淺談GPS在工程測量中的應用

李小紅

常州市測繪院

淺談GPS在工程測量中的應用

李小紅

常州市測繪院

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，GPS測量技術(shù)日益成熟，在工程測量中應用GPS技術(shù)，不僅可以大大的提高整個測繪工作的效率，也可以提升測繪數(shù)據(jù)的準確性。但是，對于GPS技術(shù)而言，其自身的成本也較高，使用的技術(shù)要求也較高。并且在使用過程中要想得到更為準確的測量結(jié)果需要通過多次測量減小誤差的方式，還要有一個比較完善的組織協(xié)調(diào)工作，在提高測量質(zhì)量的同時也要考慮工作效率，進而提高經(jīng)濟效益和社會效益。

GPS測量；工程測量；應用

1　GPS定位測量技術(shù)的主要特點

1.1GPS定位測量技術(shù)具有定位精確的特點

GPS測量技術(shù)的實施，主要是依靠衛(wèi)星導航和定位技術(shù)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的商業(yè)衛(wèi)星在設(shè)計制造上的技術(shù)越來越先進，在進行定位時，對需要測量地區(qū)的位置確定更加精確。特別是在地質(zhì)地貌比較復雜的地區(qū)，比如高山、河流地區(qū)，由于地球上的任意地區(qū)都能同時觀測到四顆衛(wèi)星，這些地區(qū)的測量不會出現(xiàn)死角和遺漏的情況。衛(wèi)星信號的探測幾乎不受地形地貌的限制，可以實現(xiàn)不同地區(qū)工程的精確測量。

1.2GPS定位測量技術(shù)具有自動化水平高的特點

當前，我國使用的主流GPS的接收機都比較簡單，體積比較小。使用者在對其進行使用的過程中，只需要將天線對準天空就可以實現(xiàn)觀測的自動化。通過這種便捷的自動化觀測后，將觀測的數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)處理，再進行三維坐標的分析，最終得出需要的測量結(jié)果。

1.3GPS定位測量技術(shù)具有能夠全天候作業(yè)的特點

GPS技術(shù)的實施時靠24顆衛(wèi)星的運作進行的，衛(wèi)星的運作是不受地面天氣環(huán)境變化的影響的，而且其測量精確度也不會受時間的限制而產(chǎn)生變化，有效提高了GPS工程測量工作的工作效率。如果是采用測量儀器進行現(xiàn)場的人工測量，當發(fā)生惡劣的天氣變化時，由于技術(shù)人員的操作失誤和儀器設(shè)備受到天氣變化的影響，測量數(shù)據(jù)會出現(xiàn)巨大偏差，甚至測量工作都無法正常進行，嚴重影響了工程測量的效率和工程建設(shè)的進度。GPS測量技術(shù)的全天候操作，大大提高了工程測量的效率。

1.4GPS定位測量技術(shù)提供的數(shù)據(jù)具有三維坐標

GPS不但能夠?qū)Φ孛嫖恢眠M行精確的測量，還能夠在測量的時候為使用者提供一個全球統(tǒng)一的三維地心測量坐標。因為GPS測量的這一特點，使得對于大地水平面的形狀研究和確定地面點高程的研究有了更加高效、便捷的方法。此外，由于GPS具有的特點，還為航空攝影測量和航空探索等提供了更加精密的高程數(shù)據(jù)。

2　GPS在工程測量中的應用

2.1GPS在公路測量中的應用

在公路勘測領(lǐng)域中應用GPS體現(xiàn)在多個方面，首先是利用GPS測量技術(shù)可建立精密的控制網(wǎng)，不僅便于對大型建筑物如隧道、橋梁等控制測量，還可對普通公路工程進行實時動態(tài)控制，提高其測量效率。其次，GPS還可進行大比例尺地圖繪制。由于多數(shù)公路段使用的是比例尺在1：1000及以下的帶狀地圖，利用GPS動態(tài)測量技術(shù)在公路路段沿線碎步點位置短暫停留1到2分鐘，便可獲得其對應位置的高程及坐標信息，然后通過輸入位置點的特征信息等并進行分析處理，便可得出帶狀碎步點的準確信息，再在相關(guān)繪圖軟件幫助下完成繪圖工作，整個過程花費的時間明顯降低，并大大減少了工程量。

2.2在工程變形監(jiān)測中的應用

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)也在不斷地完善，在完善的過程中產(chǎn)生了高精度的儀器，在工程變形監(jiān)測中，GPS的應用有效的提高了工作效率及工作質(zhì)量，具體說來，在工程變形監(jiān)測中，GPS主要起了六方面的作用：第一，在進行工程監(jiān)測時，會使用監(jiān)測圖，通過圖上選點，然后到野外踏勘，這樣一來，所選的點與布網(wǎng)的要求之間具有很高的符合度，同時也與野外的條件相適應；第二，在工程變形監(jiān)測中，會設(shè)置多臺接收機，根據(jù)臺數(shù)以及規(guī)定的布網(wǎng)原則，GPS會設(shè)計觀測控制網(wǎng)，同時，如果需要追加施測，路線也已經(jīng)被選定完成；第三，在進行計算時，會達到精度指標的要求，從而使最終的施測方案變得完善；第四，觀測具有一定的周期和時段，在進行設(shè)計時需要綜合考慮工程及其變形的性質(zhì)，通過GPS技術(shù)，全天候作業(yè)的特點可以滿足設(shè)計的要求，得到最佳的觀測周期及時段；第五，在對數(shù)據(jù)進行處理時，有兩種方法，一種是在一定的時間內(nèi)進行同步觀測，隨后對得到的數(shù)據(jù)進行分歷元處理，另一種是計算分析，數(shù)據(jù)通過簡短觀測而來，處理時進行整段數(shù)據(jù)處理；第六，對數(shù)據(jù)進行分析，分析時可以采用的形式比較多，比如圖表、逐步回歸、一元或多元線性回歸等。

2.3GPS在地形、地籍及房地產(chǎn)測量中的應用

在傳統(tǒng)的測量中，所采用的方法為測圖方法，比如經(jīng)緯儀測量，在利用這種方法進行測量時，首先需要進行布設(shè)控制網(wǎng)點工作，在進行布設(shè)時，以國家高等級控制網(wǎng)點為基礎(chǔ)，合理的設(shè)置次級控制網(wǎng)點，其次進行導線測量工作，目的是對控制點及圖根控制點進行加密，最后，對地物點及地形點開展測定工作，并形成了平面圖。傳統(tǒng)的測圖工作非常的繁瑣，影響了測量的效率，而在應用了GPS技術(shù)之后，各級控制點坐標的測量速度得到了有效的提升，而且具有較高的測量精度，尤其是RTK技術(shù)的出現(xiàn)，節(jié)省了次級控制點布設(shè)的工作，從而有效的提升了工作的效率。

2.4GPSRTK技術(shù)在水下地形測量中的應用

水下地形數(shù)據(jù)的準確性對水利工程的施工有著十分重要的影響，傳統(tǒng)的水下測量方法是采用全站儀、三桿分度儀、六分儀與測深儀配合測量。但是，由于水下的地形比較復雜，肉眼又無法看清，施測作業(yè)難度大等條件所限，導致其測量的范圍有限、精度較低，給工程的施工帶來困難，影響施工效率。

結(jié)束語

與傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)相比，GPS 測量技術(shù)憑借其自身功能多、精度高、觀測時間短、能夠得到三維坐標等優(yōu)勢在工程測量中逐漸顯示出其巨大的潛力。但是由于受到一些技術(shù)難點的限制，GPS 技術(shù)在工程測量中也還存在著一定的不足。例如，GPS 測量技術(shù)一般作業(yè)的時間都較長，且需要通過內(nèi)業(yè)處理才能得出有效的數(shù)據(jù)等。因此，這就需要相關(guān)的技術(shù)工作人員在以后的工作中，繼續(xù)發(fā)揮 GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢，并努力攻破其使用的局限性和難點，讓GPS 技術(shù)發(fā)展成為多領(lǐng)域、多模式、多用途、多機型的國際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

[1]董仲英.對GPS測量技術(shù)在工程測量中的應用要點的探析[J].科學中國人，2014(22).

[2]葉積龍，張維寬.關(guān)于GPSRTK技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的應用分析[J].價值工程，2012(10).