楊旭

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前測(cè)繪工程中領(lǐng)域也有了新的突破。目前我國(guó)的測(cè)繪工程行業(yè)，普遍采用了GPS技術(shù)。GPS技術(shù)的應(yīng)用，可以使相關(guān)的工程的測(cè)量工作更加精準(zhǔn)。與此同時(shí)，GPS技術(shù)的引用，也緩解了相關(guān)工作人員的工作壓力，提高了工程的完成效率。本文將對(duì)GPS技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，希望能對(duì)我國(guó)測(cè)繪工程的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；測(cè)繪工程；應(yīng)用

測(cè)繪工程工作在完成過(guò)程中，主要的工作過(guò)程相對(duì)比較繁瑣，很容易出現(xiàn)各種錯(cuò)誤。但是測(cè)繪工作又是進(jìn)行地質(zhì)工作所必須經(jīng)歷的。在實(shí)際工作中，由于環(huán)境和地形等條件的影響，測(cè)繪工作很可能會(huì)出現(xiàn)各種誤差，為了減小誤差、提高工程的完成質(zhì)量和效率，對(duì)高新技術(shù)的應(yīng)用就十分有必要。GPS技術(shù)由于其測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，和工作不受外界影響特性，在測(cè)繪工作中被廣泛應(yīng)用。但是，為了進(jìn)一步完善測(cè)繪工程中存在的誤差問(wèn)題。相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)GPS技術(shù)的了解。

1 測(cè)繪工程

測(cè)繪工程主要開展各種空間信息測(cè)量并繪制相關(guān)地形圖等方面的工作，研究對(duì)象非常廣泛，不僅包括地球形狀、大小、重力場(chǎng)，還包括地表地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文、房屋、道路、植被等很多方面內(nèi)容。一般情況下，新開發(fā)地塊或工程項(xiàng)目開始建設(shè)前，都要由測(cè)繪工程師進(jìn)行測(cè)量后繪制地形圖，才可以根據(jù)提供的信息資料進(jìn)行項(xiàng)目決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)，因此可以說(shuō)測(cè)繪是開展其他工作的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)性工作。日常生活中的地圖、交通旅游圖都是基于測(cè)繪而完成的。隨著近年來(lái)GPS技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，它在測(cè)繪工程上也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

2 GPS技術(shù)概述

2.1 GPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

GPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括地面控制系統(tǒng)、空間部分、用戶設(shè)備終端這三個(gè)部分。主控制站、監(jiān)測(cè)站、地面天線組成地面控制系統(tǒng)，空間部分包括三顆在軌備用衛(wèi)星、二十一顆工作衛(wèi)星以55°軌道傾角在距地表2.02萬(wàn)公里的六個(gè)軌道面均勻分布，用戶設(shè)備部分由接收GPS信號(hào)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端三個(gè)組件構(gòu)成。

2.2 GPS定位原理

GPS定位基本原理是將衛(wèi)星高速運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)位置成為已確切了解的起算數(shù)據(jù)，待測(cè)點(diǎn)位置利用空間距離后方交會(huì)方法進(jìn)行確定。但由于采用不同原理確定GPS具體位置的計(jì)算方法，終端操作者按照不同要求采用的定位操作方法也是不同的。根據(jù)不同分類標(biāo)準(zhǔn)，操作方式可分為四類：一是根據(jù)定位使用的觀測(cè)數(shù)值劃分，主要有載波相位和偽距兩種定位方式，載波相位定位式精度優(yōu)于2毫米，相對(duì)于定位條件偽距定位式要求較低，數(shù)據(jù)處理比較簡(jiǎn)單；二是根據(jù)定位模式劃分，主要有絕對(duì)和相對(duì)兩種定位方式，絕對(duì)定位方式具有簡(jiǎn)單的作業(yè)方式，能夠單機(jī)進(jìn)行作業(yè)，相對(duì)定位式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)天線間位置關(guān)系的確定；三是根據(jù)獲取定位結(jié)果時(shí)間劃分，主要有實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)兩種定位方式，實(shí)時(shí)定位式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接收機(jī)天線所在位置的實(shí)時(shí)解算，非實(shí)時(shí)定位式可以通過(guò)處理接收數(shù)據(jù)后進(jìn)行準(zhǔn)確定位；四是根據(jù)定位時(shí)的接收機(jī)狀態(tài)劃分，主要有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種定位方式。

2.3 GPS技術(shù)特點(diǎn)

GPS技術(shù)近年來(lái)逐漸發(fā)展的較為成熟，并在多個(gè)領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用，其主要優(yōu)勢(shì)還是在于定位功能，一是各種掃描地形圖、傳統(tǒng)矢量圖、遙感影像圖都可以任意進(jìn)行加載，并進(jìn)行自動(dòng)接邊以實(shí)現(xiàn)縮略圖的智能生成；二是資源調(diào)查屬性庫(kù)具有自定義、定義管理點(diǎn)線面圖層等功能；三是可實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)間距離及面積的高精度測(cè)量精度測(cè)量；四是對(duì)野外測(cè)點(diǎn)進(jìn)行高精度配準(zhǔn)；五是可相互轉(zhuǎn)換多種數(shù)據(jù)格式及各種坐標(biāo)，使資源調(diào)查實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化與自動(dòng)化。

3 測(cè)繪工程中GPS技術(shù)的重要地位

在實(shí)際工作中，GPS技術(shù)可以通過(guò)其獨(dú)有的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)對(duì)工程所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)繪工作進(jìn)行過(guò)程中，運(yùn)用GPS技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工測(cè)量手段，這樣就極大的減小了工作人員的工作量，節(jié)約了一定的人力、物力，與此同時(shí)，GPS技術(shù)的使用，不受任何地形等外界環(huán)境的制約，也能夠縮短工程完成所需的時(shí)間，這就提高了工作的完成效率。另外，GPS技術(shù)還有著人工測(cè)量法達(dá)到的準(zhǔn)確性，因此，GPS技術(shù)在實(shí)際測(cè)繪工作中占有重要的、不可替代的地位。

4 測(cè)繪工程中GPS技術(shù)的應(yīng)用

4.1 測(cè)定大地控制網(wǎng)點(diǎn)

在地質(zhì)測(cè)繪中的勘測(cè)網(wǎng)絡(luò)一般是由基線和勘探線所組成的，對(duì)于地質(zhì)勘測(cè)區(qū)域來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有大比例尺寸的地區(qū)，則應(yīng)當(dāng)建立起一個(gè)勘探區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)，以此作為勘探工程的基本空股指網(wǎng)絡(luò)。

4.2 水下測(cè)繪工作中的應(yīng)用

在實(shí)際的測(cè)繪工程中，難免會(huì)遇到水下作業(yè)。水下測(cè)量對(duì)測(cè)繪技術(shù)有著更為嚴(yán)格的要求。測(cè)繪工作需要完成對(duì)水深和平面位置的準(zhǔn)確測(cè)量，之后再將相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)輸入到電子計(jì)算機(jī)中，通過(guò)相應(yīng)的軟件分析，完成工程的相關(guān)要求。傳統(tǒng)法測(cè)繪工程中，水下作業(yè)主要通過(guò)經(jīng)緯儀的器材進(jìn)行人工測(cè)量。整個(gè)測(cè)量過(guò)程十分復(fù)雜，而且可能存在安全隱患。并且人工測(cè)量所得的數(shù)據(jù)并不精確，這對(duì)整個(gè)工程都會(huì)造成不良的影響。而GPS技術(shù)可以不受水下環(huán)境的限制，精準(zhǔn)且快速的完成測(cè)量工作。這極大的促進(jìn)了水下工程的開發(fā)。

4.3 野外觀測(cè)的應(yīng)用

4.3.1 選點(diǎn)。GPS的運(yùn)用也是存在一定的特殊性，不僅要考慮到前期的測(cè)量布控，同時(shí)也要對(duì)其后續(xù)測(cè)量進(jìn)行充分的考慮，具體的說(shuō)，在進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)需要考慮以下問(wèn)題：第一，點(diǎn)位要與大面積水面具有一定的距離，避免受到影響而產(chǎn)生多路徑效應(yīng)；第二，在選點(diǎn)周圍的高度角15°以上，不能存在障礙物，以免對(duì)信號(hào)的接收產(chǎn)生影響。

4.3.2 觀測(cè)。在進(jìn)行GPS靜態(tài)測(cè)量時(shí)，整個(gè)測(cè)量過(guò)程中GPS接收機(jī)都處于一個(gè)靜止的轉(zhuǎn)臺(tái)，而不同的接收機(jī)應(yīng)該在不同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行開啟，在每個(gè)時(shí)間段進(jìn)行接收機(jī)的開啟之前要對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)星好、天氣狀況以及實(shí)時(shí)經(jīng)緯度等進(jìn)行一次詳細(xì)的記錄，并且記錄不同儀器的高度。

4.4 數(shù)據(jù)處理

4.4.1 對(duì)于觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理。利用GPS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要是對(duì)原始的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和整理，為下一步的計(jì)算和分析做準(zhǔn)備。利用GPS進(jìn)行地質(zhì)測(cè)量，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)各種基線向量進(jìn)行計(jì)算，然后再通過(guò)其與重復(fù)觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從中獲得最為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。

4.4.2 測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。當(dāng)進(jìn)行預(yù)處理之后，需要格根據(jù)預(yù)處理的相關(guān)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)平差的計(jì)算。在計(jì)算的過(guò)程中，通過(guò)獨(dú)立的基線組成一個(gè)閉合圖形，然后再利用三維基線以及相應(yīng)的方差協(xié)作作為觀測(cè)信息，進(jìn)行GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差，在無(wú)約束平差確定的有效觀測(cè)量基礎(chǔ)上，在國(guó)家坐標(biāo)系或城市坐標(biāo)系下進(jìn)行二維約束平差。

4.5 GPS定位技術(shù)的其他應(yīng)用

GPS定位技術(shù)在地球動(dòng)力學(xué)測(cè)量方面可以監(jiān)控全球區(qū)域尺度的板塊運(yùn)動(dòng)，國(guó)內(nèi)有關(guān)專業(yè)研究人員已將該技術(shù)用于對(duì)南極洲板塊運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控，以及用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)青藏高原地區(qū)的地殼變動(dòng)。除此之外，在海洋測(cè)量、水下地形測(cè)繪等領(lǐng)域GPS技術(shù)應(yīng)用也得到較為長(zhǎng)足的進(jìn)步?？蒲腥藛T在航空攝影測(cè)量方面采用GPS定位系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)高空航測(cè)、航空測(cè)繪導(dǎo)航等應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)

GPS技術(shù)較傳統(tǒng)的人工測(cè)量方法有著很大的優(yōu)勢(shì)，它的精準(zhǔn)度和高效性往往是人工測(cè)量難以達(dá)到的。GPS技術(shù)的使用，將能夠改善我國(guó)測(cè)繪行業(yè)中存在的多種不足。為了使我國(guó)的測(cè)繪工作得到進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員必須加強(qiáng)對(duì)GPS技術(shù)的掌握和了解，進(jìn)而不斷完善測(cè)繪工作的完成水平，推動(dòng)我國(guó)建筑工程事業(yè)的科技化發(fā)展。

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