淺談工程測(cè)量中GPS的運(yùn)用

淺談工程測(cè)量中GPS的運(yùn)用摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，例如：大地測(cè)量、航空測(cè)量、工程測(cè)量等，并且都收獲了十分良好的反饋，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)、社會(huì)的發(fā)展都起到了十分關(guān)鍵的作用。工程測(cè)量中會(huì)經(jīng)常應(yīng)用GPS系統(tǒng)，提升了工程測(cè)量的工作效率與工作質(zhì)量，推動(dòng)了工程測(cè)量工作的進(jìn)一步的發(fā)展。本文主要對(duì)工程中的GPS技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)榻窈蟠朔矫娴难芯刻峁﹨⒖?。關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；GPS技術(shù)；具體應(yīng)用；發(fā)展就當(dāng)前的情況來(lái)說(shuō)，一些傳統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備不能適用于所有的場(chǎng)所，并且作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)、工作效率較低、測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)程度也有待提升。GPS技術(shù)憑借其操作簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)度高等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用到了工程測(cè)量工作當(dāng)中，顯著的生了工程測(cè)量的工作效率與質(zhì)量。1、簡(jiǎn)述GPS技術(shù)GPS的構(gòu)成GPS（全球定位系統(tǒng)）由于其高精度、高效益等顯著的優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，為促進(jìn)這些領(lǐng)域的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。GPS主要分為三個(gè)部分，分別是：第一，空間部分?？臻g部分包含了24顆GPS工作衛(wèi)星，其中有21顆為導(dǎo)航衛(wèi)星，3顆為備用衛(wèi)星，這些衛(wèi)星組成的星座被稱(chēng)之為GPS衛(wèi)星星座。這些衛(wèi)星在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)發(fā)出定位信號(hào)［1］;第二，地面監(jiān)控系統(tǒng)。GPS的地面監(jiān)控系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成，分別是監(jiān)測(cè)站、主控制站與地面天線(xiàn)。GPS主控制站落座于美國(guó)的科羅拉多州，主控制站會(huì)對(duì)地面天線(xiàn)接受的信息進(jìn)行收集，同時(shí)為衛(wèi)星進(jìn)行控制與調(diào)整；第三，用戶(hù)設(shè)備，即GPS信號(hào)接收機(jī)。它能夠搜索、捕捉GPS，并在獲得GPS衛(wèi)星位置后，會(huì)與衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)交換，并根據(jù)信息計(jì)算出當(dāng)前所處的經(jīng)緯度與高度［2］。GPS技術(shù)的特征隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)水平也有了一定的提升，GPS技術(shù)也憑借其明顯的優(yōu)勢(shì)與特征被普遍的應(yīng)用到工程測(cè)量當(dāng)中，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：定位迅速、精準(zhǔn)度高目前GPS技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)時(shí)間，相關(guān)配置相對(duì)來(lái)說(shuō)也較為完善，目前接收基線(xiàn)的精準(zhǔn)度已經(jīng)能夠保持在5mm+1ppm，與紅外儀的精準(zhǔn)程度并沒(méi)有過(guò)大的差別［3］。紅外儀的精準(zhǔn)度雖高，但是只能用于距離較短的情況下，但是GPS就可以用于遠(yuǎn)距離的定位，增加了測(cè)量工作的適用范圍。測(cè)量精準(zhǔn)度高，用時(shí)短GPS能夠?qū)y(cè)量低的三維坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，所以與傳統(tǒng)的工程測(cè)量相比較，GPS技術(shù)所獲得的定位信息也就更加準(zhǔn)確。并且，GPS使用的觀測(cè)時(shí)間相對(duì)較短，一般使用大概30~40分鐘左右的時(shí)間就能夠完成測(cè)量數(shù)據(jù)的觀測(cè)。如果使用的是靜態(tài)定位方法，所花費(fèi)的時(shí)間就更少。而如果使用的是RTK技術(shù)（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法），基本可以在五秒鐘之內(nèi)完成數(shù)據(jù)的測(cè)量，是十分快速的。測(cè)站之間無(wú)需通視GPS測(cè)站的設(shè)立并不是十分復(fù)雜，測(cè)站之間可以不進(jìn)行通視，就算是測(cè)站之間不進(jìn)行互相觀測(cè)，也能夠保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性⑷。這主要是憑借GPS技術(shù)的原理實(shí)現(xiàn)的，因此在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一定要保證測(cè)站的上方空間空曠，視野開(kāi)闊，避免對(duì)信息的傳輸造成阻擋。2、工程測(cè)量的特點(diǎn)工程測(cè)量，主要指項(xiàng)目工程建設(shè)過(guò)程中一切的測(cè)繪工作，充斥在整個(gè)工程當(dāng)中，在各個(gè)階段當(dāng)中都不可或缺。按照不同的研究對(duì)象，可以將工程測(cè)量分成許多種，例如：建筑工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、市政工程測(cè)量等。工程測(cè)量在每個(gè)國(guó)防建設(shè)項(xiàng)目與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)項(xiàng)目的各個(gè)方面都有明顯的表現(xiàn)。工程測(cè)量對(duì)于整個(gè)工程的建造是十分重要的，沒(méi)有進(jìn)行測(cè)量工作就無(wú)法獲取施工相關(guān)的參數(shù)，無(wú)法準(zhǔn)確的將設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行規(guī)劃。如果在參數(shù)不準(zhǔn)確的情況下就進(jìn)行施工，那么建筑的安全性就難以保證，會(huì)存在非常多的安全隱患。由此可見(jiàn)，工程測(cè)量是十分重要的，它直接關(guān)系到建筑的質(zhì)量，也就與人們的切身利益緊密相連［5］。需要特殊說(shuō)明的是，工程測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)一定要保證準(zhǔn)確性，在進(jìn)行觀測(cè)的過(guò)程中，對(duì)于長(zhǎng)期工程需要對(duì)施工下場(chǎng)進(jìn)行24小時(shí)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。3、工程測(cè)量中GPS技術(shù)的具體應(yīng)用建筑物的形變情況監(jiān)測(cè)在進(jìn)行工程施工的過(guò)程當(dāng)中，施工會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周?chē)沫h(huán)境造成極大的污染建筑物受到影響，很有可能會(huì)發(fā)生建筑物地基變形或者下沉的狀況。為了降低的這種情況的發(fā)生，要對(duì)建筑物進(jìn)行測(cè)量與監(jiān)測(cè)。工程建筑施工外形十分看重監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，一定要保證數(shù)據(jù)的完全準(zhǔn)確。這種方式的準(zhǔn)確度雖然高，但是經(jīng)常會(huì)受到一些外界因素的影響，增大了形變監(jiān)測(cè)工作的難度。但是GPS在工程測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用，使得工程測(cè)量的工作效率與工作質(zhì)量有了十分明顯的提升。與此同時(shí)，GPS技術(shù)可以向周?chē)巫冞M(jìn)行預(yù)言與預(yù)測(cè)，這在一定程度上幫人承擔(dān)了一部分的形變監(jiān)理壓力與工作量。在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用公路工程的施工與普通工程相比，施工難度更高、施工環(huán)境也更加復(fù)雜，工程測(cè)量工作的進(jìn)行很有可能會(huì)受到限制。隨著大眾需求的提升，公路工程測(cè)量任務(wù)量大量增加，傳統(tǒng)的測(cè)量方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前的測(cè)量需求，為此，建立GPS控制網(wǎng)，將靜態(tài)與快速靜態(tài)的測(cè)量方法應(yīng)用到公路工程測(cè)量之中，可以顯著地提升工程的工作效率與工作質(zhì)量。目前的公路工程測(cè)量工作，主要是通過(guò)操作計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與相關(guān)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于數(shù)據(jù)處理效率與質(zhì)量都得到了提升，有效地促進(jìn)了公路工程的現(xiàn)代化發(fā)展。3.2.1GPS公路測(cè)量1、合理利用工作時(shí)間。因?yàn)楣饭こ痰牡匦伪容^特殊，對(duì)于測(cè)量時(shí)間的選擇比較重要，要參考天氣預(yù)報(bào)資料確定比較有利的時(shí)間段，來(lái)進(jìn)行衛(wèi)星對(duì)地面的幾何形狀測(cè)控。2、構(gòu)建一個(gè)平面測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)。利用GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，根據(jù)排樁上的高程信息，組建一個(gè)平面控制網(wǎng)絡(luò)。在聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候?qū)殞氄欢ǖ狞c(diǎn)間距離，首先利用GPS測(cè)量出來(lái)水準(zhǔn)點(diǎn)的大地坐標(biāo)，然后再去除變形的情況，準(zhǔn)確測(cè)量出面積特別大的地形的建筑數(shù)據(jù)。3、隨意測(cè)量高度。在公路工程測(cè)量中要求準(zhǔn)確的高程，用GPS技術(shù)測(cè)量由于采取的大地坐標(biāo)，所以存在一定的誤差，所以要進(jìn)行精準(zhǔn)的換算為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，要求用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。4、獲得坐標(biāo)對(duì)比參數(shù)。對(duì)于獨(dú)立網(wǎng)格坐標(biāo)要比較合理的選擇，在控制網(wǎng)絡(luò)中公共的高程轉(zhuǎn)換為地方坐標(biāo)點(diǎn)，控制好節(jié)奏讓它在網(wǎng)中均勻分布，要選幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行的量來(lái)提高精準(zhǔn)度，可以用高等函數(shù)來(lái)運(yùn)算地方坐標(biāo)參數(shù)。5、基準(zhǔn)點(diǎn)用GPS選取。在工程測(cè)量中為了保證精確度，可以利用GPS全球定位系統(tǒng)在WCS84坐標(biāo)系上進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)選取。6、對(duì)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄。通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入起始坐標(biāo)點(diǎn)和高程信息，然后導(dǎo)出放樣坐標(biāo)進(jìn)行排樁放樣操作，準(zhǔn)備好內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步測(cè)量使用。7、野外作業(yè)。在坐標(biāo)點(diǎn)放置無(wú)線(xiàn)電發(fā)射和接收系統(tǒng)，可以提供流動(dòng)站點(diǎn)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確獲得坐標(biāo)點(diǎn)，方便公路測(cè)量正常進(jìn)行。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用之所以要進(jìn)行工程測(cè)量，就是想要為工程施工奠定良好的基礎(chǔ)，但是并不是所有的測(cè)量工作都是在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的。對(duì)于一些較為大型的施工項(xiàng)目，由于受到不同因素的影響，很有可能會(huì)導(dǎo)致一些突發(fā)情況的出現(xiàn)。將GPS技術(shù)應(yīng)用其中就能夠改善這一問(wèn)題。利用GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬，對(duì)施工中可能發(fā)生的情況進(jìn)行預(yù)防，降低施工過(guò)程中施工事故發(fā)生的可能性。除此之外，這種方式的使用，可以使施工技術(shù)與測(cè)量方案得到優(yōu)化，施工效率、施工質(zhì)量也得到了雙重保證。水利工程中的應(yīng)用Gps在水利工程當(dāng)中的應(yīng)用，可以使施工單位在非常短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)大量信息的測(cè)量工作，為水利工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。但是目前對(duì)于一些水域面積過(guò)大、地勢(shì)分布十分險(xiǎn)峻的區(qū)域，無(wú)法保證衛(wèi)星傳送信號(hào)的準(zhǔn)確性，也就無(wú)法保證GPS定位的準(zhǔn)確，這方面還需要進(jìn)一步的研究。地形、地基、房地產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用通過(guò)GPS對(duì)地基合和房地產(chǎn)的測(cè)量，可以對(duì)土地歸屬進(jìn)行確權(quán)丈量確定準(zhǔn)確位置，運(yùn)用GPS技術(shù)可以得到比較準(zhǔn)確的地平面比例，和房屋的準(zhǔn)確面積，極大地方便了工程測(cè)量員的工作，對(duì)界址點(diǎn)和大地坐標(biāo)的坐標(biāo)點(diǎn)測(cè)量可以通過(guò)GPS-RTK技術(shù)來(lái)輕松實(shí)現(xiàn)。還可以把數(shù)據(jù)輸入微機(jī)中進(jìn)行計(jì)算，很方便的的繪制每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的電子地圖，可已很好的應(yīng)用在野外勘察作業(yè)中。在城市測(cè)量中的應(yīng)用隨著我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)的升溫，房屋建筑工程測(cè)量任務(wù)日益增多，在房地產(chǎn)項(xiàng)目測(cè)量工程工種，首先需要準(zhǔn)確的大地坐標(biāo)點(diǎn)，然后在這一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行接下來(lái)的測(cè)量制圖工作。然后再結(jié)合GPS技術(shù)得到工程測(cè)量的最終結(jié)果，可以制成立體的工程模型，運(yùn)用衛(wèi)星進(jìn)行城市空間立體的建筑測(cè)量，提高了城市建筑的精度和空間利用范圍。結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，GPS技術(shù)憑借其顯著地優(yōu)勢(shì)，在工程測(cè)量中得到了應(yīng)用。通過(guò)上述內(nèi)容可知，GPS技術(shù)是十分重要的，能夠有效地提升工程測(cè)量的工作效率與工作質(zhì)量，為今后工程測(cè)量的發(fā)展