GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用摘要：當(dāng)前，科技信息技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS在建筑測(cè)繪行業(yè)及其它的巖土工程方面得到普及應(yīng)用。本文主要介紹了GPS在工程測(cè)繪中的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用，以期提升建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)水平。關(guān)鍵詞：工程測(cè)繪；GPS技術(shù)；應(yīng)用一、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的特點(diǎn)（一）定位精度高在建筑工程測(cè)繪中，測(cè)量和工程圖紙的準(zhǔn)確性一直很重要。在傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)中，由于技術(shù)落后和人為誤差，測(cè)繪精度水平低，誤差大。逐漸不能滿足現(xiàn)代建筑質(zhì)量的要求。GPS在建筑工程的應(yīng)用可以有效地提供高定位的三維坐標(biāo)。與普通測(cè)量相比，GPS可以驗(yàn)證dm和cm水準(zhǔn)儀的數(shù)據(jù)，滿足建筑工程的精度要求。紅外設(shè)備和GPS接收機(jī)的測(cè)量精度基本相同，但當(dāng)測(cè)量距離較大時(shí)，GPS測(cè)量的優(yōu)勢(shì)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。（二）操作簡(jiǎn)單，速度快傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)需要大量的人工讀數(shù)、數(shù)據(jù)計(jì)算和定點(diǎn)工作。如果測(cè)量誤差較大且不符合要求，則必須重新測(cè)量。GPS在測(cè)繪中的應(yīng)用具有非常高的自動(dòng)化程度，GPS接收器已逐漸演變?yōu)橐环N自動(dòng)操作的設(shè)備。觀測(cè)人員利用處理軟件通過(guò)觀測(cè)獲取數(shù)據(jù)，提高了觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和測(cè)量效率。此外，如果移動(dòng)臺(tái)與其站之間的測(cè)量距離小于15km，則可以直接選擇靜態(tài)定位測(cè)量方法。精確定位只需2分鐘左右，測(cè)量效率非常高。站與站之間不需要通信傳統(tǒng)的測(cè)量方法要求能見(jiàn)度高，而GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用不要求站與站之間的同時(shí)性，而是要求站與站之間具有一定的開(kāi)放性，以避免對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的干擾。因此，選址可以靈活方便地進(jìn)行，降低了工程建設(shè)成本。二、建筑工程中測(cè)繪工作的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)原理分析（一）建筑工程中測(cè)繪工作的主要內(nèi)容建筑測(cè)繪涉及兩個(gè)方面。首先，對(duì)于已完成的項(xiàng)目，通過(guò)測(cè)繪將所有特征點(diǎn)反饋到平面上，然后技術(shù)人員將特征點(diǎn)反饋到圖紙上。然后在紙上進(jìn)行二維分析和判斷。第二，如果是尚未開(kāi)工的建設(shè)項(xiàng)目，測(cè)繪工作將直接測(cè)量場(chǎng)地和環(huán)境。這一過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，可以快速獲得測(cè)繪結(jié)果。因此，一切測(cè)繪工作都離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的有效支持。隨著技術(shù)水平的提高，工程測(cè)繪的精度也在提高。在這種背景下，我們必須提高工程測(cè)繪的技術(shù)水平和精度，以滿足現(xiàn)代工程的工程需求。如果測(cè)量?jī)x器的精度不夠，將直接影響工程測(cè)繪的結(jié)果。因此，先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)必須在工程中積極應(yīng)用。GPS技術(shù)是當(dāng)今工程中一種非常重要的測(cè)量方法。由于其強(qiáng)大的測(cè)量功能，它在建筑工程被廣泛使用。（二）GPS技術(shù)的結(jié)構(gòu)和原理分析GPS測(cè)量信息技術(shù)的原理是：首先將GPS接收機(jī)設(shè)置在一個(gè)穩(wěn)定的位置，然后利用衛(wèi)星信號(hào)檢測(cè)高科技找到其定位，將定位的具體信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，并對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理，并創(chuàng)建一個(gè)三維空間坐標(biāo)系來(lái)表示接收器的具體位置。在GPS測(cè)繪技術(shù)的影響下，該坐標(biāo)系只能分為低地球靜止坐標(biāo)系和空間靜止坐標(biāo)系。兩個(gè)位置坐標(biāo)控制系統(tǒng)可以通過(guò)交換精確判斷控制器的具體位置。此外，由于定位方法的具體實(shí)施方法不同，定位方法也可分為相對(duì)和絕對(duì)兩類。相對(duì)定位技術(shù)主要基于空間幾何的理論知識(shí)。根據(jù)三顆衛(wèi)星之間的距離，利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)理論知識(shí)計(jì)算出探測(cè)點(diǎn)的具體位置。絕對(duì)定位技術(shù)的主要技術(shù)基礎(chǔ)是高度信息及其經(jīng)緯度。測(cè)量點(diǎn)的具體位置根據(jù)特定坐標(biāo)系的方位數(shù)據(jù)信息確定，如如圖1所示。圖1GPS工作原理三、GPS測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)（一）GPS測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)工程測(cè)繪是該項(xiàng)目的先導(dǎo)，具有不可替代的重要指導(dǎo)作用。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注測(cè)量工作，人們開(kāi)始關(guān)注測(cè)量方法和測(cè)量技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷進(jìn)步，測(cè)繪領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新興技術(shù)，其中GPS最為重要。GPS的科學(xué)技術(shù)具有低成本、精確性和不可見(jiàn)性的突出特點(diǎn)。GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中可以直接顯示交互位置的測(cè)量數(shù)值結(jié)果，更加直觀，可以幫助相關(guān)工程師快速掌握測(cè)量的全過(guò)程。1.GPS技術(shù)效率高GPS的技術(shù)主要是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)來(lái)測(cè)量建筑工程，這可以節(jié)省大量的人工操作過(guò)程，有助于提高建筑測(cè)繪的效率。在許多情況下，獲得工程位置信號(hào)只需幾十秒，但分析和處理數(shù)據(jù)需要幾分鐘。這樣就可以完成工程位置的具體定位，極大程度上減少了人工定位和測(cè)量的時(shí)間。2.GPS技術(shù)較為精確目前，在工程施工檢驗(yàn)中，仍有許多傳統(tǒng)的方法。隨著現(xiàn)代工程建設(shè)環(huán)境和條件的巨大變化，對(duì)檢測(cè)管理的準(zhǔn)確性要求也在提高。然而，傳統(tǒng)的工程建設(shè)測(cè)繪技術(shù)在滿足當(dāng)前建筑檢測(cè)所的科學(xué)性和準(zhǔn)確性要求方面存在一定的差異。因此，隨著工程施工定位技術(shù)的日益發(fā)展，將高科技技術(shù)滲透到建筑檢測(cè)中，可以有效提高建筑檢測(cè)樁的精度。同樣，基于GPS技術(shù)的測(cè)試精度也可以達(dá)到毫米級(jí)，這也是測(cè)量工作變得越來(lái)越精確的驅(qū)動(dòng)力。3.GPS測(cè)繪工作的操作極為簡(jiǎn)單隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，GPS科技的配套設(shè)施也得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善。GPS使用了許多高度自動(dòng)化和智能化的高科技設(shè)備。這要求測(cè)量人員在進(jìn)行操作時(shí)確保數(shù)據(jù)的正確性和簡(jiǎn)單性。使用這種技術(shù)手段，只要測(cè)繪技術(shù)人員安裝并定位接收器，在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)接收信息，并在現(xiàn)場(chǎng)記錄所有天氣信息，其余工作就可以通過(guò)GPS等技術(shù)設(shè)備完成。（二）GPS測(cè)繪技術(shù)的缺點(diǎn)雖然GPS技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，但許多工程實(shí)踐證明，GPS技術(shù)也有一些缺點(diǎn)。1.受衛(wèi)星狀況限制受GPS總體設(shè)計(jì)技術(shù)的影響，隨著時(shí)代的發(fā)展和應(yīng)用需求的增加，GPS衛(wèi)星信號(hào)的空間結(jié)構(gòu)組成和信息強(qiáng)度已不能滿足當(dāng)前的需求。此外，在密集的山區(qū)和山谷中無(wú)法順利進(jìn)行測(cè)繪，這使得在密集的山區(qū)和山谷中無(wú)法接收信號(hào)。2.受電離層影響GPS的信號(hào)在中午受到電離層的嚴(yán)重干擾，共享衛(wèi)星的總數(shù)很小。初始化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或根本無(wú)法完成，影響測(cè)試工作。由此可見(jiàn)，選擇合適的時(shí)間對(duì)手術(shù)效果非常重要。3.受數(shù)據(jù)傳輸距離影響數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中容易受到外界的影響，如山體、建筑物、各種高頻信息等，使得信息在傳輸過(guò)程中衰減很大，影響野外精度和作業(yè)半徑。然而，為了避免信號(hào)衰減，參考站應(yīng)設(shè)置在附近沒(méi)有大型障礙物的區(qū)域，如水面和鐵塔等位置較高的區(qū)域。4.精度和穩(wěn)定性不足由于GPS大地高程轉(zhuǎn)換精度與低空高程不一致的負(fù)面影響，GPS運(yùn)行模型的精度在某些地區(qū)存在較大偏差，嚴(yán)重危及地面高程觀測(cè)的精度。GPS在確定整周模糊度方面不如全站儀可靠，因?yàn)樗菀资艿叫l(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)、天氣條件和數(shù)據(jù)狀態(tài)的負(fù)面影響。因此，目前解決這一問(wèn)題的主要方法是在測(cè)點(diǎn)區(qū)域?qū)ζ矫婵刂茰y(cè)量進(jìn)行GPS靜態(tài)監(jiān)測(cè)，或在高程控制監(jiān)測(cè)中使用幾何水準(zhǔn)測(cè)量或三角形高程檢測(cè)。四、GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的運(yùn)用（一）GPS布網(wǎng)工作GPS的測(cè)繪技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)布局工作中具有重要意義。它可以對(duì)路線或地帶上的工程項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)繪，例如一些引水工程。在實(shí)際測(cè)繪過(guò)程中，技術(shù)人員可以選擇點(diǎn)連接或邊連接的方法來(lái)繪制三個(gè)交點(diǎn)的圖形。如果對(duì)一些建筑樞紐進(jìn)行施工，技術(shù)人員將選擇側(cè)面連接和網(wǎng)絡(luò)連接方式進(jìn)行設(shè)置，從而更有效地提高網(wǎng)格數(shù)量的準(zhǔn)確性和強(qiáng)度，以及GPS對(duì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)控制的準(zhǔn)確性，從而大大提高工作質(zhì)量。此外，由于GPS的測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際使用中不受氣候條件的影響，而且測(cè)繪速度快，定位成本要求也低。如果某些地理?xiàng)l件比較復(fù)雜，GPS的測(cè)繪技術(shù)還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)手段模擬具體位置，用三維空間圖像技術(shù)呈現(xiàn)一些重要內(nèi)容或特定區(qū)域，并從各種視角探測(cè)物體，從而提高檢測(cè)值的準(zhǔn)確性，大大提高工程質(zhì)量。（二）實(shí)行動(dòng)態(tài)測(cè)繪在實(shí)際測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員需要在已建成的檢測(cè)場(chǎng)地內(nèi)新建一個(gè)機(jī)械站，同時(shí)在機(jī)械轉(zhuǎn)子上設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備，確保所有衛(wèi)星設(shè)備在此過(guò)程中能最大限度地發(fā)揮作用，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。此外，工作人員還可以利用地面無(wú)線信息技術(shù)將相應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息傳回信號(hào)接收管理中心。在數(shù)據(jù)信號(hào)接收過(guò)程中，移動(dòng)站使用無(wú)線設(shè)備接收參考站的數(shù)據(jù)信號(hào)。同時(shí)，利用相對(duì)位置原理分析參考站與移動(dòng)站之間的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而獲得兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)距離，從而獲得移動(dòng)站位置的三維位置。此外，在實(shí)際工程測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的檢測(cè)點(diǎn)。測(cè)繪人員在選擇測(cè)繪點(diǎn)時(shí)，需要保證探測(cè)點(diǎn)的寬視線和相應(yīng)設(shè)備配置的有效性，以確保相應(yīng)工作的順利開(kāi)展。測(cè)試結(jié)束后，工作人員應(yīng)積極確認(rèn)傳輸?shù)男畔?，以提高其?zhǔn)確性。因?yàn)橐坏╇姶判畔⒊霈F(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)繪工作的正常進(jìn)行。（三）GPS外業(yè)測(cè)繪在整個(gè)測(cè)繪工作中，測(cè)點(diǎn)精度的確定是整個(gè)測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的根本保證。測(cè)繪前，測(cè)繪人員必須根據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)地的實(shí)際情況，主動(dòng)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，使測(cè)繪工作能夠正常進(jìn)行。相關(guān)準(zhǔn)備工作主要涉及試驗(yàn)場(chǎng)地的定位信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)框架、標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)等。在實(shí)際觀測(cè)過(guò)程中，GPS測(cè)圖技術(shù)往往采用兩種方法：?jiǎn)?dòng)監(jiān)測(cè)和無(wú)線定位，這在一定程度上改變了傳統(tǒng)測(cè)量方法的缺陷。確定測(cè)試位置后，工作人員必須主動(dòng)將相關(guān)設(shè)備放置在三腳架上，以確保其穩(wěn)定性。此外，工作人員還必須確保其與天線座和標(biāo)志的水平方向?qū)R，以有效提高測(cè)試質(zhì)量。五、結(jié)束語(yǔ)使用GPS技術(shù)可以大大提