GPS測繪技術(shù)在工程測繪的應(yīng)用
時間:2022-05-17 08:28:58
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[摘要]gps測繪技術(shù)屬于新型測繪技術(shù),其在不同工程測繪中得到了廣泛應(yīng)用,GPS測繪技術(shù)可以最大限度提升工程測繪效率。在應(yīng)用GPS技術(shù)后可以減少測繪人員的工作量并可以提高測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時可以提高測繪效率。工程測繪中采用GPS測繪技術(shù)可以提升測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,因此應(yīng)在工程測繪領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
[關(guān)鍵詞]GPS測繪技術(shù);工程測繪;應(yīng)用
隨著測繪技術(shù)的不斷發(fā)展,GPS測繪技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是在工程測繪中應(yīng)用后體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,在使用后提高了工程測繪工作的整體水平。通過與以往所使用的測繪技術(shù)相比,GPS測繪技術(shù)的精準(zhǔn)度更高,操作也更加簡便,且可以提高測繪效率,通過準(zhǔn)確的測繪結(jié)果為工程建設(shè)提供保證,從而提高工程整體建設(shè)質(zhì)量。
1GPS測繪技術(shù)
1.1概述
GPS技術(shù)就是我們常說的全球定位系統(tǒng),此系統(tǒng)并不是一種物體,而是可以對空間進(jìn)行專業(yè)測繪的定位系統(tǒng),可以說此系統(tǒng)在使用后可以實現(xiàn)不間斷工作目標(biāo),并可以為整體工作提供準(zhǔn)確、高效的保障,利用三維定位系統(tǒng)將時間、速度等數(shù)據(jù)傳送給全球范圍內(nèi)的使用者。采用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行工程測量時可以通過接收裝置將其安裝到固定位置上,然后與GPS衛(wèi)星發(fā)射出的導(dǎo)航電文進(jìn)行結(jié)合,完成對特定時間段定位距離的測量,形成所需要的三維坐標(biāo)并進(jìn)行精準(zhǔn)定位。
1.2GPS測繪技術(shù)原理
通過分析可知,GPS測繪技術(shù)充分利用了信息接收裝置及衛(wèi)星電文系統(tǒng),將兩者結(jié)合后可以形成三維坐標(biāo)并確保定位的準(zhǔn)確性。GPS測繪技術(shù)可以將坐標(biāo)分為空間固定坐標(biāo)與低地固定坐標(biāo),在使用這兩種坐標(biāo)時不得進(jìn)行互換,利用這兩種坐標(biāo)可以提高控制點設(shè)置的準(zhǔn)確性。此外,不同的定位方式在使用時也存在一定的區(qū)別,定位方式可以分為絕對定位方式與相對定位方式。其中,相對定位方式充分利用了空間幾何理論,可以使用微型定位距離、已經(jīng)確定的測量點以及數(shù)學(xué)知識來計算測量點;絕對定位方式充分利用了經(jīng)緯度及海拔信息,然后再對坐標(biāo)位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位,最終對測量點位置進(jìn)行確定。
2具體特點
從上文分析中可知,與以往所使用的測繪技術(shù)相比GPS測繪技術(shù)在使用后可以縮短測繪時間、為測繪人員工作提供便利并可以最大限度保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性等。從測繪結(jié)果準(zhǔn)確性方面來看,目前在進(jìn)行工程測繪工作時大多還會使用以往的測繪技術(shù),雖然可以保證測繪結(jié)果但是隨著測繪技術(shù)的不斷發(fā)展及測繪環(huán)境的不斷變化等,原有的測繪技術(shù)已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代測繪工程發(fā)展需要。而GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度提高測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性,且更適應(yīng)現(xiàn)代工程測繪發(fā)展要求,此外,GPS測繪技術(shù)還有一個重要的優(yōu)勢就是可以完成靜態(tài)測量,可以精準(zhǔn)到毫米,這樣就可以有效規(guī)避原有測繪技術(shù)中的弊端。從測繪所使用的時間來看,由于GPS測繪技術(shù)充分利用了現(xiàn)代科技,其所使用的軟件優(yōu)勢也非常明顯,可以為工程測繪工作節(jié)省時間。原有的測繪技術(shù)在使用時不僅無法提高測繪效率同時會增加測繪人員使用量,但是應(yīng)用GPS測繪技術(shù)后可以利用軟件中的自動化系統(tǒng)提高工程測繪工作的時效性;此外,在進(jìn)行工程測繪時采用GPS靜態(tài)測量定位系統(tǒng)只需要十幾分鐘就可以完成測繪工作,在采集及分析數(shù)據(jù)時可以在幾分鐘內(nèi)就得到測繪結(jié)果,從而保證定位的準(zhǔn)確性,可見在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)后可以縮短測繪時間并可以降低測繪成本,確保工程測繪的時效性。最后從操作方面來看,隨著GPS測繪技術(shù)的不斷使用,系統(tǒng)接收裝置也逐漸被完善,實現(xiàn)了自動化測繪,這樣就可以減少測繪人員的工作量并為工作提供便利條件。測繪人員在工作時只需要將儀器安裝到測繪地點并將其與電纜接通,將氣象信息、天線高度進(jìn)行詳細(xì)的記錄,相關(guān)GPS設(shè)備可以自動完成測繪工作,在完成測繪工作后測繪人員僅需要將電源關(guān)閉并對設(shè)備進(jìn)行規(guī)整就可以完成數(shù)據(jù)收集,由此可見GPS測繪技術(shù)具有較高的自動化特點并可以為操作提供便利,因此備受業(yè)內(nèi)人士青睞,使用頻率也更高。
3優(yōu)勢體現(xiàn)
3.1具有較好的定位效果
工程測繪工作首先應(yīng)做到的是圖實一致,GPS測繪技術(shù)可靠性、優(yōu)質(zhì)性相對較高。目前,GPS衛(wèi)星星座24人造衛(wèi)星已經(jīng)全部投入使用,已經(jīng)覆蓋全球98%的面積。同時,在技術(shù)不斷研發(fā)的過程中GPS測繪技術(shù)也更加精準(zhǔn)。目前,30m到1500m之間的工程測繪中應(yīng)用GPS測繪技術(shù)可以最大限度縮小定位誤差,將誤差精確到毫米,這樣測繪圖紙的應(yīng)用價值也會提升。此外,GPS測繪技術(shù)可以有效避免電磁及障礙物干擾,可以完成復(fù)雜環(huán)境下工程測繪需求,同時使用此項技術(shù)后可以保證測繪工程的穩(wěn)定性與適應(yīng)性。
3.2操作相對簡便
采用人工測繪方式進(jìn)行工程測繪時需要測繪人員進(jìn)入到測繪區(qū)域中,在收集測繪信息時需要較長的時間并需要對測繪位置進(jìn)行分析。完成信息收集與分析后需要采用手繪方式完成圖紙繪制,這樣會消耗更多的人力、精力及時間,但并無法保證測繪精度。GPS測繪技術(shù)通過接收機(jī)、傳感器、計算機(jī)等設(shè)備完成測繪工作,使數(shù)據(jù)收集更加高效、便捷且精準(zhǔn)度高。同時,將測繪數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)系統(tǒng)后測繪人員可以利用GIS軟件、CAD軟件完成三維坐標(biāo)模型建立,并利用相關(guān)參數(shù)及局部模型對繪制圖進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,提升精準(zhǔn)度。這樣可以有效節(jié)約測繪工程成本,同時可以縮小測繪誤差,保證測繪工程效果。
4工程測繪中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用
4.1實現(xiàn)動態(tài)測繪
在進(jìn)行測繪工程時相關(guān)工作人員應(yīng)在原有監(jiān)測位置設(shè)置監(jiān)測基站,在基站中安裝GPS測繪技術(shù)監(jiān)測設(shè)備,這樣在進(jìn)行測繪工作時衛(wèi)星可以最大化提供保障,從而得到精準(zhǔn)的測繪數(shù)據(jù)。此外,工程測繪工作中所得到的數(shù)據(jù)可以利用傳感技術(shù)進(jìn)行傳輸、處理與分析,不同的信息流動站點在接收與傳輸信息、數(shù)據(jù)時可以利用無線設(shè)備并進(jìn)行精準(zhǔn)定位,可以完成對數(shù)據(jù)的深層分析,在得到兩個觀測點距離位置后流動站點可以使三維坐標(biāo)更加精準(zhǔn)。但是在進(jìn)行測繪工作時應(yīng)注意以下方面。首先選擇測量點時應(yīng)保證所選區(qū)域視野開闊并保證設(shè)備安裝效果,確保測繪工作可以順利開展。其次測繪工作結(jié)束后工作人員應(yīng)對傳輸信號的準(zhǔn)確性進(jìn)行確定,只有在確定信號準(zhǔn)確后才可結(jié)束測繪工作;當(dāng)信號有誤時就無法保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4.2完成GPS布網(wǎng)設(shè)置
在利用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行帶狀或線路測繪時可以確保測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如,在進(jìn)行飲水工程測繪時測繪人員通常會應(yīng)用點連方式、邊連方式完成三點交匯圖形回測。在進(jìn)行大型水利工程建設(shè)時可以將邊連方式與網(wǎng)連方式進(jìn)行結(jié)合,然后合理選擇測量設(shè)備并完成設(shè)置工作,從而保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時可以提升測繪工作效率及質(zhì)量。此外,GPS布網(wǎng)設(shè)置時會受到天氣等情況的影響,這種方式可以從根本上提升測繪工作質(zhì)量并降低測繪工程成本。另外,在進(jìn)行復(fù)雜地質(zhì)條件測繪工程時采用GPS測繪技術(shù),通過GPS測繪技術(shù)可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)完成周邊地區(qū)地質(zhì)測繪及模擬,利用三維圖像實現(xiàn)測繪目標(biāo),并可以從各角度完成地質(zhì)及物體的測繪工作,最終保證測繪工程所得到測繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,確保測繪工程質(zhì)量。
4.3應(yīng)用到精密工程測繪中
近年來,GPS測繪技術(shù)也得到了更加深入的發(fā)展,這也使得GPS測繪技術(shù)得到更加廣泛的應(yīng)用,在進(jìn)行工程測繪過程中各個環(huán)節(jié)都需要GPS測繪技術(shù),測繪范圍也逐漸擴(kuò)大,主要包括測繪地點勘察設(shè)計、施工過程、驗收流程及設(shè)備安裝等,將GPS測繪技術(shù)應(yīng)用到以上環(huán)節(jié)中。此外,GPS測繪技術(shù)在應(yīng)用過程中會顯現(xiàn)出較多的優(yōu)勢,測繪過程中會應(yīng)用到大量精密儀器及設(shè)備,例如橋梁工程、管道工程及隧道工程等都屬于精密工程,工程測繪過程中應(yīng)先對兩端控制點進(jìn)行測繪,如果在測繪過程中需要控制貫通線計算就可以采用GPS測繪技術(shù)中的聯(lián)測方式,最終提高隧道貫通測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性并可以確定隧道起點方向,最終完成隧道開挖測繪,采用這種方式進(jìn)行隧道工程測繪可以使測繪工程更加簡便同時可以最大限度提升隧道工程建設(shè)質(zhì)量。通過分析可知,GPS測繪技術(shù)可以充分體現(xiàn)測繪精度并可以提升測繪效益,充分發(fā)揮出GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的作用。
4.4在工程量變形中的應(yīng)用
工程量變形是因人為因素導(dǎo)致建筑出現(xiàn)變形或偏移情況,此種現(xiàn)象在工程中比較常見,但也為GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用拓寬了空間,利用GPS測繪技術(shù)中的三維定位功能實時監(jiān)測工程量變形情況。具體工程建設(shè)過程中工程量變形情況主要包括陸地及海上建筑物工程量變形、礦山工程中建筑物工程量變形及壩體工程量變形等。例如礦山工程量變形在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)時應(yīng)先確定特定位置,在該位置上確定基準(zhǔn)點與監(jiān)測點,然后安裝GPS定位器,利用其完成礦山工程建筑物工程量變形信息及數(shù)據(jù)的收集與分析,從而提高變形量監(jiān)測工作效率。
4.5利用GPS測繪技術(shù)完成外業(yè)測繪
在進(jìn)行戶外工程測繪時應(yīng)確定回測點的具體位置,從而保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此在進(jìn)行測繪工作之前測繪人員應(yīng)對測繪現(xiàn)場進(jìn)行深入地了解并做好測繪準(zhǔn)備工作,確保GPS測繪工作可以順利進(jìn)行。此外,目前在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)過程中主要采用的觀察手段包括開機(jī)觀測手段、無線安置手段,這樣可以對傳統(tǒng)測繪工作中的操作漏洞進(jìn)行修補與優(yōu)化。在確定測繪地點時測繪人員應(yīng)將相關(guān)設(shè)備安裝到三角支架位置并保證其具有良好的平衡性,使其與標(biāo)志方向及天線基座方向是一致的,最終提高外業(yè)測繪工作的準(zhǔn)確性。
4.6水下地形測繪中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用
在地質(zhì)測量中水下地形測繪是關(guān)鍵內(nèi)容,同時也屬于地質(zhì)測繪中的難點。在使用傳統(tǒng)測繪技術(shù)時通常會采用測繪儀、經(jīng)緯儀及潮位儀等完成水下地形測繪,但是在應(yīng)用時難度較大且使用流程相對復(fù)雜,這樣在一定程度上會增加測繪培訓(xùn)費用,更無法保證水下地質(zhì)測繪工作的效率、質(zhì)量及精準(zhǔn)度。在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行水下地形測繪時測繪人員將相關(guān)檢測設(shè)備及接收裝置應(yīng)用到水下環(huán)境中,從而可以與人造衛(wèi)星及計算機(jī)交互系統(tǒng)構(gòu)建起水下測繪體系,最終完成水下地形信息采集及圖像采集,保證水下地質(zhì)圖像的完整性并提升測繪水平。
4.7做好高程測量
工程測繪過程中還應(yīng)對大地水準(zhǔn)面高程進(jìn)行測量并對水準(zhǔn)數(shù)據(jù)、測量基準(zhǔn)點數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制,從而得到準(zhǔn)確的測繪結(jié)果。在進(jìn)行高程測量的過程中應(yīng)先使用GPS測繪技術(shù)確保觀測點水準(zhǔn)數(shù)據(jù)的密度與均勻性,然后在確定測量位置后完成測量模型構(gòu)建。在進(jìn)行模型構(gòu)建過程中應(yīng)將測量地形結(jié)構(gòu)作為依據(jù),從而可以得到大地水準(zhǔn)面高層數(shù)學(xué)模型并利用計算機(jī)技術(shù)完成大地水準(zhǔn)高程自動化監(jiān)測,從而保證高程測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時在進(jìn)行高層測量工作時可以應(yīng)用GPS測繪技術(shù)中的橫向及縱向測量法對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并保證所得到數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,同時可以提升高程測量工作的準(zhǔn)確性及時效性。
5結(jié)語
總的來說,工程測繪過程中采用GPS測繪技術(shù)后可以提高測繪工作效率并可以保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此在被廣泛應(yīng)用到工程測繪工作中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,測繪技術(shù)也不斷被更新,同樣GPS測繪技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展,應(yīng)用優(yōu)勢也更加明顯。此外,在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行測繪工作時應(yīng)先了解測繪現(xiàn)場具體情況,在保證測繪結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上確保所制定方案滿足工程要求,為工程測繪工作創(chuàng)建良好的條件.
參考文獻(xiàn)
[1]李耀輝,余入洋.工程測繪中的GPS測繪技術(shù)[J].工程技術(shù)研究,2019,4(24):38-39.
作者:張閆信 單位:山西通會勘測設(shè)計有限公司