處理；第六，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析時(shí)可以采用的形式比較多，比如圖表、逐步回歸、一元或多元線性回歸等。

2.3GPS在地形、地籍及房地產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的測(cè)量中，所采用的方法為測(cè)圖方法，比如經(jīng)緯儀測(cè)量，在利用這種方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先需要進(jìn)行布設(shè)控制網(wǎng)點(diǎn)工作，在進(jìn)行布設(shè)時(shí)，以國(guó)家高等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ)，合理的設(shè)置次級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)，其次進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量工作，目的是對(duì)控制點(diǎn)及圖根控制點(diǎn)進(jìn)行加密，最后，對(duì)地物點(diǎn)及地形點(diǎn)開展測(cè)定工作，并形成了平面圖。傳統(tǒng)的測(cè)圖工作非常的繁瑣，影響了測(cè)量的效率，而在應(yīng)用了GPS技術(shù)之后，各級(jí)控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)量速度得到了有效的提升，而且具有較高的測(cè)量精度，尤其是RTK技術(shù)的出現(xiàn)，節(jié)省了次級(jí)控制點(diǎn)布設(shè)的工作，從而有效的提升了工作的效率。

2.4GPSRTK技術(shù)在水下地形測(cè)量中的應(yīng)用

水下地形數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)水利工程的施工有著十分重要的影響，傳統(tǒng)的水下測(cè)量方法是采用全站儀、三桿分度儀、六分儀與測(cè)深儀配合測(cè)量。但是，由于水下的地形比較復(fù)雜，肉眼又無法看清，施測(cè)作業(yè)難度大等條件所限，導(dǎo)致其測(cè)量的范圍有限、精度較低，給工程的施工帶來困難，影響施工效率。

結(jié)束語

與傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)相比，GPS 測(cè)量技術(shù)憑借其自身功能多、精度高、觀測(cè)時(shí)間短、能夠得到三維坐標(biāo)等優(yōu)勢(shì)在工程測(cè)量中逐漸顯示出其巨大的潛力。但是由于受到一些技術(shù)難點(diǎn)的限制，GPS 技術(shù)在工程測(cè)量中也還存在著一定的不足。例如，GPS 測(cè)量技術(shù)一般作業(yè)的時(shí)間都較長(zhǎng)，且需要通過內(nèi)業(yè)處理才能得出有效的數(shù)據(jù)等。因此，這就需要相關(guān)的技術(shù)工作人員在以后的工作中，繼續(xù)發(fā)揮 GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并努力攻破其使用的局限性和難點(diǎn)，讓GPS 技術(shù)發(fā)展成為多領(lǐng)域、多模式、多用途、多機(jī)型的國(guó)際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

[1]董仲英.對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用要點(diǎn)的探析[J].科學(xué)中國(guó)人，2014(22).

[2]葉積龍，張維寬.關(guān)于GPSRTK技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].價(jià)值工程，2012(10).