摘要:GPS即全球定位系統(tǒng),是一種依托衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)的定位系統(tǒng),GPS能夠提供多種動態(tài)目標(biāo)的連續(xù)三維位置、速度及相應(yīng)時(shí)間信息,所以GPS測量技術(shù)的的出現(xiàn),使得工程測繪領(lǐng)域發(fā)生了革命性變革,而且采用GPS測量定位技術(shù)具有操作易、速度快、精度高的諸多優(yōu)點(diǎn),所以這種技術(shù)在各種工程測繪中都已經(jīng)被廣泛采用,并且目前,GPS測量定位技術(shù)已經(jīng)基本取代了過去常規(guī)測角以及測距的方式,本文就將對GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用進(jìn)行一些研究和探索。 

關(guān)鍵詞:工程測繪; GPS測量技術(shù);運(yùn)用探究 

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷應(yīng)用與發(fā)展,信息全球化的趨勢越來越明顯,而GPS定位系統(tǒng),加速了信息的傳遞和流通,給人們的生產(chǎn)生活帶來了方便,GPS定位技術(shù),又以其獨(dú)有的特點(diǎn)和優(yōu)越性,在許多的領(lǐng)域里發(fā)揮著十分重要的作用,所以本文主要圍繞GPS定位技術(shù)展開探討,重點(diǎn)分析GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用。 

1GPS測量技術(shù)的特點(diǎn) 

一是具有實(shí)時(shí)定位。采用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航,可以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)三維位置及速度的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位,能夠?qū)崟r(shí)確保運(yùn)動載體按照最初預(yù)定的線路(最佳路線)運(yùn)行,其實(shí)時(shí)定位的特點(diǎn)在對目標(biāo)導(dǎo)航中,具有較為重要的意義。 

二是定位精度高。大量的實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用表明,用載波相位觀測量進(jìn)行靜態(tài)相對定位,在小于50km的基線上,其相對定位精度可達(dá)1×10-6~2×10-6,而在100~500km的基線上,則可達(dá)10-6~10-7,隨著觀測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法的改善,可望在大于1000km的距離上,相對定位精度達(dá)到或優(yōu)于10-8,在實(shí)時(shí)動態(tài)定位(RTK)和實(shí)時(shí)差分定位(RTD)方面,其定位精度可達(dá)到厘米級和分米級,能滿足各種工程測量的要求,而隨著GPS定位技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展,其精度還將進(jìn)一步提高。 

三是觀測時(shí)間短。當(dāng)前,采用經(jīng)典靜態(tài)相對定位模式進(jìn)行測量,在觀測20 Km以內(nèi)基線需要的時(shí)間方面,采用單頻接收機(jī)觀測需要1 h左右的觀測時(shí)間,而采取雙頻接收機(jī)則僅需要15 min至20 min 的觀測時(shí)間,而且采取實(shí)時(shí)動態(tài)定位模式,在流動站利用1 min至5 min時(shí)間完成初始化觀測之后,各站所需要的觀測時(shí)間僅為幾秒,由此可見,采用GPS測量技術(shù)建立控制網(wǎng),能夠大大縮短相應(yīng)的觀測時(shí)間,全面提高測繪作業(yè)效率。 

四是在觀測站之間無需通視。對于傳統(tǒng)測量技術(shù),通常需要觀察站間具有良好的通視條件,同時(shí)需要確保測量控制網(wǎng)具有較好的圖形結(jié)構(gòu),但是采用GPS測量技術(shù),則僅需要測站15°以上的空間具有較好的開闊性,就能夠和衛(wèi)星保持必要的通視就可以實(shí)施測量,根本不需要觀測站間必須具有互通視性,而GPS測量技術(shù)的這一特點(diǎn)使建造覘標(biāo)不再成為必須進(jìn)行的工作,但傳統(tǒng)測量中造標(biāo)費(fèi)用常常占用總經(jīng)費(fèi)的30%以上,GPS測量技術(shù)的這一優(yōu)點(diǎn),可以使測量經(jīng)費(fèi)和測量時(shí)間都獲得同步縮減,并且在測量選點(diǎn)中也更加靈活,能夠根據(jù)實(shí)際測量的需要進(jìn)行測量點(diǎn)選取。 

五是可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)。經(jīng)典大地測量將平面和高程采用不同方法分別施測,但在GPS測量中,在精確測定觀測站平面位置的同時(shí),可以精確測量觀測站的大地高程,GPS測量的這一特點(diǎn),不僅為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面點(diǎn)的高程開辟了新途徑,同時(shí)也為其在航空物探、航空攝影測量及精密導(dǎo)航中的應(yīng)用,提供了重要的高程數(shù)據(jù),GPS定位是在全球統(tǒng)一的WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)中計(jì)算的,因此全球不同點(diǎn)的測量成果是相互關(guān)聯(lián)的。 

2工程測繪中GPS 測量技術(shù)的應(yīng)用 

2.1監(jiān)測工程變形中GPS的應(yīng)用。在工程建設(shè)的過程中,工程變形是最為常見的問題,工程變形主要是由于人為造成地殼或者建筑物變形,或者建筑物位移等原因,而GPS測量技術(shù)因其三維定位精度高,所以成為監(jiān)測工程變形的重要的工具,在工程建設(shè)的過程中,我們經(jīng)常會遇到各式各樣的變形,如建筑物沉陷、資源開采地面沉降、大壩變形等,如果在監(jiān)測工程變形時(shí)將GPS測量技術(shù)應(yīng)用在大壩變形中,由于大壩受到水負(fù)荷的重壓,并且隨著時(shí)間的變化,就會造成大壩的變形,為了能夠及時(shí)控制大壩的變形造成意外,所以我們必須加強(qiáng)對大壩進(jìn)行監(jiān)測,但如果在監(jiān)測的過程中采用GPS測量技術(shù),就可以很快的監(jiān)測以及收集到大壩變形的數(shù)據(jù),并且測量的數(shù)據(jù)能夠精確到1.0PPm到0.1PPm,這樣不僅能夠保證工程測量的準(zhǔn)確性和安全性,而且對提高大壩測量工程的自動化技術(shù)具有重要的作用。 

2.2城市建設(shè)中應(yīng)用GPS 測量技術(shù)。城市控制網(wǎng)有著面積大、使用多、精度要求高的特點(diǎn),很多城市的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導(dǎo)線往往均位于地面,而在城市建設(shè)步伐不斷加速的情況下,這些點(diǎn)又往往會出現(xiàn)不同程度的破壞現(xiàn)象,所以快速精確地進(jìn)行控制點(diǎn)提供,直接關(guān)系到測量工作效率和治療,采取常規(guī)的導(dǎo)線測量必須要求各個(gè)控制點(diǎn)之間能夠通視,其工作難度大,工作耗時(shí)長,且精度不夠理想,所以在城市建設(shè)中應(yīng)用 GPS 測繪技術(shù),不僅能夠滿足城市規(guī)劃要求,同時(shí)還能夠進(jìn)一步改善城市控制測量的準(zhǔn)確性和測量速率,而且GPS 測量技術(shù)速度快、操作方便、精確度高的特點(diǎn),已經(jīng)在城市控制測繪中獲得的實(shí)踐檢驗(yàn),并基本實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)測量方式的替代,伴隨著GPS 測量新技術(shù)的不斷出現(xiàn),必將使城市建設(shè)測量水平提升到一個(gè)新的臺階。 

2.3水下地形測繪中GPS的應(yīng)用。在海港的建設(shè)、海岸以及碼頭的施工設(shè)計(jì)、海洋資源的開發(fā)等工程中都需要采用水下地形圖,在進(jìn)行測繪水下地形圖時(shí)首先應(yīng)該進(jìn)行測量平面位置的三維測定以及水深,而在傳統(tǒng)的測繪工程中水深的測量,主要采用測深儀,在測量時(shí),主要是根據(jù)超聲波測量水深的原理進(jìn)行測量,在對水深測量的同時(shí)還采用潮位儀對潮位進(jìn)行測量,這樣能夠使水深的測量值得以改正,最后測量出水下地形的高度,而對于平面位置的測量主要采用經(jīng)外測距儀、經(jīng)緯儀以及三應(yīng)答器等設(shè)備進(jìn)行測量,但由于這些設(shè)備操作復(fù)雜、條件要求高,在使用時(shí)極不方便,所以隨著GPS測量技術(shù)的應(yīng)用,不僅能夠解決平面位置的測量的問題,而且采用差分GPS定位系統(tǒng)能夠?qū)Υ蟊壤呦滤碌匦螠y繪,在水下地形測繪的工程中,通過將測深儀、差分GPS接收機(jī)以及潮位儀并與終端設(shè)備相連接從而構(gòu)成了完整的水下測繪系統(tǒng),比如在船行駛之前,首先在計(jì)算中輸入測量階段的起始坐標(biāo),在測量的過程中采用DGPS接收機(jī)將測量的坐標(biāo)值輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,然后進(jìn)行坐標(biāo)之間轉(zhuǎn)換以及參數(shù)的計(jì)算,并且系統(tǒng)中的顯示屏能夠?qū)崟r(shí)顯示航行的路線以及導(dǎo)航的參數(shù),如定位時(shí)間、定位序號以及基線方向角、偏離航線的距離、測量起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離等參數(shù),在測量中,測量工作者能夠根據(jù)導(dǎo)航監(jiān)視器進(jìn)行修正航向,在測量、定位時(shí),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也能夠自動進(jìn)行記錄,并保存在硬盤或者軟盤中。 

3結(jié)語 

綜上所述,GPS測量技術(shù)除了在雷雨天氣下有所限制,不受任何天氣因素影響,這就比其他的觀測方式具有了優(yōu)越性,對于GPS測量技術(shù)在工程測繪中應(yīng)用,不僅能夠提高工程測繪的精確度和可靠性,而且對提高工作效率、降低工作強(qiáng)度和提高工程測繪的自動化程度都具有重要的作用,所以成為工程測繪中重要的工具,相信隨著GPS測量技術(shù)的快速發(fā)展,GPS測量技術(shù)將會得到更多的領(lǐng)域應(yīng)用。 

參考文獻(xiàn) 

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