電子工程師微電子類高級(jí)職稱評(píng)職論文范文

　　摘要：GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，促使測(cè)繪工程發(fā)生了革命性的進(jìn)步。GPS測(cè)量技術(shù)以其速度快、成本低、精度高等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于公路橋梁工程、海峽與地鐵貫通工程以及精密設(shè)備安裝工程等，應(yīng)用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)可以進(jìn)行各種工程測(cè)量如道路施工放樣，橋梁、高層建筑物的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，其有著顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文首先對(duì)GPS技術(shù)進(jìn)行了概述，介紹了其系統(tǒng)組成，定位原理和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，然后列舉了其測(cè)量過程的實(shí)施步驟，最后重點(diǎn)闡述了GPS技術(shù)在市政工程、公路工程、鐵路工程、樁基基礎(chǔ)和地籍等測(cè)繪工程中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：GPS技術(shù),測(cè)繪,應(yīng)用,精度高,RTK技術(shù)

　　一、GPS技術(shù)概述

　　GPS漢譯為“全球定位系統(tǒng)”或者“衛(wèi)星實(shí)時(shí)測(cè)距導(dǎo)航”。該系統(tǒng)于20世紀(jì)70年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合組織研制，耗時(shí)歷經(jīng)20年，耗資將近300 億美元，于20 世紀(jì)90 年代初期建成，主要為軍事導(dǎo)航定位服務(wù)。GPS 不但可以運(yùn)用到國(guó)家軍事國(guó)防建設(shè)服務(wù)領(lǐng)域中，同時(shí)在民用上也被廣泛應(yīng)用，而GPS 定位技術(shù)的逐步成熟，也促使測(cè)繪技術(shù)掀起新的科學(xué)技術(shù)革命，推動(dòng)了測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。

　　(一)GPS系統(tǒng)的組成

　　GPS系統(tǒng)主要由空間部分、地面控制系統(tǒng)、用戶設(shè)備終端三大部分組成。GPS的空間部分是由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，以55°的軌道傾角均勻分布在6個(gè)距地表20200km的軌道面上。地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)站、主控制站、地面天線組成。用戶設(shè)備部分包括GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備3個(gè)構(gòu)件。如今國(guó)內(nèi)今采用WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)。

　　(二)GPS 定位原理

　　GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，來確定待測(cè)點(diǎn)的具體位置。但GPS具體定位的方法原理是不同的,終端操作者可以依據(jù)不同的目的使用不同的定位操作方法。

　　(三)GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

　　1、定位精度高

　　應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS 相對(duì)定位精度在50km 以內(nèi)可達(dá)10-6，100km～500km可達(dá)10-7，1000km 可達(dá)10-9。在300m～1500m 工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000 電磁波測(cè)距儀測(cè)定得邊長(zhǎng)比較，其邊長(zhǎng)較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。

　　2、觀測(cè)時(shí)間短

　　隨著GPS 系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20km 以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15min～20min;快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15km 以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1min～2min，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)只需幾秒鐘。

　　3、GPS 作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大

　　GPS 可勝任各種測(cè)繪內(nèi)、外業(yè)。流動(dòng)站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，使輔助測(cè)量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業(yè)精度。

　　二、GPS技術(shù)的測(cè)量過程實(shí)施

　　(一)設(shè)計(jì)精度

　　根據(jù)工程需要與現(xiàn)場(chǎng)條件布設(shè)全面網(wǎng)或越級(jí)布網(wǎng)的情況，選擇平面控制網(wǎng)分兩級(jí)布設(shè)，首級(jí)為GPS 控制網(wǎng)，二級(jí)為精密導(dǎo)線網(wǎng)。要求一級(jí)導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng)不應(yīng)超過1Km，GPS 標(biāo)稱精度，固定誤差不大于5mm，相對(duì)誤差不大于1×10-6。同時(shí)，在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)及周邊區(qū)域選擇9個(gè)滿足GPS 觀測(cè)條件的原城市高等級(jí)控制點(diǎn)，作為起算數(shù)據(jù)選擇的依據(jù)或作為重合點(diǎn)。

　　(二)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)和網(wǎng)形設(shè)計(jì)

　　保證很好地控制工程的施工，需設(shè)置獨(dú)立的平面控制網(wǎng)，由12個(gè)GPS 控制點(diǎn)組成，其中聯(lián)測(cè)已知平面控制點(diǎn)2 個(gè)，高程控制點(diǎn)5 個(gè)。同時(shí)，在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)及周邊區(qū)域選擇9 個(gè)滿足GPS觀測(cè)條件的原城市高等級(jí)控制點(diǎn)，作為起算數(shù)據(jù)選擇的依據(jù)或作為重合點(diǎn)

　　(三)觀測(cè)計(jì)劃

　　根據(jù)編制的GPS 衛(wèi)星可見性預(yù)報(bào)表及衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度( 其PDOP 值不應(yīng)大于6)，選擇最佳觀測(cè)時(shí)段，并注意手機(jī)、步話機(jī)等設(shè)備的使用，并編排作業(yè)調(diào)度表。

　　三、GPS技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

　　在我國(guó)GPS 定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域，在國(guó)家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用GPS 技術(shù)，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測(cè)、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測(cè)、海島或海域測(cè)量等也已廣泛的使用GPS 技術(shù)。隨著DGPS 差分定位技術(shù)和RTK 實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國(guó)AS技術(shù)的解除，單點(diǎn)定位精度不斷提高，GPS 技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測(cè)量、碎部點(diǎn)的測(cè)繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。下面就是GPS技術(shù)在測(cè)繪工程當(dāng)中的實(shí)踐應(yīng)用：

　　(一)在市政建筑工程中的應(yīng)用

　　1、利用GPS 靜態(tài)定位技術(shù)進(jìn)行首級(jí)控制測(cè)量，用動(dòng)態(tài)GPSRTK 進(jìn)行圖根控制加密， 采用全站儀進(jìn)行全數(shù)字化野外數(shù)據(jù)采集成圖軟件電腦繪制電子圖的方法。

　　工程控制測(cè)量，控制網(wǎng)的建立精度要求高，用GPS 建立控制網(wǎng)，最精密的方法是靜態(tài)測(cè)量。這種方法在測(cè)量過程中能及時(shí)獲得定位精度，多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)作業(yè)，大大提高了作業(yè)效率，并使后期工作更簡(jiǎn)便宜行。需要注意的地方是，根據(jù)GPS 的特點(diǎn)，控制點(diǎn)的布控一定要合理，站點(diǎn)四周應(yīng)開闊，無大面積GPS 信號(hào)反射物(大面積水域，無線電發(fā)射塔等)，以防止數(shù)據(jù)鏈的丟失及多路徑效應(yīng)產(chǎn)生，影響觀測(cè)成果精度。

　　2、利用GPS RTK 直接進(jìn)行全野外數(shù)據(jù)采集， 內(nèi)業(yè)用數(shù)字化成圖軟件繪制電子圖的方法。

　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS RTK 技術(shù)，電子手薄的應(yīng)用，不僅滿足了動(dòng)態(tài)、快速、高精度定位需要，而且是野外數(shù)據(jù)采集更加輕便靈活，數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)便捷有效。只要能接受到衛(wèi)星信號(hào)的地方，GPS RTK 就無所不能。利用GPS RTK 直接進(jìn)行全野外數(shù)據(jù)采集其特點(diǎn)是：

　　1)無需進(jìn)行各級(jí)控制點(diǎn)和圖根點(diǎn)的加密，僅僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)點(diǎn)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，便可高精度、快速測(cè)定地物點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過編碼還可以記錄其屬性數(shù)據(jù)。

　　2)操作簡(jiǎn)單、快捷方便效率高。在基準(zhǔn)站設(shè)置完成開通后，整個(gè)系統(tǒng)只需一人持流動(dòng)站接收機(jī)作業(yè)，另一人現(xiàn)場(chǎng)繪制草圖和記錄即可完成作業(yè)。另外，也可以利用同一基準(zhǔn)站，同時(shí)設(shè)置幾個(gè)流動(dòng)站同時(shí)工作。這種測(cè)量方法比較適應(yīng)于測(cè)區(qū)較為空曠開闊，地勢(shì)較為平坦的區(qū)域。影響GPS 信號(hào)傳播和接收的因素少。

　　(二)在公路建設(shè)工程中的應(yīng)用

　　城市化公路建設(shè)當(dāng)中，縱橫斷面設(shè)計(jì)需要對(duì)其從橫斷面進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)也要進(jìn)行中樁放樣。在公路建設(shè)當(dāng)中首先根據(jù)設(shè)計(jì)的坐標(biāo)線路進(jìn)行中樁放樣，然后利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平工作，以及測(cè)量線路左端面。在以前中樁放樣主要用到的是全站儀，但GPSRTK技術(shù)高精度日益發(fā)展，逐步取代了全站儀的放樣。特別是在水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平工作以及測(cè)量路縱斷面的速度滯后時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)流程的脫節(jié)，不利于工程進(jìn)行指揮和任務(wù)的及時(shí)完成。而現(xiàn)在為了解決這個(gè)實(shí)時(shí)性的問題，就運(yùn)用到了GPSRTK技術(shù)，通過精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)測(cè)量，進(jìn)而避免了數(shù)據(jù)滯后無法準(zhǔn)確定

　　位的結(jié)果，從而推動(dòng)整個(gè)測(cè)量過程的進(jìn)程。

　　(三)在鐵路測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用

　　鐵路測(cè)量包括了針對(duì)鐵路勘測(cè)以及定測(cè)放樣等基本步驟。其中在鐵路勘測(cè)當(dāng)中對(duì)于地形測(cè)圖，GPSRTK技術(shù)可僅僅通過對(duì)基準(zhǔn)站的設(shè)置，通過高精度的計(jì)算三維坐標(biāo)，通過應(yīng)用軟件層面可測(cè)繪出一個(gè)相對(duì)應(yīng)的電子地圖。并且在放樣的過程當(dāng)中，通過求出目標(biāo)物之間的距離、角度等關(guān)系信息，其中所得到的放樣數(shù)據(jù)利用基本測(cè)量的工具水準(zhǔn)儀、皮尺等求得平面位置。由于GPSRTK技術(shù)受到的外界影響的因素較少，這就提高了通信及時(shí)的保障，并且在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)當(dāng)中多點(diǎn)測(cè)量相比較，大大減少了工作量。

　　(四)在樁基基礎(chǔ)施工測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用

　　在合寧鐵路工程當(dāng)中，由于工程量較大，時(shí)間短且多點(diǎn)施工的情況，采用傳統(tǒng)的測(cè)量，難以完成對(duì)每一個(gè)墩樁基礎(chǔ)中心的放樣。隨即進(jìn)行了GPSRTK技術(shù)的應(yīng)用，在配合軟件層面super pro進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集以及測(cè)量放樣，在設(shè)置完基準(zhǔn)站后，在確定衛(wèi)星接收大于4顆的情況下面，設(shè)好流動(dòng)站，并隨后可立即進(jìn)行放樣的施工，當(dāng)達(dá)到了一定厘米的精確度時(shí)，結(jié)束測(cè)量。

　　(五)RTK 技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用

　　在地籍測(cè)量應(yīng)用中,RTK 技術(shù)可測(cè)定每一宗土地的全界址點(diǎn)以及測(cè)繪地籍圖,能實(shí)時(shí)測(cè)繪有關(guān)界址點(diǎn)的位置并能達(dá)到厘米級(jí)的精度,將測(cè)得數(shù)據(jù)處理后可得到及時(shí)準(zhǔn)確的地籍圖和房產(chǎn)圖。在衛(wèi)星信號(hào)不好的地方可用常規(guī)儀器———全站儀、經(jīng)緯儀、測(cè)距儀等測(cè)量工具,采用解析法或圖解法進(jìn)行細(xì)部測(cè)量。RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界樁位置,確定土地使用界范圍,計(jì)算用地面積,使得地籍測(cè)量工作變得較輕松。

　　結(jié)語

　　綜上所述，GPS技術(shù)以其顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大大降低了測(cè)繪工程作業(yè)強(qiáng)度。作為先進(jìn)的測(cè)量手段和新的生產(chǎn)力,已經(jīng)融入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。由此可見，GPS技術(shù)在工程測(cè)量上會(huì)有很大的發(fā)展空間，將為工程的施工質(zhì)量提供更加可靠的基礎(chǔ)保障，為社會(huì)創(chuàng)造更多的綜合效益。

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