摘要：本文從GPS測(cè)量技術(shù)的概述出發(fā)，分析了GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用流程，針對(duì)工程測(cè)繪中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探究。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)雜志,工程測(cè)繪,GPS測(cè)量技術(shù)

　　引言

　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在工程測(cè)繪中，GPS技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的衛(wèi)星系統(tǒng)定位技術(shù)，GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)作為最新形式的測(cè)量系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛使用于地形測(cè)量、航空攝影測(cè)量、工程測(cè)量以及大地測(cè)量等多個(gè)方面的測(cè)量工作。GPS全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)在近兩年的公路鐵路工程、水利水電工程的實(shí)際測(cè)量工作當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，這主要是GPS技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、速度高、精度高、全天候和不受地形條件約束等優(yōu)點(diǎn)。

　　一、GPS測(cè)量技術(shù)的概述

　　1、GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

　　1.1 定位精度高。隨著科技的不斷進(jìn)步，GPS測(cè)量精度也在不斷的提高，GPS測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量精度十分高，在100km以外、500km以內(nèi)，其測(cè)量精度能達(dá)到106-107，對(duì)于500km的基線范圍，其測(cè)量精度能達(dá)到1-2×106。

　　1.2 觀測(cè)時(shí)間短。GPS測(cè)繪技術(shù)的觀測(cè)時(shí)間很短，尤其是在近幾年，隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，其觀測(cè)時(shí)間也越來(lái)越短，傳統(tǒng)的靜態(tài)定位方法，受衛(wèi)星數(shù)目及精度的影響，需要花很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)，但新興的GPS技術(shù)只需要在幾分鐘，甚至是幾秒鐘就能完成觀測(cè)。

　　1.3 觀測(cè)站之間不需要通視。在進(jìn)行工程觀測(cè)時(shí)，對(duì)通視有很高的要求，同時(shí)對(duì)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的幾何結(jié)構(gòu)也有很高的要求，由于兩者間存在很大的矛盾，對(duì)工程測(cè)繪造成很大的影響。GPS技術(shù)能有效地解決這個(gè)問(wèn)題，它不需要各觀測(cè)站之間通視，能靈活的選用觀測(cè)點(diǎn)，極大的提高了觀測(cè)效率。

　　1.4 提供三維坐標(biāo)。在傳統(tǒng)的工程測(cè)繪中，需要通過(guò)觀測(cè)、計(jì)算得出高程及平面坐標(biāo)，采用GPS測(cè)繪技術(shù)能同時(shí)獲得高程以及平面坐標(biāo)，直接提供三維坐標(biāo)。

　　2、GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

　　分析GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，如：(1)測(cè)繪效率高，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)，獲取工程測(cè)繪的信息，效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)測(cè)繪，高效的測(cè)繪促使GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域，滿足測(cè)繪需求;(2)定位準(zhǔn)確，通過(guò)靜態(tài)定位的方法，保障每個(gè)定位點(diǎn)的準(zhǔn)確度，排除定位點(diǎn)的誤差影響，促使GPS測(cè)量技術(shù)在不同的工程測(cè)繪中，均可發(fā)揮定位準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì);(3)自動(dòng)化能力高，GPS測(cè)量技術(shù)中基本不需要人為參與，實(shí)現(xiàn)高水平的自動(dòng)化，為智能化發(fā)展提供基礎(chǔ)條件。

　　3、GPS工程測(cè)量原理

　　在工程中，GPS測(cè)繪技術(shù)有兩種方法測(cè)量出被測(cè)對(duì)象的信息，一種是測(cè)量偽距離，另一種利用載波相位進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量偽距離是根據(jù)接收機(jī)接收到的GPS衛(wèi)星發(fā)出的測(cè)距碼及電文內(nèi)容，根據(jù)信號(hào)發(fā)射到用戶接收信息的時(shí)間，計(jì)算出衛(wèi)星與接收機(jī)天線之間的距離，由于用戶接收機(jī)的時(shí)鐘難以與GPS衛(wèi)星時(shí)鐘保持同步，計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)有一定的誤差，因此，稱為偽距離。用載波相位進(jìn)行測(cè)量是測(cè)定GPS衛(wèi)星載波信號(hào)在傳播路徑上的相位變化，從而計(jì)算出信號(hào)傳播距離[1]。

　　二、GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用流程

　　1、定位測(cè)量點(diǎn)

　　選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)必須遵循便捷、安全的原則，便于布設(shè)GPS設(shè)備，盡量定位在視野開(kāi)闊的作業(yè)環(huán)境內(nèi)，避免影響GPS設(shè)備信號(hào)的傳輸與接收，排除外界電磁的影響，確定GPS的測(cè)量點(diǎn)后，需要記錄到測(cè)繪圖紙內(nèi)，為后期測(cè)繪提供圖紙依據(jù)。

　　2、構(gòu)建測(cè)量標(biāo)志

　　GPS技術(shù)中的測(cè)量標(biāo)志，主要是起到指示、提示的作用，待測(cè)量點(diǎn)定位完成后，需要安置測(cè)量標(biāo)志，用于指導(dǎo)GPS測(cè)量的整個(gè)過(guò)程。由于工程測(cè)繪環(huán)境的影響，測(cè)量標(biāo)志的構(gòu)建并沒(méi)有統(tǒng)一的方法，基本按照測(cè)量人員的經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，比較常見(jiàn)的方法時(shí)埋入標(biāo)石，既可以發(fā)揮標(biāo)識(shí)作用，又可以穩(wěn)定標(biāo)志。

　　3、測(cè)量觀測(cè)

　　測(cè)量觀測(cè)是GPS技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，GPS測(cè)量屬于室外作業(yè)，促使GPS需要嚴(yán)格遵循室外觀測(cè)的要求。例如：某地籍項(xiàng)目測(cè)繪中，在GPS室外觀測(cè)中增加衛(wèi)星導(dǎo)航，兩者需在協(xié)調(diào)狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的測(cè)繪服務(wù)，該項(xiàng)目人員設(shè)置到GPS技術(shù)后，利用衛(wèi)星收集測(cè)量信息，通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)觀測(cè)GPS接收的衛(wèi)星信號(hào)，充分利用開(kāi)機(jī)觀測(cè)的方法，保障測(cè)量觀測(cè)的技術(shù)性[2]。

　　4、數(shù)據(jù)分析

　　GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，基本是由計(jì)算機(jī)完成，利用計(jì)算機(jī)中的外業(yè)檢測(cè)，確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度，確保數(shù)據(jù)結(jié)果貼近工程實(shí)際，完善GPS測(cè)量中的數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　三、工程測(cè)繪中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用探究

　　近幾年，工程建設(shè)行業(yè)的快速發(fā)展，拓寬GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用范圍，體現(xiàn)GPS的測(cè)繪優(yōu)勢(shì)。結(jié)合GPS測(cè)量技術(shù)的基本特性，分析其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，如下：

　　1、水下測(cè)繪

　　水下測(cè)繪一直是我國(guó)工程測(cè)繪中的難點(diǎn)，因?yàn)樗碌那闆r復(fù)雜，而且受到水位影響，所以水下測(cè)繪的難度系數(shù)比較高，如果在水下工程中采用人工測(cè)繪，必須要排除流速、壓強(qiáng)等因素的干擾，無(wú)法保障測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確度。我國(guó)水下工程的發(fā)展速度越來(lái)越快，對(duì)水下測(cè)繪的依賴性也逐漸提高，促使水下測(cè)繪成為水下工程的重要部分。GPS測(cè)量技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，可以在橫、縱兩個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)繪，GPS測(cè)量設(shè)備的體積非常小，不會(huì)對(duì)水下測(cè)繪區(qū)域產(chǎn)生影響，其在測(cè)量過(guò)程中，將收集到的水下資料迅速傳遞到地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)軟件分析得出最終的數(shù)據(jù)結(jié)果，排除水下環(huán)境的干擾，降低水下測(cè)繪的難度。水下測(cè)繪在GPS測(cè)量技術(shù)的推動(dòng)下，取得良好的測(cè)量結(jié)果，如超生測(cè)量等，優(yōu)化水下測(cè)繪的環(huán)境[2]。

　　2、形變測(cè)量

　　形變是工程測(cè)繪中的主體項(xiàng)目，大部分工程內(nèi)都存有形變影響，尤其是受到地質(zhì)、人為等因素的影響，更是增加形變控制的難度。針對(duì)形變控制，需通過(guò)GPS提供測(cè)量信息，便于提出科學(xué)的控制途徑。例如：某礦業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的地基出現(xiàn)形變，表現(xiàn)出嚴(yán)重的沉降危害，該礦業(yè)人員通過(guò)GPS測(cè)量技術(shù)，及時(shí)分析引發(fā)地基變形的原因，同時(shí)測(cè)量地基沉降的基礎(chǔ)參數(shù)，有效控制形變發(fā)生，降低地基形變對(duì)整個(gè)礦業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的危害，GPS測(cè)量技術(shù)在該礦業(yè)中發(fā)揮定位與監(jiān)測(cè)的作用，利用三維定位的方式，監(jiān)測(cè)地基形變中的細(xì)微變化，控制在安全范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)大規(guī)模的形變或沉降，保障該礦業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全運(yùn)營(yíng)，而且提高了礦業(yè)現(xiàn)場(chǎng)抵御變形風(fēng)險(xiǎn)的能力。

　　3、城市測(cè)繪

　　城市建設(shè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，多樣化的城市建筑投入施工，由此必須保障測(cè)繪達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。GPS測(cè)量技術(shù)在城市測(cè)繪中的使用頻率最高，其與GIS、RS組合，高效完成城市測(cè)繪的定位、遙感等，提高城市測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。例如：某城市測(cè)繪時(shí)，涉及到大面積的控制網(wǎng)，總共包括三級(jí)導(dǎo)線測(cè)繪，需要GPS的準(zhǔn)確測(cè)繪，該城市測(cè)繪過(guò)程中，受到基礎(chǔ)建筑的影響，導(dǎo)致不同層次的導(dǎo)線測(cè)繪均遭受不同程度的破壞，增加GPS測(cè)量技術(shù)的壓力，此時(shí)該城市選擇GPS靜態(tài)測(cè)繪，同時(shí)利用GPS中的RTK技術(shù)，排除城市兩個(gè)測(cè)繪基點(diǎn)的通視，完成直接性的測(cè)量連接，不會(huì)破壞該城市原本設(shè)定好的測(cè)繪基點(diǎn)，還可以高效率的完成城市測(cè)繪，方便建筑施工和城市規(guī)劃[3]。

　　4、網(wǎng)點(diǎn)控制

　　網(wǎng)點(diǎn)控制主要體現(xiàn)在大地測(cè)量中，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)耗時(shí)、耗力，影響網(wǎng)點(diǎn)的控制。我國(guó)在工程建設(shè)中，重新規(guī)劃了控制網(wǎng)點(diǎn)，為保障網(wǎng)點(diǎn)控制的精準(zhǔn)度，需要利用GPS測(cè)量技術(shù)，完成長(zhǎng)距離的準(zhǔn)確測(cè)繪。GPS測(cè)量技術(shù)在網(wǎng)點(diǎn)控制中，能夠適應(yīng)大規(guī)模的大地測(cè)量，在保障效率的基礎(chǔ)上，快速完成網(wǎng)點(diǎn)測(cè)繪。GPS測(cè)量技術(shù)在網(wǎng)點(diǎn)控制中的應(yīng)用，還要避免對(duì)城市控制產(chǎn)生影響，以免干擾整體測(cè)繪的精度，造成數(shù)據(jù)誤差。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，GPS測(cè)量技術(shù)朝向自動(dòng)化的方向發(fā)展，在很大程度上降低了人工作業(yè)的強(qiáng)度，優(yōu)化工程測(cè)繪的整個(gè)過(guò)程，促使其更加適應(yīng)現(xiàn)代工程行業(yè)在測(cè)繪方面的需要。GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中得到廣泛應(yīng)用，一方面提高數(shù)據(jù)測(cè)繪自動(dòng)化的能力，另一方面GPS成為工程測(cè)繪的基礎(chǔ)技術(shù)，融合其他測(cè)量技術(shù)，共同推進(jìn)工程測(cè)繪的發(fā)展，提供優(yōu)質(zhì)的測(cè)繪服務(wù)。

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