GPS測繪技術(shù)在鐵路工程測量中的應(yīng)用【摘要】社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步為各部門的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，提供了可靠的科技保障。尤其是電腦技術(shù)的迅速發(fā)展，使資訊全球化的趨勢更加明顯。GPS是全球定位系統(tǒng)，它為全球范圍內(nèi)的資訊傳送與傳播提供了可靠的技術(shù)支援，在工程繪圖方面也扮演了重要角色。結(jié)合GPS技術(shù)的特點、優(yōu)勢及其在工程制圖中的應(yīng)用，分析了GPS定位在工程制圖領(lǐng)域的具體應(yīng)用和重要作用，并分析了其發(fā)展前景?！娟P(guān)鍵詞】GPS測繪技術(shù);工程測量;鐵路工程前言隨著全球經(jīng)濟和社會經(jīng)濟的一體化發(fā)展以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展，信息在世界各地的流動和傳遞越來越多，極大地促進了人們的生活。同時，GPS測量方法的應(yīng)用和發(fā)展也極大地推動了鐵路工程制圖方法的發(fā)展。尤其是現(xiàn)代鐵路工程制圖技術(shù)對精度的要求越來越受到人們的追捧。1、GPS的工作原理GPS技術(shù)的工作原理是將定位和定位信號不斷地傳輸給GPS衛(wèi)星，然后由電腦對接收的數(shù)據(jù)進行處理，從而形成GPS的立體定位。利用GPS進行鐵路工程測量，將其劃分為平面和空間兩大類。該方法能將其轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)系統(tǒng)，以求精確地定位控制點，提高測量精度。它的定位方法有兩種:一種是絕對的，一種是相對的。相對定位是在空間幾何原理的基礎(chǔ)上，通過對GPS測點與三個衛(wèi)星的相對位置進行比較，然后運用相關(guān)的數(shù)學(xué)原理來確定該測點的真實位置。2.GPS測量的技術(shù)特點2.1定位精度高該方法在測量中使用了載頻相位法，其精度可以達到lppm，這也目前其他測量技術(shù)所無法達到的。GPS的應(yīng)用范圍很廣，其相對定位精度可達50公里，相對定位精度可達lmm。在300~1500米的高精度位置上，測量值的偏差不超過1mm。這是一種GPS技術(shù)，適用于高層建筑物的傳遞，其平面絕對誤差在5mm以內(nèi)。特別是在微分位置的實時動態(tài)定位中，可以實現(xiàn)毫米級的精確定位。通過對GPS的觀測與數(shù)據(jù)處理手段的不斷完善，可以使GPS的測量精度得到進一步的提高[1]。2.2觀察時間短在測量過程中，系統(tǒng)采用了基于基準(zhǔn)的靜態(tài)位置。將要求的觀測精度與測量結(jié)果相結(jié)合，完成測量，時間為1-3小時。若使用快速定位法，則只需數(shù)分鐘，甚至數(shù)秒。由于GPS系統(tǒng)與軟件的不斷改進與完善，以往的數(shù)小時監(jiān)控，如今只需數(shù)十分鐘，甚至數(shù)分鐘即可完成。通常，系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)可以在1h中獲取，通過GPS接收機獲取，并由系統(tǒng)進行處理。隨著科技的進步，軟硬件的不斷完善與升級。采用GPS技術(shù)，在現(xiàn)場布設(shè)控制網(wǎng)絡(luò)，既節(jié)約了觀測時間，又大大提高了工作的效率。比如，一個更新的系統(tǒng)能達到20km的相對靜止位置。并且，它的位置非常的精確。一般只需要16~20min就可完成。若是靜態(tài)定位，那么在1~2min內(nèi)即可完成.甚至于只需要幾秒鐘[2]。2.3無須通視在該工程中，測點與測點的交互通視是一個很大的難題，而GPS的運用則很好地解決了這個問題。但是，在測量點上方，一定要有足夠的空間，這樣衛(wèi)星的信號就不會被干擾。2.4操作簡單在運行過程中通過GPS技術(shù)進行測量，高度自動化，只需安裝適當(dāng)?shù)拈_關(guān)設(shè)備即可提供遠程觀測，并獲得完全的準(zhǔn)確性和高可用性，例如在收集氣象數(shù)據(jù)時，整個數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)對高觀測水平的工作狀態(tài)，并與接收機配合，確保在同一臺站進行連續(xù)觀測時自動完成工作。在這種情況下，系統(tǒng)將與其他通信手段和網(wǎng)絡(luò)交互，存儲收集的信息并將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，全面實現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集和處理的自動化。3、GPS測繪技術(shù)在鐵路工程測量中的應(yīng)用實踐3.1動態(tài)定位模式測量動態(tài)定位模式測量主要由支持站和移動站組成。GPS接收器的選擇是以GPS觀測站(特別是移動觀察站)開始的精確度為基礎(chǔ)的，其中GPS信號接收器在接收到衛(wèi)星信號和從無線轉(zhuǎn)送裝置接收到的信息時，對該移動臺的三維坐標(biāo)進行計算和顯示[2]。通過對試驗資料的觀察，確定觀測時間，降低重載量，提高監(jiān)控工作的效率。但是，在進行動態(tài)定位模式時，首先要進行初步的測量，然后在數(shù)分鐘之內(nèi)進行有控制點的靜止觀察，該方法能實現(xiàn)采樣目標(biāo)與基站的空間位置同步觀察，并能達到厘米的精度。由于其高效率、高精度、低干擾等特點，在鐵路工程的地形測量、土方復(fù)測、施工過程構(gòu)筑物的標(biāo)定等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。3.2快速靜態(tài)測量模式鐵路工程施工控制網(wǎng)的快速靜態(tài)測試是為了達到目的。鐵路工程測量的目的是為了方便后續(xù)的測量，對線路的流量進行控制?，F(xiàn)在，它已經(jīng)發(fā)展成為一種先進的控制手段。然而，由于全國三角點受到了嚴重破壞，所以在30公里以內(nèi)，僅靠全站儀法無法進行測量。方圓30公里內(nèi)，幾乎沒有任何三角形可以進行聯(lián)測。在全國三角地區(qū)進行加密測量，從而實現(xiàn)對鐵路控制網(wǎng)絡(luò)的測量。在特定的測量期間，各移動站GPS信號接收機能夠接收到來自于基地臺和移動站的數(shù)據(jù)，并且能夠及時地進行三維坐標(biāo)的計算。將快速靜態(tài)測試模式運用于某一具體項目，能迅速獲取精確、可靠的資料，加速工程建設(shè)進程。目前，在鐵道施工中，常用的靜態(tài)測量手段有CPI、CPII控制網(wǎng)重復(fù)測量、路基沉降和位移監(jiān)測等[3]。4、GPS測繪技術(shù)應(yīng)用的注意事項4.1注重加強高程問題GPS測量技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用，其中最關(guān)鍵的問題就是高程問題，所以如何解決這一問題顯得十分重要。只要能從根本上解決高程問題，就能為鐵路建設(shè)提供更高的性價比。但實際高程問題的求解卻有一定難度，應(yīng)視具體工程的具體情況而定。4.2綜合考慮項目特點在鐵路工程測量中，選擇的轉(zhuǎn)換參數(shù)根據(jù)測量位置、天氣條件和其他因素而變化。在不同的監(jiān)控地點，不能使用相同的變換參數(shù)。因此，在GPS的應(yīng)用中，必須充分利用GPS的特性，科學(xué)、合理地選取各種參數(shù)，使GPS具有更大的優(yōu)越性和功能。如果不這樣做，那么GPS技術(shù)在鐵路工程中的應(yīng)用將會喪失其應(yīng)有的作用。為了使GPS更好地為鐵路建設(shè)工程測量服務(wù)，還需要不斷改進和完善GPS的測繪方法，這是鐵路工程測量中需要注意的內(nèi)容之一。5、GPS測繪技術(shù)在我國鐵路測量工作中的發(fā)展前景目前，鐵路工程測量中，盡管使用了電子全站儀等先進的技術(shù)，但由于水平可視、作業(yè)環(huán)境等因素的制約，使其勞動強度大，從而大大縮短了軌道工程的設(shè)計周期。由于研發(fā)手段的發(fā)展需要引進設(shè)備和技術(shù)革新，所以采用先進GPS技術(shù)是最好的選擇。GPS的動態(tài)和動態(tài)的快速定位，使得鐵路的測量成為可能。與傳統(tǒng)的手工測量相比，鐵路測量更加準(zhǔn)確。完善基于GPS靜態(tài)法的鐵路交通綜合管理，為地形測量、地形分區(qū)測繪和縱斷面測量提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。在建設(shè)過程中，要建立起一套科學(xué)的橋梁、隧道建設(shè)管理體系。GPS技術(shù)不但能清晰地顯示出與鐵路施工區(qū)地面有關(guān)的山脈、河流及地質(zhì)情況，而且能為其繪制詳細的線路圖。隨著鐵路設(shè)計工業(yè)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，CAD模型逐漸被應(yīng)用到實際工程中。另外，在勘測、圖紙設(shè)計、現(xiàn)場施工、完工后的各個階段，都要把資料錄入數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)鏈上建立數(shù)據(jù)鏈接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享[3]。全面數(shù)據(jù)庫的建立將減少測繪所需的大量人力、財力和物力，最終提高測繪效率。結(jié)論綜上所述，GPS技術(shù)與測繪技術(shù)的結(jié)合，將極大地提高測繪精度，提高測繪效率和質(zhì)量，減少測繪人員工作任務(wù)的數(shù)量。因此，在實踐中，測繪人員要結(jié)合實際測繪需要，合理使用GPS測繪技術(shù)，嚴格按照既定的操作要求進行，確保測繪工作順利高效地進行。參考文獻[1]夏旭東.