劉金聯(lián)

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，科技越來(lái)越成為各個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ珿PS作為一種科學(xué)有效的測(cè)量技術(shù)，并且具備測(cè)量結(jié)果精確、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為我國(guó)工程測(cè)量的主要運(yùn)用技術(shù)之一。因此，本文對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述，并分析了其在工程測(cè)量運(yùn)用中的特點(diǎn)，旨在增進(jìn)人們對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的了解，加強(qiáng)人們對(duì)這一技術(shù)的重視意識(shí)。

關(guān)鍵詞：GPS測(cè)量技術(shù) 工程測(cè)量 運(yùn)用 特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（a）-0047-02

在當(dāng)前環(huán)境下，GPS測(cè)量技術(shù)的主要構(gòu)成部分是通訊衛(wèi)星和導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的實(shí)時(shí)和精確測(cè)量。在對(duì)GPS技術(shù)的深入研發(fā)和創(chuàng)新的流程中，要對(duì)這一技術(shù)有充分的了解，首先明確其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，才能在后續(xù)的研發(fā)過(guò)程中針對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)制定出更為科學(xué)和準(zhǔn)確地改進(jìn)方案，提升工程測(cè)量的效率和精準(zhǔn)程度。

1 GPS測(cè)量技術(shù)的工作原理及概述

GPS測(cè)量技術(shù)在工作的過(guò)程中主要運(yùn)用的是交互定位的原理，它通過(guò)空間衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的測(cè)量，并與地面監(jiān)控系統(tǒng)相互配合，以確保工程測(cè)量的進(jìn)度。在實(shí)際的工作過(guò)程中GPS測(cè)量技術(shù)能夠通過(guò)已知幾點(diǎn)的距離來(lái)推算出未知點(diǎn)所處的位置，這里的已知點(diǎn)通常指空間衛(wèi)星，而未知點(diǎn)通常指某一移動(dòng)目標(biāo)。

通常來(lái)說(shuō)，GPS系統(tǒng)會(huì)設(shè)置一定的衛(wèi)星接收器以及數(shù)據(jù)處理軟件，來(lái)保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。GPS系統(tǒng)中還設(shè)有計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，來(lái)對(duì)GPS傳輸?shù)墓こ虜?shù)據(jù)進(jìn)行處理，并實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)變化規(guī)律的統(tǒng)計(jì)以及未來(lái)數(shù)據(jù)趨勢(shì)走向的預(yù)測(cè)。除此之外，氣象儀器也發(fā)揮著重要的作用，它可以在遭遇惡劣的氣象變化時(shí)充分傳輸氣象變化對(duì)工程測(cè)量的影響數(shù)據(jù)，并進(jìn)行一定的調(diào)控，以保證工程測(cè)量的順利完成。

2 GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用

2.1 GPS定位技術(shù)

GPS定位技術(shù)的工作流程是先將物理學(xué)科和幾何學(xué)科的原理進(jìn)行交流和融合，并通過(guò)GPS衛(wèi)星技術(shù)和地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成對(duì)工程項(xiàng)目的多角度、多方位定位。目前的工程測(cè)量項(xiàng)目中，主要運(yùn)用的GPS定位技術(shù)有靜態(tài)相對(duì)定位和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。靜態(tài)相對(duì)定位的操作流程較為簡(jiǎn)便，它將地面接收排成一條基線來(lái)對(duì)需要測(cè)量的工程項(xiàng)目進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果交由專業(yè)分析的科研人員進(jìn)行處理。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位需要在地面安裝連續(xù)接收數(shù)據(jù)的裝置，并選取較為精確的控制點(diǎn)作為工程測(cè)量的控制基站，來(lái)對(duì)不同角度傳送回到地面的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在以往的工程監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要通過(guò)監(jiān)測(cè)人員的實(shí)地勘測(cè)來(lái)獲得數(shù)據(jù)，部分工程的所在地的地形地勢(shì)較為復(fù)雜，且氣象因素不穩(wěn)定，容易發(fā)生事故，不利于保證監(jiān)測(cè)人員的人身安全。GPS系統(tǒng)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的有效結(jié)合，能夠準(zhǔn)確、快速地在計(jì)算機(jī)中建立起工程測(cè)量地周圍環(huán)境的三維圖像，通過(guò)分析三維圖像的數(shù)據(jù)信息能夠更直觀地了解工程測(cè)量地的環(huán)境，并準(zhǔn)確標(biāo)出需要注意的安全項(xiàng)目和需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的地區(qū)，避免了監(jiān)測(cè)過(guò)程中事故地發(fā)生和人力資源的浪費(fèi)。

2.3 地圖繪制技術(shù)

在工程施工的過(guò)程中，必須有相應(yīng)的地形圖進(jìn)行對(duì)照才能保證工程施工的質(zhì)量，而運(yùn)用傳統(tǒng)方式繪制的地圖與實(shí)際情況相關(guān)，通常大小和比例都不盡相同。采用GPS測(cè)量技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)獲取相應(yīng)的地形參數(shù)，再根據(jù)其具體特征進(jìn)行處理，從而獲得更詳盡的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行綜合，最后利用繪圖軟件完成制圖[1]。

2.4 施水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定技術(shù)

在工程測(cè)量的過(guò)程中，施水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定技術(shù)也發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)的測(cè)定技術(shù)事先對(duì)預(yù)算的考慮不夠全面，會(huì)造成施水準(zhǔn)點(diǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)失誤的結(jié)果，影響最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，增大成本投入。并且不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果也會(huì)給施工過(guò)程帶來(lái)負(fù)面影響，從而降低工程的質(zhì)量。運(yùn)用GPS測(cè)量技術(shù)能夠通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)來(lái)確定臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的位置，有利于為實(shí)際的測(cè)量和施工工作提供標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高施工的水準(zhǔn)，促使工程能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成[2]。

3 GPS檢測(cè)技術(shù)在工程測(cè)量運(yùn)用中的特點(diǎn)

3.1 功能繁多，覆蓋面廣

GPS測(cè)量技術(shù)的功能較為多樣，不僅可以對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行定位，還能夠結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、地圖的繪制等。它的應(yīng)用范圍除了工程測(cè)量、汽車導(dǎo)航之外，還能夠?qū)λ俣?、時(shí)間等進(jìn)行毫秒級(jí)別的監(jiān)測(cè)，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)還會(huì)不斷創(chuàng)新與其他技術(shù)的結(jié)合方式，從而更加擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍。

3.2 準(zhǔn)確度高

大量的工程實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)室成功案例證明，GPS測(cè)量技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確程度極高，如果用載波相位觀測(cè)進(jìn)行靜態(tài)相對(duì)定位，其精度在基線小于50km的情況下可以達(dá)到1×10-6，并且隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，GPS測(cè)量技術(shù)的精準(zhǔn)程度還會(huì)在原有程度上取得進(jìn)一步提高。

3.3 定時(shí)定位

GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使得工程項(xiàng)目中物體每一刻的移動(dòng)速度和位置都能夠被實(shí)時(shí)記錄并返回科研人員手中，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位。GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定時(shí)定位功能除了用于工程監(jiān)測(cè)以外，還被廣泛地運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，并具有十分重要的地位[3]。

3.4 監(jiān)測(cè)時(shí)間短

在靜態(tài)相對(duì)定位模式中，如果基線在20km以內(nèi)，單頻接收器的接收時(shí)間大約為1h左右，雙頻接收器大約為20min。而在動(dòng)態(tài)定位模式中，系統(tǒng)初步啟動(dòng)工作結(jié)束之后，每站的觀測(cè)時(shí)間僅為幾秒鐘。由此可見，GPS測(cè)量技術(shù)能夠有效縮短監(jiān)測(cè)時(shí)間，提高工作人員的效率，減少不必要的資源浪費(fèi)。

3.5 智能化和自動(dòng)化系統(tǒng)

GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)的重要發(fā)展趨勢(shì)和當(dāng)前的主要優(yōu)勢(shì)就是智能化和自動(dòng)化。在GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，大部分的機(jī)器都不需要人工進(jìn)行實(shí)施管理，設(shè)備可以自行完成數(shù)據(jù)的接收、圖像的建立、數(shù)據(jù)處理等工作，在監(jiān)測(cè)結(jié)束之后工作人員只需要關(guān)閉設(shè)備并進(jìn)行一定的檢查和維護(hù)工作即可，相對(duì)于人工監(jiān)測(cè)的方式而言更加便利快捷。如果設(shè)備進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)，它會(huì)直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行?，無(wú)須任何其他的操作。此外，監(jiān)測(cè)設(shè)備的組成都比較簡(jiǎn)單，可以減輕外出攜帶的負(fù)擔(dān)，便于隨時(shí)隨地接收、查看和處理各種數(shù)據(jù)信息，做出最及時(shí)的判斷和決策。

3.6 三維地心坐標(biāo)統(tǒng)一化

GPS測(cè)量系統(tǒng)能夠避免傳統(tǒng)測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)測(cè)量方法不統(tǒng)一的問(wèn)題，將不同的測(cè)量方法進(jìn)行整理和統(tǒng)一，使之形成與觀測(cè)對(duì)象特點(diǎn)相匹配的統(tǒng)一測(cè)量方法。GPS測(cè)量系統(tǒng)不但提供了有關(guān)水準(zhǔn)面和高程測(cè)量的新思路，還為精密導(dǎo)航、航空物探等領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供了技術(shù)支持。

3.7 全天候工作

GPS安裝的衛(wèi)星有24個(gè)，在地球表面形成了全方位覆蓋的信息網(wǎng)，因此它能夠全天候?qū)θ魏螘r(shí)間下的任意地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，但是如若受到惡劣自然天氣的影響，監(jiān)測(cè)結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)一定的偏差。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS測(cè)量技術(shù)是工程測(cè)量的重要支撐技術(shù)，它不僅能夠保證測(cè)量的速度和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，還能夠節(jié)省測(cè)量時(shí)間，減輕科研人員的工作壓力，為企業(yè)減少不必要的成本開支。在今后的發(fā)展過(guò)程中，GPS測(cè)量技術(shù)也會(huì)不斷成熟和完善，并且進(jìn)一步拓寬應(yīng)用的領(lǐng)域，為便利人們的日常生活做出越來(lái)越重要的貢獻(xiàn)。因此，企業(yè)和國(guó)家要樹立起對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的重視意識(shí)，通過(guò)研究和分析相關(guān)的資料加深對(duì)這一技術(shù)的理解，加大技術(shù)研發(fā)和成本投入，加強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中有關(guān)經(jīng)驗(yàn)的溝通和交流，才能加快GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展速度，提高國(guó)內(nèi)工程項(xiàng)目的完成質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 文超.淺析GPS測(cè)量技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：全文版，2017（1）：236.

[2] 高宇翔.淺談GPS測(cè)量技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：引文版，2016（9）：291.

[3] 梅潤(rùn)杰.淺談GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用[J].工程技術(shù)：全文版，2016（12）：226.