熊小全 / 中國葛洲壩集團勘測設(shè)計有限公司

GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析

熊小全 / 中國葛洲壩集團勘測設(shè)計有限公司

近些年隨著工程施工的不斷開展，施工單位開始加強對工程質(zhì)量的重視，其中在工程施工中會對工程進行測繪，這就需要應(yīng)用一定的測繪技術(shù)保障工程測繪的質(zhì)量，GPS測繪技術(shù)作為工程測繪中重要的測繪技術(shù)，加強對GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用可以很大程度上并提高測繪的效率與質(zhì)量，為工程的順利完工提供一定的幫助。本文介紹了GPS測繪技術(shù)的工作原理與特點，并著重分析了GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用，為今后更好的應(yīng)用GPS技術(shù)提供一定的借鑒。

GPS測繪技術(shù)；工程測繪；應(yīng)用

一、GPS測繪技術(shù)的工作原理

GPS系統(tǒng)又稱為衛(wèi)星定位地位系統(tǒng)，使用的主要是距離交匯法，此方法的原理是將GPS接收機安裝在某一地方的一個點上，而且點是由具體要求的。GPS衛(wèi)星隨時都會發(fā)出定位信息，在某一時間內(nèi)，接受到衛(wèi)星的定位信息，最低接收的衛(wèi)星是三顆。然后，利用一些方式方法處理接收的信息，計算出時間，GPS接收機結(jié)和接收GPS衛(wèi)星之間的路程是aNS，bNS，cNS。獲取他們之間的路程距離，還需要獲取此時間內(nèi)被接收衛(wèi)星在地球的某一位置，即三維坐標，其主要是利用接收衛(wèi)星星歷完成的。GPS測繪一般情況下應(yīng)用的坐標系統(tǒng)主要有兩種，其一是空間固定坐標系統(tǒng)，其二是地固坐標系統(tǒng)。另外，還可以切實根據(jù)具體情況進行具體分析，兩種坐標系統(tǒng)都可以互相轉(zhuǎn)換應(yīng)用，以此得到控制點的具體位置，增強觀察測量結(jié)果。

二、GPS測繪技術(shù)的特點

（一）提高觀測速率

隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，其運行速度及相關(guān)功能均得到了極大的進步，以前需要花費幾個小時才能夠完成的測量，GPS系統(tǒng)只需要花費幾十分鐘，甚至幾分鐘即可實現(xiàn)。目前在應(yīng)用GPS技術(shù)的情況下對20千米以內(nèi)的靜態(tài)目標只需15min就可以非常精準的進行定位，當基準站與流動站的距離在1.5千米時，應(yīng)用GPS技術(shù)可以很快的進行相對定位測量，且在2min內(nèi)就可以準確的定位，并且所觀測的誤差只在幾秒之內(nèi)。

（二）增加測量準確性

在道路測量中應(yīng)用GPS技術(shù)可以使測量的數(shù)據(jù)更為準確，在5km之內(nèi)進行測量時，其測量的誤差能夠保證在6～10mm之間，而隨著距離的增大，在100～500km之內(nèi)進行測量時，其測量的精確度能夠保證在7～10mm之間，而如果測量的距離在1000km時，測量的精確度就能夠保證在9～10mm之間。使用GPS測繪技術(shù)進行300～500m的測量，觀察誤差僅在1mm以內(nèi)，采用GPS技術(shù)進行測量提高了測量的精準度。在靜態(tài)測量精度上，已經(jīng)提高到毫米甚至是亞毫米的級別，其中很多高程精度也可以達到毫米級別。在動態(tài)測量精度定位上，也具有可以達到厘米級別，滿足各工程測量領(lǐng)域的需求，還可以實現(xiàn)建筑物變形測量等特殊的測繪要求。

（三）降低操作難度

在應(yīng)用GPS技術(shù)進行道路測量時通常也會結(jié)合其他測量技術(shù)，這就會在一定程度上大大降低測繪技術(shù)的操作難度，進而拓寬GPS測繪技術(shù)的使用范圍，促進GPS技術(shù)自動化與集成化的發(fā)展。GPS測繪技術(shù)的功能相當全面，其可以用于測繪的內(nèi)外業(yè)領(lǐng)域，操作人員在進行測量時只需要通過軟件系統(tǒng)就可以熟練的對GPS技術(shù)進行操控，這樣一來既大大降低了對操作人員專業(yè)知識與技能的要求，同時也減少操作人員的工作量、減少因操作人員而出現(xiàn)的誤差，進而提高測量數(shù)據(jù)的準確性。

三、GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析

（一）在外業(yè)測繪中的應(yīng)用

將GPS測繪技術(shù)切實應(yīng)用到工程測繪中，能夠促進外業(yè)測繪工作的有序開展。充分合理利用GPS測繪技術(shù)，可以更加準確地定位測繪點，以此能夠更進一步保障測量結(jié)果的準確性。在進行測繪工作，測繪工作人員需要詳細調(diào)查現(xiàn)場具體情況，并提前做好準備工作，從而保證測繪工作得以順利進行。也就是必須提前對測繪區(qū)域的位置信息、標型等內(nèi)容深入了解，確保測繪工作的效率和質(zhì)量。在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)觀測時，需要先使用無線安置或者開機觀測兩種模式，以此有效避免傳統(tǒng)測繪方式的不足。在確定測量的具體位置后，還需要將設(shè)備安裝在三腳架上，保障設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，同時還要確保天線基座與標志方向相對準，從而全面提高測繪工作質(zhì)量。

（二）在布網(wǎng)工作中的應(yīng)用

在布網(wǎng)時，GPS測繪技術(shù)可以切實應(yīng)用到線路和帶狀工程測繪中去。在引水工程測繪時，合理利用GPS測繪技術(shù)，能夠促使邊連式或者點連式發(fā)展成三個交匯點圖形。對于工程樞紐而言，通過使用網(wǎng)聯(lián)式和邊連式完成交匯點設(shè)置，以此促使網(wǎng)格精確度和強度得以提升。利用GPS測繪技術(shù)嚴格控制網(wǎng)格數(shù)據(jù)的精確性，能夠促進測繪工作效率和質(zhì)量的提高。對處于復(fù)雜地質(zhì)條件的測繪工作，可以使用GPS的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，進行區(qū)域模擬，并利用三維圖像顯示出主要內(nèi)容和特殊區(qū)域。據(jù)此，從多方位進行物體測繪，從而提高測繪數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性。另外，GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用不會受天氣影響，可以快速定位，從而提高測繪工作質(zhì)量。

（三）實時動態(tài)測繪法在工程測繪中的應(yīng)用

在工程測繪中應(yīng)用GPS測繪技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時動態(tài)測繪。在檢測點上設(shè)置全新機站，并在機轉(zhuǎn)子上安裝GPS設(shè)備，就可以充分發(fā)揮衛(wèi)星在測繪工作中的作用，以此滿足測繪需求。合理利用無線傳輸技術(shù)，可以把所獲測繪數(shù)據(jù)及時傳輸?shù)叫畔⒔邮罩行?。在接收?shù)據(jù)信息時，流動站點可以合理利用無線設(shè)備接收基準站數(shù)據(jù)信息。在相對定位原則下，對數(shù)據(jù)信息進行詳細分析，就可以獲得觀測點的位置和間距，以此就能夠得到流動站的三維坐標。在進行實時動態(tài)測繪時，需要詳細分析測繪的實際情況，以便于選擇相對合適的測量點。在此過程中，需要保證測量點的視野足夠開闊，還需要安裝好設(shè)備，從而保證測繪工作的順利開展。然后，還需要及時確定傳輸信號，以此保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。

（四）GPS測繪技術(shù)的具體應(yīng)用

1.公路設(shè)計中的應(yīng)用。

在公路設(shè)計時，切實應(yīng)用GPS測繪技術(shù)，能夠最優(yōu)化選線方案，盡量減少農(nóng)田占用面積。在開展工作時，必須遵守勘測設(shè)計規(guī)范，以此保證中線選擇與相關(guān)要求相符以及其準確性。使用RTK技術(shù)，可以把RTK接收機當作流動站，每隔一段距離收集一次數(shù)據(jù)。以已知點作為參考依據(jù)，對重要物質(zhì)進行準確定位，可以把信息數(shù)據(jù)順利傳輸?shù)浇邮諜C中，再利用CAD軟件選擇線路。使用GPS RTK技術(shù)，輸入點位坐標，可以幫助技術(shù)人員實現(xiàn)精確目標。

2.城市建設(shè)中的應(yīng)用。

在城市建設(shè)測繪中，切實利用GPS測繪技術(shù)，可以滿足城市規(guī)劃需求。在開展測繪工作上時，充分考慮城市規(guī)劃需要控制大面積區(qū)域，還要嚴格劃分建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)，以此滿足城市規(guī)劃要求。利用GPS測繪技術(shù)，能夠通過建立CORS站收集大量數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)對規(guī)劃區(qū)的調(diào)整。與此同時，才可以提高建筑物預(yù)計的準確性，以此減少城市建設(shè)對城市布局和公共環(huán)境的影響，從而落實城市測量可持續(xù)發(fā)展理念。

3.工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用。

在監(jiān)測工程變形時，切實應(yīng)用GPS測繪技術(shù)，可以有效監(jiān)測變形程度。通過利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測建筑變形，以此及時發(fā)現(xiàn)變形問題。然后，通過采取科學合理的改進措施，促進工程質(zhì)量得以提升。在監(jiān)測時，還要在建筑上安裝GPS信號接收器，利用計算機進行監(jiān)控，并實時監(jiān)測工程變形程度。一旦變形過大，系統(tǒng)會自動警報，從而有效避免發(fā)生重大災(zāi)害。

四、結(jié)語

總而言之，工程測繪中應(yīng)用GPS測繪技術(shù)可以在一定程度上提高測繪的效率與質(zhì)量，同時該技術(shù)可以應(yīng)用到很多類型的工程施工中，為工程施工的不斷發(fā)展提供了必要的條件。因此，工程施工單位應(yīng)當加強對GPS測繪技術(shù)的研究與分析，不斷優(yōu)化其技術(shù)，促進GPS測繪技術(shù)的不斷完善，以便于更好的應(yīng)用于工程測繪中，進而為工程測繪的精確性提供保障。

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[3]萬謀知,馮江宏.GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探析[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2016(07).