李海超

（本溪市規(guī)劃設(shè)計研究院，遼寧 本溪 117022）

引言

在新時期工程測繪過程中，引入先進的GPS技術(shù)已經(jīng)成為一種必然選擇。在具體測繪時，務(wù)必以現(xiàn)場的實際情況為指導(dǎo)，根據(jù)經(jīng)驗和工作條件制定切實可行的測繪計劃，有利于促進測繪工作的圓滿完成。在這個過程中，要明確GPS技術(shù)應(yīng)用的原理和優(yōu)點，才能維持應(yīng)用，提供更多具有可行性的平臺，憑借衛(wèi)星定位技術(shù)或是清攝像頭實時監(jiān)控地表數(shù)據(jù)變化，為后續(xù)的測繪項目提供全面的技術(shù)支撐。

一、GPS技術(shù)及特點

GPS系統(tǒng)作為一個中等距離的圓形軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其可以為地球相關(guān)位置提供較為準確的定位、速度測量與高準確性的時間變化。GPS系統(tǒng)由美國所引發(fā)，可以對地球任意位置或者相關(guān)位置的軍事目標提供全方位的、高準確性的定位，但伴隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，其也在相關(guān)的民用行業(yè)中得到了大范圍的運用。

GPS技術(shù)主要是基于地面數(shù)據(jù)傳導(dǎo)設(shè)備和監(jiān)控單位以及衛(wèi)星接收設(shè)備信息傳導(dǎo)渠道，演變而來的一種定位和導(dǎo)航系統(tǒng)。在此類技術(shù)應(yīng)用的過程中，一方面能夠有效借助衛(wèi)星高清攝像頭監(jiān)控地表環(huán)境情況；另一方面，也能以數(shù)據(jù)渠道將影像信息傳輸給計算機，在更短的時間內(nèi)獲取更加詳細的數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此，GPS技術(shù)應(yīng)用在測繪工程中可以不斷提高工程數(shù)據(jù)采集的效率和質(zhì)量，也能避免數(shù)據(jù)核對中造成的問題，能夠縮短時間與成本，特別是在與通信設(shè)備相結(jié)合時，能夠憑借數(shù)據(jù)傳導(dǎo)，使沿途質(zhì)量環(huán)境數(shù)據(jù)變化處于實時監(jiān)控的狀態(tài)，能夠降低地表變化等一系列問題。對工程測繪所產(chǎn)生的影響，更能憑借智能化和自動化技術(shù)，使GPS技術(shù)應(yīng)用得到拓展[1]。

（一）高效率模式

工程人員使用GPS技術(shù)進行地質(zhì)測量，極大地提高了測量的精確度，既減少了工作人員的活動頻率，降低了勞動量，又在一定程度上保證人員安全，使得測量變得高效便捷。因此，在測量中加入GPS技術(shù)，可以精確地擴大測量范圍，提高工程的信息化水平，是測量發(fā)展的新趨勢，適應(yīng)了我國現(xiàn)代化發(fā)展的需求。

（二）可靠度模式

GPS技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合，可使測量技術(shù)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。施工人員充分了解并掌握GPS技術(shù)，可提高工作熟練度，不斷優(yōu)化測量結(jié)果，提高測量工作效率，保證測量結(jié)果的可靠性。

二、應(yīng)用價值

GPS技術(shù)是目前應(yīng)用十分廣泛的全球定位技術(shù)，由于其獨特的優(yōu)點，該系統(tǒng)已開始很好地應(yīng)用于隧道控制測量中，這一高效技術(shù)的應(yīng)用能夠在很大程度上節(jié)約工程建設(shè)的人力、物力等資源，并且保證精度的要求，相對于傳統(tǒng)測量GPS系統(tǒng)測量，有省時、省力、便于操作、測量精度高等優(yōu)點。

（一）測量的精度高且效率快

區(qū)別于傳統(tǒng)的水準儀以及全站儀等設(shè)備，GPS測量基于數(shù)據(jù)提取與核對，更加高效準確，也會比人工測量讀取有更大程度的提升，更能從根源上避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程中數(shù)據(jù)記錄出錯等問題，特別是通過信號傳導(dǎo)以及電子設(shè)備能將測量的數(shù)據(jù)儲存到設(shè)備內(nèi)部，并且將相關(guān)信息交流給具體單位，更有利于后續(xù)工作的開展。在GPS技術(shù)測量過程中，借助衛(wèi)星數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)能夠適用不同的測量環(huán)境，減少了傳統(tǒng)的水準儀以及全站儀測量設(shè)備的投入，同時還能核算數(shù)據(jù)，會顯著提升效率，更滿足高速構(gòu)建工程的需要[2]。

（二）能夠有效解決視線遮擋的問題

由于傳統(tǒng)的水準儀以及全站儀測量中需要借助光學原理對標尺進行觀察，以此判定現(xiàn)場的高程以及坐標點，但若在這一過程中存在遮擋物時，需要想辦法繞開，否則會加劇測量工作的難度，也會造成更大失誤，但是應(yīng)用GPS技術(shù)卻能在借助衛(wèi)星定位系統(tǒng)時，以數(shù)據(jù)定位等方式明確其經(jīng)典數(shù)據(jù)，徹底實現(xiàn)了無障礙測量方法。

（三）GPS技術(shù)操作便利

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展水平的不斷提升，GPS技術(shù)也得到大幅度的改進和優(yōu)化，智能化、集成化、自動化水平越來越高。并且，在對GPS技術(shù)應(yīng)用期間，對技術(shù)人員的要求不高，整個過程操作十分便利，難度不大。同時，將GPS技術(shù)運用在建筑測繪領(lǐng)域中，工作人員只需要了解一些簡單的內(nèi)容，就可以完成測繪工作，諸如：基本連線方式、儀器設(shè)備操作流程等。此外，GPS儀器能夠?qū)πl(wèi)星進行自動定位，實時跟蹤觀察，隨時對各種內(nèi)容進行記錄。在整個工作過程中，工作人員只要對監(jiān)測儀器進行維護即可，保證設(shè)備可以處于正常的運行狀態(tài)。由此可見，GPS技術(shù)的應(yīng)用要求很低，并能高效地提升建筑測繪精準度，減少了人為因素引起的誤差[3]。

三、GPS測量技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

隨著各種高新勘探技術(shù)的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用，對物探測量的質(zhì)量和效率要求更高，從而才能跟上石油地震勘探新技術(shù)應(yīng)用的步伐。常規(guī)的物探測量方法工序十分復(fù)雜，并且難以進行現(xiàn)場計算，很難及時發(fā)現(xiàn)問題和補測，精度較差，很難滿足實際地震勘探的要求。GPS技術(shù)可以有效解決上述問題，不但可以提高測量的效率，而且可以提高測量的精度。

（一）公路測量建設(shè)中的應(yīng)用

1.控制網(wǎng)的設(shè)計

根據(jù)高速公路每一個標段的實際線路情況建立GPS控制網(wǎng)，設(shè)計人員可以根據(jù)該控制網(wǎng)對設(shè)計方案進行調(diào)整和優(yōu)化。在高速公路測繪控制工作中，GPS控制網(wǎng)是非常關(guān)鍵的內(nèi)容。本項目中，布設(shè)相互通視GPS點的時候，沿著路線每隔5～10km的距離為最佳，可以有效保證測繪質(zhì)量，提高測繪速度。

2.地形圖的繪制

公路工程在建設(shè)過程中，需要繪制比例尺較大的地形圖，繪制地形圖的過程中，需要采集大量的數(shù)據(jù)信息，涵蓋的范圍也比較大。傳統(tǒng)的繪制方式因為受到技術(shù)的限制，繪制過程花費的時間比較長，需要耗費大量的人力、物力，數(shù)據(jù)信息的全面性、準確性和及時性也得不到保障。將GPS測繪技術(shù)應(yīng)用于地形圖的繪制中，極大地縮短了采集信息數(shù)據(jù)所要花費的時間，同時在較短的時間內(nèi)就可以獲取精確度較高的、具有全面性的信息數(shù)據(jù)，提升了繪制地形圖的工作質(zhì)量和工作效率。

3.公路工程控制測量

兩周后的一個下午，伏尼契滿臉微笑地來到了書店門口，布爾像見到一位老朋友一樣，問：“小伏尼契，你最近不喜歡讀書了嗎？”伏尼契笑著說：“不，布爾叔叔，我今天又能像往常一樣來看書了。”

GPS測繪技術(shù)有靜態(tài)測量和動態(tài)測量兩種方式，要根據(jù)工程測繪的實際需求選用相應(yīng)的測量方式。進行公路工程控制測量時，因為公路施工是呈現(xiàn)動態(tài)變化的，涉及很多的變化因素，基于以上原因，在進行公路工程控制時，采用的是GPS的動態(tài)測繪技術(shù)。

4.公路路線控制測量

GPS接收機是高速公路線路測繪測量工作中經(jīng)常應(yīng)用的設(shè)備之一，是一種非常重要的設(shè)備。應(yīng)用該設(shè)備的時候，務(wù)必保證設(shè)備性能的穩(wěn)定性和可靠性，GPS接收機的檢驗內(nèi)容主要有一般性檢驗、實測檢驗和通電檢驗。隨著國內(nèi)高速公路建設(shè)水平的不斷提升，我國公路建設(shè)企業(yè)開始應(yīng)用GPS接收機，市面上常見的GPS接收機主要有兩種類型，即單頻與雙頻。雙頻接收機的應(yīng)用不受時間和地點的影響，邊長超過20km，也可以有效消除電力誤差給點位坐標所帶來的影響。實際測繪中，工作人員可以在較短的時間完成整周模糊值的計算，節(jié)省了公路觀測時間，提高了公路測繪效率[4]。

（二）水下地形測繪應(yīng)用

在眾多工程測繪項目中，水下地形測繪工程無疑是一大難點，但歸根結(jié)底又是一項十分重要的測繪工作，水環(huán)境測繪形勢下，若仍采用傳統(tǒng)的工程測繪方式，這樣僅僅能夠針對有限的地形范圍展開測繪，大大降低了測繪成果的精確度與全面性。而GPS技術(shù)的應(yīng)用，極大程度上改善了測繪過程中的問題，并從根本上彌補了傳統(tǒng)測繪工作存在的不足，在此基礎(chǔ)上，由于GPS測繪技術(shù)在測量及數(shù)據(jù)處理等方面技術(shù)的先進化及科學化優(yōu)勢，在根本上保障了水下地形測繪中大面積、全面性的測繪需求，且為實際測繪過程帶來了極大的簡化，有效地降低了環(huán)境、人為因素及工具設(shè)備等問題所帶來了誤差影響，最大程度上提升了工程測繪結(jié)果的真實性、客觀性、科學性及實效性。

（三）GPS測繪技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用

城市建設(shè)是一項系統(tǒng)性很強的工程，需要充分考慮各個環(huán)節(jié)的因素，從全局展開統(tǒng)籌和規(guī)劃工作，確保城市的發(fā)展更加人性化，在滿足人們居住生活等基本需求的同時還要確保自然生態(tài)環(huán)境不能遭到破壞。結(jié)合目前情況來看，我國各個城市的規(guī)模不同，發(fā)展速度也不一樣，對測繪的需求也不同，為了確保城市建設(shè)的科學性、合理性、有序性，需要在城市建設(shè)中引進GPS測繪技術(shù)，對各個建設(shè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)展開精確測量，確保數(shù)據(jù)的全面性、準確性、時效性，為城市建設(shè)工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。城市建設(shè)工作要考慮多個方面的內(nèi)容，例如，確保交通的合理性、排積水系統(tǒng)的合理性、城市景觀的美觀性等方面。在城市發(fā)展的過程中還要確保自然環(huán)境不遭受破壞，保證人與自然的和諧發(fā)展。

（四）GPS測繪技術(shù)在水利工程測繪中的應(yīng)用

1.在外業(yè)測量中的應(yīng)用

開展水利水電工程測量工作，外業(yè)工作顯得尤為重要，引用GPS測量技術(shù)到外業(yè)測量工作中，通過科學合理選擇測量點，能夠很好的保證水利水電工程測量質(zhì)量。外業(yè)測量在選點前，相關(guān)人員需要在了解、分析水利水電工程實際情況，運用GPS測量技術(shù)實施觀測，為了保證選點合理性，在觀測時，要做好無線安置工作。

在水利水電工程測量工作中，高程測量是一項基礎(chǔ)，也是非常重要的工作，高程測量的準確性，會直接影響到水利水電工程建設(shè)的安全性，同時，也會帶來資金方面的問題。事實上，水利水電工程測量過程中，容易被一些自然環(huán)境因素所影響，進而阻礙測量工作順利進行。而引入GPS測量技術(shù)后，借助衛(wèi)星信號，分析后能夠獲取到大地實際高度，在此基礎(chǔ)上，利用水準儀等設(shè)備，計算出相應(yīng)的高程，進而明確出測量位置的高程，減少測量工作量以及時間，極大地提高了工作效率。

3.渠道管線測量的應(yīng)用

渠道管線在水利水電工程中具有非常重要的地位。通常，水利工程建設(shè)過程中會使用到很多渠道管線，并且長度較長，這便增加了測量難度。此外，還會受到多種因素的干擾，影響到測量準確性。將GPS測量技術(shù)應(yīng)用到水利水電工程中，，可以很好地解決此問題，工作人員只需要進行高程、轉(zhuǎn)角等操作即可，進而保證渠道管線測量精準性。

（五）GPS技術(shù)在虛擬現(xiàn)實方面的應(yīng)用

利用傳統(tǒng)的測繪技術(shù)開展測繪工程時，需要借助大量的人力來完成，在一些地形和地勢較為復(fù)雜的環(huán)境，工作人員進行實地勘察測繪的難度大，安全也得不到保障，受到傳統(tǒng)測繪技術(shù)的限制，測繪工作無法順利展開?；谝陨显?，可以利用GPS繪圖系統(tǒng)在計算機中三維模擬地形進行繪圖，利用計算機的數(shù)據(jù)處理功能可以對單位地形圖進行高度模擬，模擬圖中涵蓋了具體的地理環(huán)境和地理現(xiàn)象。利用這個三維模型可以實現(xiàn)地形工程地圖的繪制，對復(fù)雜程度高的重點、難點測繪環(huán)境，也能夠利用高度模擬技術(shù)展開精確測量。在降低測繪難度的同時，還能保障工作人員的人身安全，GPS技術(shù)的運用推動了測繪工程的發(fā)展。

（六）海洋測繪的運用

通常情況下，在進行海洋測繪工作中，GPS系統(tǒng)運用的坐標系是2000大地坐標系，該類坐標系在獲取相關(guān)區(qū)域的坐標后，經(jīng)過對區(qū)域的相關(guān)信息資料進行研究，可以把該區(qū)域的位置轉(zhuǎn)化為坐標，在其轉(zhuǎn)化階段通常應(yīng)用參數(shù)模型，同時結(jié)合網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，保障其在轉(zhuǎn)化階段的平面直升性以及轉(zhuǎn)化過程的準確性，因此會采用其參數(shù)形式實行轉(zhuǎn)化。但無論轉(zhuǎn)化成不同的形式，其在轉(zhuǎn)化過程中都會出現(xiàn)一定的偏差，而且轉(zhuǎn)化偏差是不能規(guī)避的。同時，影響該偏差產(chǎn)生的主要因素為：在海洋測繪階段數(shù)據(jù)獲取完成后，由于數(shù)據(jù)在進行平面轉(zhuǎn)化階段與數(shù)學模型嚴謹性等相關(guān)客觀因素的影響，致使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的準確性會出現(xiàn)一定程度的偏差。因此，經(jīng)過對實際測繪過程的精力進行匯總，需要我們在海洋測繪的過程中，增加對數(shù)據(jù)收集與數(shù)學模型的修正程度，同時，企業(yè)是海洋測繪工作與其他社會行業(yè)所需要健全的內(nèi)容，推動測量數(shù)據(jù)的精準性得到提升，可以，最大程度上降低偏差，使海洋測繪的準確性得到提高。

結(jié)束語

新時期，在我國科學技術(shù)飛速進步的趨勢下，越來越多的新興測繪技術(shù)不斷涌現(xiàn)，也開始朝著數(shù)字化智能化的方向發(fā)展，而GPS作為一種十分先進的測繪技術(shù)，在測繪工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得十分理想的效果。對于傳統(tǒng)效率低精度低的測繪技術(shù)而言，這種基于GPS的先進測繪技術(shù)操作更加簡單，且測量工作精度更高、時間短，有著十分理想的應(yīng)用前景，對于我國現(xiàn)代化建設(shè)更有著很大的價值。