本文關(guān)鍵詞：工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用研究

發(fā)布日期： 2014-02-28 發(fā)布：  

  2014年1期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘 要：工程測(cè)繪工作是建筑工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，也是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，很多高科技的新型測(cè)繪儀器逐漸被應(yīng)用于工程測(cè)繪的實(shí)際工作中。GPS測(cè)量技術(shù)是一種結(jié)合傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)與現(xiàn)代先進(jìn)的電子技術(shù)的新興技術(shù)，具有多功能、應(yīng)用范圍廣，定位精確，操作簡便，智能化、自動(dòng)化及集成化程度高等優(yōu)點(diǎn)，不僅擴(kuò)大了工程測(cè)繪的范圍，同時(shí)極大的提高了工程測(cè)繪的工作效率以及測(cè)繪質(zhì)量，近年來在工程測(cè)繪工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。文章主要介紹了GPS測(cè)量技術(shù)的基本特點(diǎn)，研究GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪工作中的具體應(yīng)用，并提示GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)。
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　　關(guān)鍵詞：工程測(cè)繪；GPS測(cè)量；基本特點(diǎn)；技術(shù)應(yīng)用；分析研究
　　GPS也即是全球定位系統(tǒng)，主要包括接收裝置以及環(huán)球通訊衛(wèi)星兩部分硬件組成，以衛(wèi)星無線電精確的導(dǎo)航定位系統(tǒng)為基本工作原理，可以為使用者提供精確的時(shí)間、導(dǎo)航以及三維坐標(biāo)，最先開始主要應(yīng)用于軍事方面。近年來隨著GPS技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，憑借其高效率、高精確、高智能化等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)以及人們的日常生活的邊邊角角。工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的引入為我國的工程測(cè)繪領(lǐng)域創(chuàng)造了新的發(fā)展平臺(tái)，極大的提高了工程測(cè)繪技術(shù)水平，在工程變形的監(jiān)測(cè)、水下工程測(cè)繪、大地控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)定以及房地產(chǎn)測(cè)繪中均發(fā)揮了重要作用。
　　1 GPS測(cè)量技術(shù)的基本特點(diǎn)
　　GPS測(cè)量技術(shù)在傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)上引進(jìn)了大量的現(xiàn)代化先進(jìn)電子技術(shù)，在測(cè)量功能以及測(cè)量技術(shù)方面都有明顯的提高，具有應(yīng)用范圍廣，定位精確，操作簡便，智能化、自動(dòng)化及集成化程度高等優(yōu)點(diǎn)，測(cè)量效率以及測(cè)量精度極高。
　　1.1 功能多樣化，應(yīng)用范圍較廣
　　GPS技術(shù)不僅可以為用戶提供精確的三維置坐標(biāo)，具有測(cè)量以及位置導(dǎo)航功能，同時(shí)還可以為用戶提供精確的時(shí)間和速度方面的完整信息，具有測(cè)時(shí)、測(cè)速的功能。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，這些功能也被逐漸應(yīng)用到工程測(cè)量、海洋測(cè)繪、大地測(cè)量以及航空攝影測(cè)量等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍有了很大的擴(kuò)展。
　　1.2 定位精確
　　經(jīng)大量的工程測(cè)繪實(shí)踐證明，GPS的定位精度較傳統(tǒng)定位方式有了顯著提高。（1）在靜態(tài)相對(duì)定位模式測(cè)量中：若基線<50km，GPS的定位精度高達(dá)1-2×10-6左右；若基線在100-500km范圍內(nèi)，其定位的精度可達(dá)10-6到10-7左右；若基線在1000km范圍內(nèi)，其定位的精度可達(dá)10-8左右。（2）實(shí)時(shí)定位以及實(shí)時(shí)分差定位：GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于實(shí)時(shí)定位時(shí)可將精度控制在分米、厘米單位，極大的減少誤差。比如如果工程測(cè)繪的邊長在300-1500 m范圍的實(shí)時(shí)定位，1h以上觀測(cè)的平均平面誤差<mm，測(cè)量結(jié)果和采用ME-5000電磁波測(cè)距儀測(cè)量的結(jié)果相比，邊長的較差在0.5mm以內(nèi)，而較差中的誤差只有0.3mm。因此GPS的高精度定位可達(dá)到工程測(cè)繪的不同標(biāo)準(zhǔn)的具體要求。
　　1.3 操作簡便
　　現(xiàn)代化的GPS測(cè)量技術(shù)不斷的引進(jìn)各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段，極大的提高了GPS技術(shù)的智能化、自動(dòng)化及集成化程度，操作方法也非常的簡便。在實(shí)際的工程測(cè)量過程中，只需要工作人員了解儀器的安裝、基本的連線、氣象數(shù)據(jù)收集以及天線高度的量取等簡單內(nèi)容即可，GPS儀器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行衛(wèi)星定位、跟蹤觀測(cè)并及時(shí)記錄等內(nèi)容，工作人員只需要負(fù)責(zé)維護(hù)監(jiān)測(cè)儀器的正常運(yùn)行。因此對(duì)工作人員的專業(yè)要求并不會(huì)太高，也可以減少由人為失誤造成的誤差。
　　1.4 測(cè)量速度快
　　現(xiàn)代的GPS測(cè)量技術(shù)在15-20min內(nèi)可測(cè)量20km范圍內(nèi)的相對(duì)靜態(tài)定位；在快速測(cè)量靜態(tài)定位時(shí)，在2min內(nèi)即可觀測(cè)到15km內(nèi)每個(gè)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的定位，同時(shí)在初始化的流動(dòng)站觀測(cè)后可馬上進(jìn)行實(shí)時(shí)定位跟蹤，只需要幾秒鐘就可以觀測(cè)到每個(gè)流動(dòng)站的位置。
　　1.5 全天候測(cè)量
　　外太空中存在不計(jì)其數(shù)的由地球發(fā)射的衛(wèi)星，并且各衛(wèi)星之間呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài)，基本上地球的每一個(gè)角落都被覆蓋在內(nèi)，因此GPS這種全球定位系統(tǒng)不限制時(shí)間和地點(diǎn)都可以進(jìn)行測(cè)量。而且除了會(huì)偶爾受到雷雨天氣等極其惡劣的氣象影響，測(cè)量工作在其他氣象環(huán)境條件下均可正常。
　　2 工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究
　　2.1 在工程變形監(jiān)測(cè)中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
　　在工程施工建設(shè)以及人們使用的過程中，常常會(huì)由于一些人為因素或者自然的外界因素導(dǎo)致地基發(fā)生變形甚至是位移，剛開始人們很難通過肉眼直接觀察到這些輕微的變形或者位移變化，當(dāng)人們?nèi)庋劭捎^察到時(shí)說明工程變形的程度已經(jīng)極其嚴(yán)重，需要進(jìn)行大范圍的維護(hù)、修補(bǔ)，不僅需要大量的資金投入，同時(shí)也會(huì)消耗大量的人力資源。在日常生活中，最常見的工程變形包括建筑物的變形和沉降、大壩變形、因資源開采引起的地面沉降等，GPS測(cè)量技術(shù)具有高精度的三維定位功能，可作為各種工程變形及建筑物位移的重要監(jiān)測(cè)手段。比如在大壩變形的監(jiān)測(cè)工作中，大壩變形主要是由于水負(fù)荷的重壓所致，一旦出現(xiàn)大壩變形現(xiàn)象，會(huì)造成嚴(yán)重的后果，因此必須采取連續(xù)、精密的實(shí)時(shí)監(jiān)控。GPS測(cè)量技術(shù)的精密定位可實(shí)現(xiàn)高程度的智能化和自動(dòng)化監(jiān)控，可以快速、精確的收集大壩變形的數(shù)據(jù)，測(cè)繪的精確度可控制在1.0-0.1PPm，從而確保測(cè)量結(jié)果的安全性和準(zhǔn)確性。
　　2.2 在水下工程測(cè)繪中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
　　在碼頭和海岸的施工設(shè)計(jì)、海洋資源的開發(fā)利用、航道的整治以及海港建設(shè)等多種海洋工程建設(shè)過程中都需要定位極其精確的水下地形測(cè)繪圖，在水下地形圖的測(cè)繪過程中，必須對(duì)平面位置的三維坐標(biāo)和具體的水深程度進(jìn)行精密測(cè)量。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)主要采用三應(yīng)答器、經(jīng)外側(cè)距儀以及經(jīng)緯儀等設(shè)備來測(cè)量平面位置的三維坐標(biāo)，采用測(cè)探儀來測(cè)量具體的水深程度，測(cè)探儀的工作原理主要是利用超聲波進(jìn)行測(cè)定，因此必須借用潮位移來測(cè)量潮位來校正水深測(cè)量值，最后再得到水下地形的高度。這些操作設(shè)備、步驟和方法對(duì)操作人員的專業(yè)要求極高，，且非常的復(fù)雜，使用極為麻煩。在水下工程測(cè)繪中應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)，平面位置的三維坐標(biāo)定位測(cè)量即快速，又精確，同時(shí)可利用實(shí)時(shí)定位以及實(shí)時(shí)分差定位功能進(jìn)行大比例尺下的工程進(jìn)行地形測(cè)繪。在實(shí)際的測(cè)繪過程中，可將潮位移、差分GPS接收設(shè)備以及測(cè)探儀共同組合成水下測(cè)繪的完整系統(tǒng)，工作者即可通過導(dǎo)航監(jiān)視器來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航向并進(jìn)行及時(shí)的修正，操作簡便，可提高測(cè)繪的工作效率。 　　2.3 大地控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)定中GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
　　我國大地控制網(wǎng)點(diǎn)的測(cè)定中最早便在1991年開始應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)，當(dāng)時(shí)的主要作用是采用GPS的高精度三維坐標(biāo)定位技術(shù)對(duì)我國的基礎(chǔ)控制網(wǎng)進(jìn)行重新測(cè)量，常用的大地控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)定工具還包括測(cè)角及測(cè)距等常規(guī)手段。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，目前傳統(tǒng)的常規(guī)測(cè)量建立的大地控制網(wǎng)點(diǎn)已經(jīng)完全被GPS測(cè)量技術(shù)所取代。通常情況下，大地控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)量包括城市控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)量以及全國性的大地控制網(wǎng)點(diǎn)兩種類型。（1）城市控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)量：通常這種工程測(cè)繪的長度在幾十公里左右，一般面積較大，使用頻率較高，對(duì)測(cè)量的精度要求極高，常規(guī)的測(cè)角、測(cè)距測(cè)量的精度并不勻質(zhì)，且控制點(diǎn)會(huì)經(jīng)常被破壞，從而使測(cè)量進(jìn)度緩慢，工作效率極低。（2）全國性的大地控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)量：通常這種測(cè)量工程的距離較長，一般在幾千公里甚至幾萬公里以上，常規(guī)的測(cè)角、測(cè)距不僅需要大量的人工勞動(dòng)，而且測(cè)量誤差較大，工作效率較低。GPS測(cè)量技術(shù)的測(cè)量快速、精度高、定位范圍廣等優(yōu)點(diǎn)可完全克服這些缺陷。
　　2.4 房地產(chǎn)測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
　　在實(shí)際的工程測(cè)繪過程中，較為常用的是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分的GPS 測(cè)量技術(shù)，尤其是在房地產(chǎn)的工程測(cè)繪中尤為適用，這種全新的先進(jìn)技術(shù)可以在觀測(cè)戶外位置后進(jìn)行跟蹤定位，隨即取得精度較高的定位。在實(shí)際的房地產(chǎn)以及地籍測(cè)繪過程中，只需要一位技術(shù)操作人員、一臺(tái)監(jiān)測(cè)儀器，利用GPS測(cè)量技術(shù)來測(cè)定每種土地的權(quán)屬界點(diǎn)，由于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)并不需要測(cè)量測(cè)定點(diǎn)之間的通視，因此每一個(gè)測(cè)定點(diǎn)的定位只需要幾秒鐘的時(shí)間即可，借用計(jì)算機(jī)軟件將獲得測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、處理，可直接輸入GPS系統(tǒng)中就可以獲得相應(yīng)的所需的房地產(chǎn)測(cè)繪圖或者地籍測(cè)繪圖，可以減少人員的勞動(dòng)量，提高工程測(cè)繪的工作效率。
　　綜上所述，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)也有很大的創(chuàng)新與發(fā)展，在傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)上引進(jìn)了很多先進(jìn)的電子技術(shù)，具有功能多樣化、應(yīng)用范圍廣、高效率、高精度以及自動(dòng)化程度高優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各種工程變形的監(jiān)測(cè)、水下工程測(cè)繪、大地控制網(wǎng)點(diǎn)測(cè)定以及房地產(chǎn)測(cè)繪等工程測(cè)繪工作中。在實(shí)際的GPS測(cè)量工作中，相關(guān)的操作人員應(yīng)認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)工作環(huán)節(jié)，減少失誤率，定期組織員工進(jìn)行安全教育以及知識(shí)更新教育，使GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮到極致。
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