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        GPS測繪技術在工程測繪中的應用

        2020-02-16 19:10:45
        江西建材 2020年11期
        關鍵詞:大壩測繪工程

        葉 楠

        九江地質工程勘察院,江西 九江 332000

        工程測繪是現代工程項目建設過程中必不可少的重要環(huán)節(jié),只有掌握精確、完備的地形地勢、空間定位等資料,決策、規(guī)劃、設計、施工等后續(xù)工程環(huán)節(jié)才可順利開展。從目前來看,工程測繪廣泛見于電力、水利、城建、環(huán)保、海洋、航空等多個領域當中,對我國社會經濟乃至綜合國力的整體發(fā)展具有重要支撐作用。基于此,我們有必要對GPS 測繪技術在工程測繪中的應用展開探究討論。

        1 GPS 測繪技術在工程測繪中應用的工作原理

        GPS為“Global Positioning System”的縮寫,意為“全球定位系統(tǒng)”。該技術主要以地外人造衛(wèi)星為基礎,在全球范圍內進行動態(tài)化、實時化的定位與導航。在此背景下,GPS 測繪技術就是基于GPS 衍生出的現代測繪技術。在應用實踐中,GPS 測繪技術的工作原理為:首先,根據工程方案,在目標區(qū)域內設置出若干個測繪點,并裝設接收機,以此建立與GPS 衛(wèi)星的通信交互。然后,運用數據運算、三維建模等計算機技術,對接收機所接收到的衛(wèi)星導航電文進行整合、處理與利用,從而建立起目標區(qū)域的三維坐標模型。在此過程中,平面坐標可直接通過GPS 衛(wèi)星的定位導航信息獲得,高程坐標可通過運算接收機與衛(wèi)星之間的距離獲得。最后,在確定基本的三維坐標模型后,相關人員再對測繪點進行靈活控制,并進一步提高主要測繪點或測繪區(qū)段的數據精確性,最終繪制出符合預期的工程測繪資料[1]。

        2 GPS 測繪技術在工程測繪中應用的優(yōu)勢特點

        2.1 定位效果好

        盡可能地做到“圖實一致”,是工程測繪工作的第一要義。在這一方面,GPS 測繪技術具備高度的可靠性與優(yōu)質性?,F階段,GPS 衛(wèi)星星座的24 人造衛(wèi)星已全部投用完成,在全球范圍內的定位導航覆蓋率高達98%。同時,隨著相關技術的不斷發(fā)展,GPS 測繪技術的測繪精度也不斷提升?,F階段,在300m至1500m 范圍的工程測繪中,GPS 測繪技術可將數據的定位誤差縮小至毫米級別,由此產生的測繪圖紙自然也更具應用價值。除此之外,GPS 技術對電磁干擾、障礙物干擾等的應對能力也比較強,可滿足復雜環(huán)境下的工程測繪需求,具有良好的技術適應性與工作穩(wěn)定性。

        2.2 操作更便捷

        在傳統(tǒng)時期,人們若采取人工化的測繪方法,需要親身進入到目標區(qū)域當中,并開展長周期、持續(xù)性的信息采集與位置分析工作。在信息采集、分析完成后,手繪圖紙也會耗費人員大量的時間與精力,且成品精度很難保證。相比之下,GPS 測繪技術以接收機、傳感器、計算機等設備為依托,可表現出很強的去人工化特性,實現便捷、高效的數據采集與數據反饋。同時,在測繪數據傳入計算機系統(tǒng)后,相關人員可通過GIS、CAD 等軟件工具,直接進行三維坐標模型的建立生成,并通過調整局部參數、編輯模型要素的方式,便捷地實現繪圖精度的進一步提高。這樣一來,不僅可有效節(jié)省時間、人力等成本,還能降低工程測繪中誤差風險的出現幾率。

        3 GPS 測繪技術在工程測繪中應用的主要方向

        3.1 GPS 測繪技術在工程變形監(jiān)控中的應用

        在建筑工程項目的建設過程中,受到施工技術、建筑材料、受力結構、地面沉降等多方面因素影響,建筑體的變形問題時有發(fā)生,對工程質量構成很大威脅。所以,及時感知和掌握建筑體的變形故障,并實施出有效的應對策略,對建筑工程的保質交付與成本控制具有重要意義。此時,將GPS 測繪技術應用到建筑工程的測繪實踐中,可達到良好的變形監(jiān)控效果。

        例如,在全長500m 的大壩建設中,相關人員先按照100m的間隔距離設置出了5 個大壩監(jiān)測基準點,后又在大壩兩側陸續(xù)增加了三個重點監(jiān)測點。在此基礎上,將8 個精確度10±5m、檢測頻率5700 的GPS 檢測設備裝設在監(jiān)測點處,以此構成大壩的全天候、實時性監(jiān)測網絡。30 日周期結束后,綜合8 個監(jiān)測點的數據發(fā)現,大壩的總體位移在±1mm~±2mm之間,處在大壩平穩(wěn)的位移變化規(guī)律之下,即沒有明顯的變形故障發(fā)生,代表大壩的建設效果符合工程預期。

        3.2 GPS 測繪技術在地理網點布控中的應用

        集宏觀布網與微觀布點于一體,對目標區(qū)域的地理地形分布狀態(tài)進行了解,并明確出具體的基準點、基準線、輪廓線,是城市規(guī)劃、國土調查等工程領域中常用的測繪思路。在此背景下,做好GPS 測繪技術的有效應用,能顯出提升地理網點布控的效率與質量。例如,相關人員可將GPS-RTK 技術、航拍攝影技術、GIS 技術等綜合運用到城市地理信息的動態(tài)采集當中,從而繪制出既有三維坐標體系,又能具體表現城市布局細節(jié)的模型圖。在此基礎上,再利用GPS 數據光束法,對既有區(qū)域網絡進行平差控制,進一步明確控點數量。最后,以GPS 導航衛(wèi)星傳回的動態(tài)數據為基礎,利用像片調繪技術對模型圖中的變更物、遮擋物進行補測調整,從而獲得最終的地理網點布控資料,為城建規(guī)劃與改造工程的方案制定、施工實踐提供充足依據。

        3.3 GPS 測繪技術在水下地形測繪中的應用

        水下地形測繪是地質測量的必要環(huán)節(jié),同時也是地質測量的重難點。在傳統(tǒng)時期,人們通常會使用測深儀、經緯儀、潮位儀等設備進行水下地形測繪,但這些設備的技術難度比較大、應用流程相對繁瑣,既會引起不菲的人員培訓投入成本,也不利于測繪效率、測繪精度的充分保障。而在應用GPS 測繪技術后,相關人員將GPS 檢測設備、接受裝置布設到水下環(huán)境當中,便可建立起與人造衛(wèi)星相反饋、與計算機系統(tǒng)相交互的水下測繪體系,從而實現水下地形地勢的便捷化采集、自動化成圖,為地質圖紙的完整性提供有力保障。

        4 結論

        總而言之,將GPS 測繪技術應用于工程測繪領域中,能有效解決傳統(tǒng)時期人工測繪的長周期、低精度問題,以及專業(yè)設備的應用難、投入大問題,進而顯著提升工程測繪的經濟性、便捷性與可靠性,為后續(xù)工程活動創(chuàng)設出優(yōu)質的資料基礎。

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