李國(guó)慶

摘 要 社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展為科學(xué)技術(shù)水平的提高提供了有力的保障?？萍嫉娜找姘l(fā)展為社會(huì)各行各業(yè)提供了便利的條件。在當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及促進(jìn)了全球信息的共享，在全球信息傳遞與溝通中離不開GPS技術(shù)的支持，GPS是一種全球定位系統(tǒng)，其中，發(fā)展最快的是GPS定位測(cè)量技術(shù)，在工程測(cè)繪中起到了重要的作用。下文將從GPS測(cè)量技術(shù)的基本概念、GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)和GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用這三個(gè)方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞 GPS測(cè)量技術(shù)；工程測(cè)繪；應(yīng)用與特點(diǎn)

引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要一種全新的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，GPS作為一種全球定位系統(tǒng)，由全球通信衛(wèi)星和接收這兩部分裝置組成，根據(jù)衛(wèi)星無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，或進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。而GPS衛(wèi)星定位測(cè)量是對(duì)大地進(jìn)行測(cè)量的一項(xiàng)技術(shù)。全球定位系統(tǒng)技術(shù)與GPS測(cè)量技術(shù)兩者密不可分的，GPS技術(shù)的提高必然會(huì)帶動(dòng)GPS測(cè)量技術(shù)水平的提高，近年來，GPS測(cè)量技術(shù)日益完善，有效地應(yīng)用到工程測(cè)繪中去，本文主要對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 GPS測(cè)量技術(shù)的基本概念

我們把全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為GPS，是以衛(wèi)星無線電導(dǎo)航定位修通為依據(jù)，主要用來檢測(cè)距離和時(shí)間而建立起來的一種新型的高科技的定位系統(tǒng)。對(duì)該系統(tǒng)研究的較早，早在1973年便開始對(duì)其進(jìn)行研制，至今已有20多年。GPS測(cè)量技術(shù)有三個(gè)重要組成部分，主要包括：空間衛(wèi)星星座、地面檢測(cè)系統(tǒng)以及有關(guān)用戶的設(shè)備等。GPS當(dāng)行利用無線方式為用戶實(shí)現(xiàn)無線導(dǎo)航，提供精準(zhǔn)定位，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。除此之外，還能夠用于軍事和國(guó)防建設(shè)中，為其提供必要的定位服務(wù)，GPS技術(shù)的作用巨大。由于近年來國(guó)家對(duì)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域投入增加，GPS測(cè)量技術(shù)也得到了改善，變得日益成熟。經(jīng)濟(jì)快速與高精度時(shí)期主要的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步使得測(cè)繪與測(cè)量領(lǐng)域取得更大成就。常規(guī)的測(cè)量技術(shù)不能進(jìn)行全天候作業(yè)，而GPS測(cè)量技術(shù)可以有效彌補(bǔ)這點(diǎn)。在數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)過程中，GPS衛(wèi)星的數(shù)目分布眾多且分布得較規(guī)則，所以，運(yùn)用GPS對(duì)其進(jìn)行定位能夠?qū)ν坏攸c(diǎn)連續(xù)觀測(cè)，對(duì)于不同地點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)同步觀測(cè)，并且是全天候進(jìn)行檢測(cè)。GPS具有三維定位作用，無論所屬地球上哪個(gè)地點(diǎn)、位置、時(shí)間，都能對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并且，GPS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)時(shí)受到外界環(huán)境影響較小。由此可見，無論從時(shí)間還是地點(diǎn)上嗎，GPS技術(shù)在測(cè)量領(lǐng)域上都邁出了全新的一大步，使測(cè)量更精準(zhǔn)有效。

2 GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 定位精度高

目前其他側(cè)來那個(gè)技術(shù)無法達(dá)到對(duì)位置的相當(dāng)精確的定位，而GPS測(cè)量技術(shù)可以達(dá)到1ppm的精確度。在相對(duì)精度在50km以內(nèi)的，相對(duì)定位精度可保持在1mm內(nèi)，在工程精度定位中，300～1500m的，使用GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)低于1mm?？傊?，采用GPS測(cè)量技術(shù)可以滿足各種工程測(cè)量的需要，當(dāng)觀測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)一步完善時(shí)，GPS測(cè)量技術(shù)的精確深度也會(huì)進(jìn)一步提高。為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更精準(zhǔn)的定位服務(wù)[1]。

2.2 操作簡(jiǎn)單便捷

GPS測(cè)量技術(shù)有安裝相應(yīng)的定位開關(guān)設(shè)備，在定位時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化定位，還能對(duì)較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，收集到的信息精準(zhǔn)、全面、可利用性較高。例如：在收集有關(guān)氣象的數(shù)據(jù)時(shí)，整個(gè)測(cè)量與搜取系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行高度的監(jiān)測(cè)，與接收機(jī)一起配合，確保工作的順利完成。如果要對(duì)一個(gè)觀測(cè)站進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè)，它會(huì)與其他的接收和通訊裝置連接，將所采集到的信息儲(chǔ)存，之后在數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在這過程中，減少了人力的看守，使采集數(shù)據(jù)與處理更加自動(dòng)化。

2.3 功能齊全應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

GPS主要為各用戶提供動(dòng)態(tài)的位置定位和相關(guān)的時(shí)間信息，它不但可以測(cè)量位置還能進(jìn)行位置導(dǎo)航，另外，還可以對(duì)用戶的速度及所用時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。GPS技術(shù)依舊在不斷地發(fā)展，滯后，它所應(yīng)用的范圍會(huì)不斷地?cái)U(kuò)展[2]。已經(jīng)取得了應(yīng)用成效的包括對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控。定位技術(shù)還能對(duì)大地進(jìn)行測(cè)量，所以，GPS技術(shù)是一個(gè)功能齊全，可以廣泛應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)。

2.4 觀測(cè)時(shí)間短

在測(cè)量過程中，以一條基線為依據(jù)，與所需要觀測(cè)的精度相結(jié)合，采用靜態(tài)定位的辦法，1～3小時(shí)才能完成全部的測(cè)量工作[3]。在以往觀測(cè)時(shí)所耗時(shí)間要幾個(gè)小時(shí)，當(dāng)GPS系統(tǒng)得到不斷提高和完善時(shí)，觀測(cè)時(shí)間只需要幾十分鐘，更短的只需要幾分鐘。通常系統(tǒng)在1小時(shí)內(nèi)完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過GPS接收器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，再進(jìn)行系統(tǒng)處理，保持準(zhǔn)確性?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，GPS的硬件與軟件更新也得到完善，利用GPS觀測(cè)能更加減少觀測(cè)的時(shí)間，提高觀測(cè)工作的效率。例如：GPS技術(shù)升級(jí)后能夠更準(zhǔn)確迅速地在20km范圍內(nèi)進(jìn)行相對(duì)靜態(tài)定位，定位時(shí)間只需要16～20分鐘。如果是進(jìn)行靜態(tài)定位，所用時(shí)間會(huì) 更短，只需要1～2分鐘或者僅用幾秒鐘。

2.5 全天候作業(yè)

在我國(guó)，大量的GPS衛(wèi)星合理地分布，因此，無論走到地球上的哪個(gè)地點(diǎn)，都可以同步地對(duì)4顆衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)性的觀測(cè)，這就保證了對(duì)全球氣候進(jìn)行連續(xù)性的三維定位。它還不易受外界環(huán)境影響，除了雷雨天不適合進(jìn)行觀測(cè)外，其他天氣都可進(jìn)行觀測(cè)。

2.6 對(duì)觀測(cè)站之間無要求

在傳統(tǒng)觀測(cè)技術(shù)觀測(cè)時(shí)，要求量觀測(cè)站之間相互通視。而GPS測(cè)量技術(shù)沒有這方面的要求，它只需要觀測(cè)站間保持15度以上的開闊空間即可，所以，不需要建造相應(yīng)設(shè)施。這能夠極大地減少成本，節(jié)約大筆費(fèi)用。另外，也不需要點(diǎn)間通視，所以，點(diǎn)位位置設(shè)定可以靈活多變，傳統(tǒng)測(cè)量中需要進(jìn)行的對(duì)網(wǎng)中傳遞點(diǎn)的控制、對(duì)過渡點(diǎn)的測(cè)量工作等，在GPS測(cè)量技術(shù)中，都能省去，選點(diǎn)工作更加簡(jiǎn)單輕便。

2.7 有較高的經(jīng)濟(jì)效益

GPS測(cè)量技術(shù)有較高的經(jīng)濟(jì)效益，大量的實(shí)踐表明，常規(guī)方法建立大地控制網(wǎng)需要較高的費(fèi)用，因?yàn)镚PS有較快的定位速度使得工程建設(shè)所耗時(shí)間較短，所以使用GPS測(cè)量技術(shù)比起常規(guī)方法能節(jié)省大約三分之一的費(fèi)用。另一方面，采用GPS定位，觀測(cè)站點(diǎn)間不需要相互通視，所以建立視標(biāo)所需要的人力、物力、財(cái)力都得到了節(jié)省。所以，GPS測(cè)量技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益與日俱增。

3 GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

3.1 定位技術(shù)的應(yīng)用

將GPS技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)繪中，采用的基本原理是結(jié)合了物理與幾何的一般原理，利用GPS系統(tǒng)的空間分布，在地面接收裝置的配合下對(duì)物體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如今，較多采用的技術(shù)方法主要有靜態(tài)相對(duì)定位法和動(dòng)態(tài)定位法。靜態(tài)定位是一種相對(duì)簡(jiǎn)單的定位方法，在地面上按照一定的規(guī)范裝置定位裝置，進(jìn)行維時(shí)45分鐘左右的觀察，專業(yè)人員采集相關(guān)的數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)定位工作的首要環(huán)節(jié)是對(duì)工作點(diǎn)的選擇，然后在地面安裝接收裝置，從多個(gè)角度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

在實(shí)際的測(cè)繪工作中，都會(huì)受到人為的干擾或者其他因素的影響，都會(huì)造成測(cè)繪數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，如果采用GPS測(cè)量技術(shù)，聯(lián)系交互定位方法，可以增加工程測(cè)繪的有效性，使數(shù)據(jù)更加真實(shí)形象，另一方面，還可以對(duì)工程測(cè)繪的整個(gè)過程進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。例如：進(jìn)行工程測(cè)繪時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況，利用計(jì)算機(jī)，將測(cè)繪過程也給以數(shù)學(xué)模型的方式表現(xiàn)出來，測(cè)繪場(chǎng)景被真實(shí)的模擬，對(duì)測(cè)繪過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)掌握，有利于發(fā)現(xiàn)測(cè)繪過程的錯(cuò)誤，在下次測(cè)繪過程中就能有效避免同類問題的發(fā)生，采取合理的措施，進(jìn)行科學(xué)的處理。極大地增加了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 城市控制網(wǎng)的精度要求

城市控制網(wǎng)對(duì)精度的要求較高，并且其面積廣泛使用的概率大，對(duì)城市的現(xiàn)代化建設(shè)有影響。而GPS定位測(cè)量技術(shù)是具有高精度、操作較便捷的技術(shù)，適合在城市建設(shè)中廣泛應(yīng)用，有利于實(shí)現(xiàn)城市控制網(wǎng)對(duì)高精度的要求，提高測(cè)繪精度與效率。GPS技術(shù)應(yīng)用與城市建設(shè)中，不僅能夠滿足對(duì)城市規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)要求，還能夠提高城市控制測(cè)量的準(zhǔn)確性，加快城市控制測(cè)量的速度。

總而言之，目前GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)寬泛，涉及工程測(cè)量、地質(zhì)測(cè)量、資源勘察等各個(gè)方面，并取得了有效的成果。在實(shí)際運(yùn)用過程中，GPS測(cè)量技術(shù)所展現(xiàn)的巨大潛力和作用將進(jìn)一步應(yīng)用到其他領(lǐng)域。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)還會(huì)更加完善，從而更有效地為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供服務(wù)。

4 結(jié)束語

工程建設(shè)離不開工程測(cè)量技術(shù)的，工程測(cè)量技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。而在工程測(cè)繪中運(yùn)用較為廣泛的是GPS定位測(cè)量，因?yàn)镚PS測(cè)量技術(shù)具有高精度和較高的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到工程測(cè)繪中，為其提高了強(qiáng)悍的技術(shù)支持，也有效地促進(jìn)現(xiàn)代化城市建設(shè)，保障測(cè)量結(jié)果的精確性，促進(jìn)了信息全球化的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉三枝，李明峰，馮寶紅.定位技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)改革研究[J].礦山測(cè)量，2005，（2）：64-65.

[2]張延忠.GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用及特點(diǎn)[J].科技傳播，2011，（7）：198-198.

[3]張雷.論GPS RTK技術(shù)在現(xiàn)代工程測(cè)量的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011，（8）：228-228.