測量儀器在工程測量中發(fā)揮著十分重要的作用，新型測量儀器的應(yīng)用相對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)具有高精度、自動化、高效益等優(yōu)勢，本文就就工程測量中新型測量儀器的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并得出了相關(guān)結(jié)論。

　　《電子測量技術(shù)》電子技術(shù)期刊發(fā)表，創(chuàng)刊于1977年，由北京無線電技術(shù)研究所主辦。以為國際和國內(nèi)市場提供有競爭力的產(chǎn)品、為科技工作者提供先進(jìn)的測量技術(shù)，一直以來深受測量領(lǐng)域工程師和研究者的關(guān)注，而為他們搭建溝通行業(yè)信息的平臺，開創(chuàng)學(xué)術(shù)交流的廣闊空間則是《電子測量技術(shù)》創(chuàng)刊30年來的核心使命。榮獲中文核心期刊(1992)。

　　在測繪界，人們把工程建設(shè)中的所有測繪工作統(tǒng)稱為工程測量。實(shí)際上它包括在工程建設(shè)勘測、設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的各種測量工作。它是直接為各項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目的勘測、設(shè)計(jì)、施工、安裝、竣工、監(jiān)測以及營運(yùn)管理等一系列工程工序服務(wù)的。

　　一、GPS在工程測量中的應(yīng)用

　　(一)GPS及其工作原理

　　GPS是指利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它是采用距離交會法以三角測量的定位原理來進(jìn)行。GPS所采用的是多星高軌測距體制，并且將GPS衛(wèi)星和接收機(jī)的距離量作為基本觀測量。只有在地面GPS接收機(jī)接受的衛(wèi)星信號同時(shí)在3顆以上之后，才可以利用位距測量或者是載波相位測量，來進(jìn)行測算，然后得出衛(wèi)星信號到接收機(jī)所花費(fèi)的的距離以及時(shí)間，最后再根據(jù)各衛(wèi)星所處的位置信息，把衛(wèi)星到用戶的多個(gè)等距離球面相交后，就能夠獲得用戶的三維(經(jīng)度、緯度、高度) 數(shù)據(jù)坐標(biāo)、速度以及時(shí)間等相關(guān)參數(shù)。GPS的測量中最常通常使用的兩類坐標(biāo)系統(tǒng)是在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)和與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)，又被稱作地固坐標(biāo)系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用過程中坐標(biāo)系統(tǒng)的變換需要根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行，一次來進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)的推算。這么一來便使得表達(dá)地面控制點(diǎn)的位置和處理GPS觀測成果更加容易，因此作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)——全球定位系統(tǒng)，以其自身的全球性、全天候、高精度、高效益的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于工程測量中。

　　(二)GPS在工程測量中的應(yīng)用

　　1、GPS測量技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用

　　在公路工程中首先引入GPS的是公路控制測量。公路控制測量是路線勘測設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，隨著高等級道路的興建，對路線勘測提出了更高的要求，由于線路長且己知點(diǎn)少，因此用常規(guī)手段不僅布網(wǎng)困難而且難以滿足高精度的要求，而GPS高精度的特點(diǎn)正好可以滿足這一要求。在公路控制測量中通常采用靜態(tài)相對定位技術(shù)，也就是至少有兩臺GPS接收機(jī)同時(shí)觀測，經(jīng)處理后可以精確獲得兩點(diǎn)的三維坐標(biāo)差，根據(jù)其中一點(diǎn)的坐標(biāo)可推算出另一點(diǎn)的坐標(biāo)。由于靜態(tài)相對定位精度高，因此廣泛應(yīng)用于大地測量、形變監(jiān)測等高精度測量領(lǐng)域。同樣靜態(tài)相對定位技術(shù)將在相當(dāng)廣泛的范圍內(nèi)逐步取代以往的常規(guī)測量方法，廣泛應(yīng)用于公路控制測量中,如用于建立路線精密控制網(wǎng)、橋隧精密控制網(wǎng)等。

　　2、GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用

　　變形監(jiān)測主要是監(jiān)測像大橋、水庫大壩、高層大樓等建筑物、構(gòu)筑物地基沉降、位移以及整體傾斜等狀況。常規(guī)監(jiān)測技術(shù)是應(yīng)用水準(zhǔn)測量方法，監(jiān)測地基沉降;應(yīng)用三角測量(或角度交會)方法監(jiān)測地基位移和整體傾斜，由于被監(jiān)測物體通常都是幾何尺寸巨人，監(jiān)測環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測技術(shù)要求較高，因此應(yīng)用常規(guī)技術(shù)不僅觀測時(shí)間長、勞動強(qiáng)度大，而且難以實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)測。而GPS定位技術(shù)由于定位精度高，不需要通視、可全天候工作等特點(diǎn)。研究表明，利用GPS進(jìn)行水平位移觀測可獲得小于士2mm精度位移矢量，高程測量也可獲得不大于士10mm精度。因此，GPS在變形監(jiān)測中越來越受到廣泛應(yīng)用，

　　二、RS在工程測量中的應(yīng)用

　　(一)RS

　　RS,即遙感技術(shù)。遙感技術(shù)包括傳感器技術(shù),信息傳輸技術(shù),信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù),目標(biāo)信息特征的分析與測量技術(shù)等。RS技術(shù)具有大面積的同步觀測、時(shí)效性強(qiáng),數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性具有教高的優(yōu)勢,得到快速的普及。

　　(二)RS在工程測量中的應(yīng)用

　　1、在地籍測量中的應(yīng)用

　　多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取,為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

　　2、遙感動態(tài)監(jiān)測在水利工程中的應(yīng)用

　　動態(tài)變化監(jiān)測已成為遙感應(yīng)用的一個(gè)主要方面，多時(shí)相、多種類型的傳感器對同一地區(qū)進(jìn)行定期或不定期的資源與環(huán)境調(diào)查能及時(shí)、準(zhǔn)確、宏觀地反映客觀情況。以多時(shí)相遙感影像為數(shù)據(jù)源，通過重點(diǎn)分析最佳組合波段的選擇和水體信息特征提取的圖像處理方法，為遙感技術(shù)在水環(huán)境方面的研究提供一定的理論依據(jù)。同時(shí)，利用數(shù)字遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)間變化的水域動態(tài)監(jiān)測和枯水期、豐水期的水域變化的動態(tài)監(jiān)測，為防洪、抗洪、水資源合理調(diào)度、河道規(guī)劃治理工作提供科學(xué)依據(jù)。

　　三、GPS—RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

　　(一)基本原理

　　GPS—RTK測量系統(tǒng)一般由GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和軟件系統(tǒng)三部分組成。RTK測量技術(shù)是以載波相位觀測量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測量技術(shù)，可在野外獲取點(diǎn)位厘米級的精度。其基本思想是：在基準(zhǔn)站上設(shè)置一臺GPS接收機(jī)，對所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)通過無線傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號的同時(shí)，通過無線接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位原理，實(shí)時(shí)地解算整周模糊度未知數(shù)，并計(jì)算顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。使用動態(tài)GPS測量技術(shù)，測量人員只需在完成初始化后，短時(shí)間就能獲取觀測點(diǎn)的坐標(biāo)。

　　(二)作業(yè)流程

　　GPS-RTK測量的作業(yè)流程

　　1、收集控制資料。根據(jù)工程需要收集當(dāng)?shù)氐母叩燃壱阎�控制點(diǎn)，并對其進(jìn)行檢查以保證起算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

　　2、基準(zhǔn)站的設(shè)置。由于收集的已知控制點(diǎn)在多數(shù)情況下并不便于直接使用，需要在測區(qū)內(nèi)布設(shè)若干加密控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)站的位置，聯(lián)測其坐標(biāo)與高程。再在基準(zhǔn)站上安置接收機(jī)，配置正確的參數(shù)。

　　3、流動站的設(shè)置。在流動站上安置GPS接收機(jī)并進(jìn)行初始化。流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動狀態(tài);可以在一個(gè)固定點(diǎn)上初始化后再進(jìn)行動態(tài)作業(yè)，也可以在動態(tài)條件下進(jìn)行初始化。

　　4、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。一般工程中選用地方獨(dú)立坐標(biāo)系，而GPS實(shí)測的坐標(biāo)為WGS-84坐標(biāo)系，為統(tǒng)一坐標(biāo)參照系，需計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。若該地區(qū)已經(jīng)進(jìn)行過靜態(tài)控制網(wǎng)測量，可直接得到轉(zhuǎn)換關(guān)系;若沒有，則需要采用現(xiàn)場點(diǎn)校正的方式，利用三個(gè)以上的控制點(diǎn)進(jìn)行RTK參數(shù)修正。求出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)后，利用RTK設(shè)備中測量控制器即可實(shí)時(shí)解算出定位點(diǎn)的獨(dú)立坐標(biāo)。

　　5、流動站測量定位。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)確定無誤后，即可在測區(qū)根據(jù)工程需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的單點(diǎn)測量或放樣定位測量等工作。

　　(三)應(yīng)用分析

　　1、建筑物規(guī)劃放線

　　建筑物規(guī)劃放線，放線點(diǎn)既要滿足城市規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求較高。使用RTK進(jìn)行建筑物放樣時(shí)需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系，對于短邊，其相對關(guān)系較難滿足。在放樣的同時(shí)，需要注意的是測量點(diǎn)位的收斂精度，如果點(diǎn)位收斂精度不高的情況下，強(qiáng)制測量則有可能帶來較大的點(diǎn)位誤差。在點(diǎn)位精度收斂高的情況下，用RTK進(jìn)行規(guī)劃放線一般能滿足要求。

　　2、用地測量

　　在建設(shè)用地勘測定界測量中，RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測定界址點(diǎn)坐標(biāo)，確定土地使用界限范圍，計(jì)算用地面積，在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時(shí)，應(yīng)用RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)測量權(quán)屬界限、土地分類修測，提高了測量速度和精度。

　　結(jié)束語

　　測量儀器為工程測量的實(shí)施提供了設(shè)備基礎(chǔ)，新的測量儀器的研發(fā)和應(yīng)用推動了工程測量的發(fā)展與進(jìn)步。當(dāng)前GPS、RS、GPS——RTK等新測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于地籍測量、水利工程測量、建筑物規(guī)劃等領(lǐng)域，推動工程測量向精密、自動化、智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了工程測量、數(shù)據(jù)處理、成果分析、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用的一體化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。測量工作人員只有加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)，不斷地創(chuàng)新，使用推廣新設(shè)備、新方法和新工藝，才能保證工程測量工作更好地實(shí)現(xiàn)。

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