文/楊莉 寧都縣城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)局 江西寧都 342800

在工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用分析

文/楊莉 寧都縣城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)局 江西寧都 342800

隨著信息時(shí)代的發(fā)展和現(xiàn)代科技的進(jìn)步，工程測(cè)繪技術(shù)的先進(jìn)性也得到了迅速的提升，測(cè)繪技術(shù)的科技含量越來越高。作為工程測(cè)繪技術(shù)系統(tǒng)中的重要組成，GPS測(cè)繪技術(shù)與一般測(cè)繪技術(shù)相比具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。鑒于此，本文著重分析GPS測(cè)繪技術(shù)的工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)，并進(jìn)一步探討GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用。

工程測(cè)繪；GPS測(cè)繪技術(shù)；應(yīng)用

與傳統(tǒng)的陸上測(cè)量技術(shù)相比，GPS具有很多優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)打大地測(cè)量技術(shù)依賴于測(cè)站點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的通視情況，如果視線方向有障礙物，則必須繞道測(cè)量。一般來說，傳統(tǒng)方式的距離測(cè)量被限制在5Km左右，氣候因素限制著傳統(tǒng)測(cè)量的運(yùn)作。與傳統(tǒng)測(cè)繪方式相比，GPS測(cè)繪技術(shù)不受氣候條件的限制，也不需要通視要求，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)高精度、全天候測(cè)量運(yùn)作。因此，本文對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析對(duì)于現(xiàn)代工程建設(shè)而言具有重要的價(jià)值與意義。

1、 GPS測(cè)繪技術(shù)的工作原理

24顆GPS衛(wèi)星在距離地面1萬2千公里的高空上，以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，可以得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用三顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置（X，Y，Z）。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知參數(shù)，X,Y,Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程信息[1]。

2、 GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

總的來說，GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)包括精度高，速度快，無需通視，操作簡(jiǎn)單，全球布網(wǎng)，全天候作業(yè)，三維坐標(biāo)，應(yīng)用廣泛。具體的分析，GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)如下：

2.1 提升工程測(cè)繪的測(cè)量速度

在現(xiàn)代科技的帶動(dòng)下，GPS測(cè)繪技術(shù)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，與GPS測(cè)繪相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件水平也得到了升級(jí)改造，從而使GPS測(cè)繪技術(shù)體系的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)越來越突出。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)不僅需要耗費(fèi)大量的人力和物力，同時(shí)還無法保證測(cè)量精度，這些問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了工程測(cè)繪的發(fā)展。GPS測(cè)繪技術(shù)只需要在相關(guān)設(shè)備內(nèi)輸入與測(cè)繪對(duì)象相關(guān)的環(huán)境參數(shù)，在幾十分鐘的時(shí)間內(nèi)便可以獲得精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果，完成測(cè)繪工作。其次，20千米以內(nèi)靜態(tài)測(cè)量工作一般只要十幾分鐘便可以迅速完成，動(dòng)態(tài)測(cè)量工作僅需要幾分鐘。由此可見，GPS測(cè)繪技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高速測(cè)量[2]。

2.2 高效精準(zhǔn)定位

在靜態(tài)測(cè)量過程中，GPS測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性可以達(dá)到99.99%，幾乎完全隔離外界因素的干擾，也正是這種高效精準(zhǔn)定位功能才使得GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得以迅速擴(kuò)展。采用GPS測(cè)繪技術(shù)得到的靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)，數(shù)量級(jí)可以達(dá)到亞毫米的級(jí)別，動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)級(jí)別也可以達(dá)到厘米級(jí)別，這種精度級(jí)別不僅可以滿足一般工程測(cè)繪的需求，同時(shí)也可以滿足更高精度的測(cè)繪任務(wù)，例如建筑物的微變形測(cè)量，只有通過GPS測(cè)繪技術(shù)才能夠?qū)⑦@種變形程度表示出來。鑒于此，GPS測(cè)繪技術(shù)的高精度是傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)不能相提并論的。

2.3 操作便捷簡(jiǎn)單

GPS測(cè)繪技術(shù)在工作過程中只需要安裝好相關(guān)設(shè)備，接通電纜，然后輸入相關(guān)參數(shù)即可進(jìn)行測(cè)量工作，隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，GPS接收機(jī)的功能性越來越強(qiáng)大，技術(shù)人員在操作過程中需要承擔(dān)的任務(wù)量越來越少。操作該技術(shù)的相關(guān)人員只要通過特定觀測(cè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行有效控制即可，當(dāng)?shù)玫綔y(cè)繪結(jié)果以后直接關(guān)閉電源，便可以結(jié)束測(cè)繪工作。由此可見，GPS測(cè)繪技術(shù)在操作過程中十分簡(jiǎn)單。

除上述應(yīng)用特點(diǎn)以外，GPS測(cè)繪技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性能也尤為突出，即與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，GPS測(cè)繪技術(shù)在有效縮短工程周期的同時(shí)節(jié)省了大量的人力和物力，降低了對(duì)測(cè)量站互通的要求，因此其經(jīng)濟(jì)性較好[3]。

3、GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 GPS定位技術(shù)的應(yīng)用

GPS定位技術(shù)的具體應(yīng)用主要表現(xiàn)在GPS外業(yè)測(cè)繪和GPS布網(wǎng)兩個(gè)方面，首先在實(shí)施GPS外業(yè)測(cè)繪工作之前要通過GPS定位技術(shù)準(zhǔn)確的定位出測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確定位是GPS外業(yè)測(cè)繪工作實(shí)施的基礎(chǔ)和前提，因此GPS定位技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵。GPS布網(wǎng)也是GPS測(cè)繪技術(shù)實(shí)施的重要環(huán)節(jié)，測(cè)繪工作開展以前要對(duì)相關(guān)環(huán)境進(jìn)行全面分析，合理規(guī)劃和布線，從而為GPS測(cè)繪技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供保障。通過GPS定位技術(shù)進(jìn)行合理布網(wǎng)，可以在控制網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)獲得準(zhǔn)確的測(cè)繪數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)繪工作的最終目標(biāo)。

3.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪法

工程測(cè)繪技術(shù)體系中，利用GPS測(cè)繪原理的測(cè)繪方法還包括RTK技術(shù)，即載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將將其觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過無線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示出用戶站的三維坐標(biāo)及其精度[4]。

高精度的GPS測(cè)繪必須采用載波相位觀測(cè)值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。從RTK技術(shù)在現(xiàn)代工程測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用情況分析，其已經(jīng)成為解決高精度測(cè)繪問題的重要方式，其應(yīng)用范圍也在進(jìn)一步擴(kuò)展。

結(jié)論：

綜上所述，通過分析GPS測(cè)繪技術(shù)工作原理，說明了GPS測(cè)繪技術(shù)迅速發(fā)展的內(nèi)在原因，通過分析GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)，說明了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪工作中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，通過分析GPS定位技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)繪技術(shù)，說明了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用。隨著時(shí)代的發(fā)展，GPS技術(shù)的功能日益強(qiáng)大，其應(yīng)用領(lǐng)域從工程項(xiàng)目逐漸走近人們的日常生活，因此加大對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)的研究力度是十分必要的。

[1]鐘飛.GPS在工程測(cè)繪中的應(yīng)用[J].科技資訊，2015（12）.

[2]葉畢升.淺談GPS測(cè)繪在水利水電工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015（15）.

[3]王力賡.RTK技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用與研究[J].治淮，2013（7）.

[4]洪海.GPS在工程中的應(yīng)用綜述[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2014（2）.