程潤(rùn)

【摘 要】GPS技術(shù)隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步已在各個(gè)方面具有廣泛的應(yīng)用。本文通過分析GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在土木工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了研究闡述。

【關(guān)鍵詞】GPS測(cè)量技術(shù);土木工程測(cè)量;應(yīng)用

1.GPS測(cè)量技術(shù)概述

GPS是新型衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，GPS最初研制是軍事運(yùn)用，研制時(shí)間地點(diǎn)是在20世紀(jì)70年代的美國(guó)，在20世紀(jì)90年代時(shí)才得以全面建成，可以實(shí)現(xiàn)海、陸、空全面實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航，并且實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)的定位。GPS系統(tǒng)的組成包含三大部分，一部分是空間部分，即GPS衛(wèi)星星座，第二部分是地面控制接收GPS信號(hào)，GPS定位技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)提供出精確的三維坐標(biāo)，由點(diǎn)、線、面三種要素構(gòu)成，具備精準(zhǔn)度高、高效性等特點(diǎn)，隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，目前GPS技術(shù)已經(jīng)不單單用在軍事上，還用在民用交通導(dǎo)航、土地測(cè)量、野外考察、日常生活等多個(gè)領(lǐng)域。

2.GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

2.1實(shí)時(shí)定位

利用GPS全球定位系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)為用戶持續(xù)提供運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的三維位置及速度。這樣，可以確定運(yùn)動(dòng)載體的預(yù)定路線并根據(jù)實(shí)時(shí)信息選擇出最佳路線。在軍事上，GPS可通過實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)來對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行導(dǎo)航。

2.2 精度高

GPS技術(shù)的高精度體現(xiàn)在定位誤差較小和測(cè)量精確兩個(gè)方面。由于GPS技術(shù)依托24顆衛(wèi)星和5個(gè)以上的監(jiān)測(cè)站，而且分布均勻，實(shí)現(xiàn)地域全覆蓋，使其對(duì)各個(gè)目標(biāo)的定位和測(cè)量均可以實(shí)現(xiàn)高精度。同時(shí)基線解算、網(wǎng)平差等計(jì)算方法充分保證了較小的誤差，提升了精確度

2.3 傳輸快

傳輸方面，CPS技術(shù)大量應(yīng)用了現(xiàn)代光感傳輸技術(shù)及有線傳輸技術(shù)，在獲得結(jié)果的瞬間即可完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，通過監(jiān)測(cè)站將數(shù)據(jù)傳至主控站、用戶終端等。

3.GPS測(cè)量技術(shù)在土木工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 在橋梁測(cè)量中的應(yīng)用

GPS測(cè)量技術(shù)可有效提升橋梁施工測(cè)量的精度，并還原施工現(xiàn)場(chǎng)的地貌，因此，GPS定位技術(shù)在橋梁施工測(cè)量中具有廣闊的應(yīng)用前景。廣東省虎門大橋是我國(guó)第一座應(yīng)用GPS定位技術(shù)的橋梁建筑。在使用中，測(cè)量人員首先利用差分GPS技術(shù)，收集橋樁等受力點(diǎn)的坐標(biāo);之后，利用線坐標(biāo)繪制出橋梁剖面，并將該剖面轉(zhuǎn)換為橋梁模型，同時(shí)，測(cè)量人員通過高斯投影，將橋梁模型轉(zhuǎn)化為與施工現(xiàn)場(chǎng)表面弧度相符的橋梁模型及各關(guān)鍵點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在放樣過程中，測(cè)量人員會(huì)利用GPS定位系統(tǒng)再次確定橋梁模型的吻合度。在高程測(cè)量中，GPS定位系統(tǒng)可提供測(cè)量精度。傳統(tǒng)的測(cè)量工具，需要設(shè)立參照物，測(cè)量精度相對(duì)較低。但GPS定位系統(tǒng)可依據(jù)地面基站假設(shè)相對(duì)距離點(diǎn)，因此其測(cè)量精度更高。

3.2 在地籍與房地產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用

地籍與房地產(chǎn)測(cè)量中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要是RTK技術(shù)的應(yīng)用，在分析GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理之后，可以將這些數(shù)據(jù)直接錄入到GIS系統(tǒng)當(dāng)中，從而獲取精準(zhǔn)的定位圖。如果地區(qū)處于衛(wèi)星遮蔽地帶，難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位，可以利用一些測(cè)量?jī)x器通過圖解法來實(shí)現(xiàn)對(duì)該地域的細(xì)致化測(cè)量，例如全站儀、經(jīng)緯儀等。在房地產(chǎn)測(cè)量中，RTK技術(shù)主要應(yīng)用在地質(zhì)勘測(cè)上，RTK技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)界樁位置的精準(zhǔn)測(cè)定，還可以在勘測(cè)放樣、量算之后，將土地的使用范圍、使用面積等信息準(zhǔn)確測(cè)定出來。另外，RTK技術(shù)還廣泛應(yīng)用于土地利用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，不僅具備高精準(zhǔn)度的優(yōu)勢(shì)，還能夠節(jié)省成本，降低施工時(shí)間，對(duì)于土地利用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起著重要的基礎(chǔ)作用。

3.3 在道路、隧道測(cè)量中的應(yīng)用

道路、鐵路、管線與隧道工程中，大部分施工段會(huì)在野外進(jìn)行。受到交通條件的影響，全站儀等測(cè)量工具無法在測(cè)量全程中得到使用。同時(shí)，受地形地貌的影響，高程測(cè)量的準(zhǔn)確性也難以提升。有鑒于此，我國(guó)已在道路、鐵路、管線與隧道工程中廣泛應(yīng)用了GPS定位技術(shù)。例如，在我國(guó)的磨盤溝隧道、秦嶺隧道、烏鞘嶺隧道，均在測(cè)量環(huán)節(jié)使用了GPS定位技術(shù)。道路勘測(cè)圖紙極為狹長(zhǎng)，各測(cè)量段的銜接對(duì)于精準(zhǔn)度的要求較高。GPS定位技術(shù)可通過高空視角俯瞰地面情況，全域施工現(xiàn)場(chǎng)將得到清晰呈現(xiàn)。在具體的應(yīng)用中，測(cè)量人員應(yīng)首先通過衛(wèi)星地圖，初步判斷基站的安放點(diǎn)。之后，應(yīng)通過GPS靜態(tài)定位，開展控制測(cè)量并建立首級(jí)控制網(wǎng)與加密網(wǎng)。

3.4 在水壩測(cè)量中的應(yīng)用

水庫(kù)、水電站需要利用大型水壩攔截水流。當(dāng)水庫(kù)容量較高時(shí)，水壩將經(jīng)受巨大推力。在水位變化時(shí)，水壩將在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)受外部推力與內(nèi)部拉力，水壩內(nèi)部極易松動(dòng)。有鑒于此，水壩需要得到及時(shí)加固與維護(hù)。但水壩的形態(tài)變化，不易通過肉眼判斷，因此可借助GPS定位技術(shù)完成日常測(cè)量。GPS定位技術(shù)的測(cè)量精度較高，適用于大型建筑的測(cè)量。在具體的測(cè)量工作中，測(cè)量人員可首先在壩體外部設(shè)計(jì)測(cè)量點(diǎn)，并安放信號(hào)接收設(shè)備。之后，可在壩體中央設(shè)置兩處觀測(cè)點(diǎn)。測(cè)量人員可將接收到的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，制作成觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)程曲線，水壩振幅將得到準(zhǔn)確觀察。

結(jié)語

在工程測(cè)量中，應(yīng)大力推進(jìn)CPS測(cè)量技術(shù)在關(guān)鍵項(xiàng)目和重點(diǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，發(fā)揮CPS技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效解決工程測(cè)量中存在的天氣、地形和其他限制，提高測(cè)量效果。目前，CPS技術(shù)支持常規(guī)測(cè)量和一機(jī)多線測(cè)量?jī)煞N方式，就建筑工程而言，兩種方式均可以較好地滿足測(cè)量所需。不過，在實(shí)際的應(yīng)用中還存在一些問題，需要測(cè)量有關(guān)人員利用現(xiàn)代科技去解決，使CPS技術(shù)能夠更好的在測(cè)量領(lǐng)域中服務(wù)社會(huì)。

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