GPS技術在勘察測量控制中的應用與注意事項探討

張恩東

GPS技術在勘察測量控制中的應用與注意事項探討

張恩東

隨著工程測量技術的進步和發(fā)展，GPS測量技術被運用到工程測量中，尤其是GPS控制測量技術的應用。當前，很多工程測量中都融入了現(xiàn)代化的GPS控制測量技術，因為該技術測量速度快、精度高，操作便捷且費用較低，被很多工程項目所應用。但在具體的工程測量中，GPS控制測量技術受多種因素的影響，例如已知點少、已知點分布不均勻、已知點位置不合理、控制網(wǎng)型不佳和難以進行水準測量等因素，難以通過直觀性方法來進行修正，必須通過平差軟件等來修正誤差。

勘查測量；GPS技術；應用

GPS測量技術是通過無線導航設施和環(huán)球通信衛(wèi)星把很精確的信息傳輸給我們的，GPS測量技術在工程測量中的應用使得工程施工更加精確，確保工程施工能夠有條不紊的進行。鑒于GPS測量技術在工程測量中的巨大優(yōu)勢，對工程施工產(chǎn)生了巨大影響，給工程施工帶來了很多的便利。

1 GPS技術的概述

1.1 GPS綜述

GPS技術最早來自美國，是一款應用在軍方無線電導航中的項目。GPS系統(tǒng)可以進行全天候的服務，能夠提供三維位置的定位活動，保證時間、信息的真實有效性，完善了傳統(tǒng)的測量定位遙感技術的不足。從整體上看，GPS系統(tǒng)的組成結構包括：空間段、控制段、用戶段，這三個部分都具有自身獨特的構成結構。

1.2 GPS技術

GPS技術的測量方法是以衛(wèi)星發(fā)射的信號作為主要的根據(jù)，借助衛(wèi)星分布在不同軌道上的特點，進行多角度的定位活動。技術工作人員根據(jù)衛(wèi)星軌道與地球赤道之間的交叉角、衛(wèi)星運行的規(guī)律、周期等因素進一步加強對GPS的定位，保證定位的精準度。通過高科技與GPS技術的結合應用，確保了衛(wèi)星傳遞出的信號在地面的每一個坐標點上都可以有效地接收到。參與測量的工作人員依據(jù)接收到的信息，有效地完成測量任務。同時，這種測量的工作不需要工作人員全天候地工作，只要將相關的數(shù)據(jù)進行記錄與分析便可完成。

2 GPS 測量技術在工程測量中的應用

2.1 工程測量應用

目前工程測量中GPS測量技術被廣泛應用，由于工程項目建設的環(huán)境較為復雜，且條件有限，很多場地難以使用大型的機械設備進行測量，而通過便攜式的GPS測量儀器就可以進行工作。GPS測量是以遙感技術與衛(wèi)星定位技術為基礎，通過測量儀器進行數(shù)據(jù)獲取和計算的過程，測量時間短，測量速度快，且具有較高的精度，尤其是平面坐標精度較高，大大降低了測量人員的工作量，提高了測量工作的效率和質(zhì)量。

圖1 GPS測量示意圖

例如，在某區(qū)域工程測量項目中，GPS測量如圖1所示，測量區(qū)域內(nèi)導線點分別為D1和D2，坐標系中高程使用四等水準；GPS測量C級測量點C4、C5、C6、C7，坐標系中使用二級水準高程起算。然后通過GPS控制測量技術進行測量，測量設備選用6臺靜態(tài)GPS儀器，獲取的數(shù)據(jù)使用平差軟件進行平差處理，首先使用4個C級點當做已知點進行推算，并應用其中3個C級點當做起算已知點，將剩余的1個C級點和其余2個點D1和D2作為未知點進行計算。通過計算發(fā)現(xiàn)平面坐標的精度值滿足要求，但高程誤差超出了勻速誤差的范圍，最大高程誤差大于0.568m，最小高程誤差為0.051m。

2.2 利用GPS布設控制點

GPS技術在勘測控制中的另一項重要應用便是可以輔助工程布設科學、合理的控制點。地質(zhì)勘測作業(yè)主要包括基線測量、剖面測量以及工程點布設等，利用GPS技術，根據(jù)測距極坐標或經(jīng)緯儀視距方法布設控制點能夠保證控制點的科學性。首先在剖面和基線的端點位置埋設水泥柱，并用相應的符號進行標記；在鉆孔布設后對布設的點進行重復測試，鉆孔下面位置以封孔后的標志中心為準，高程測至終孔標志頂面并量取相應的高度；量取槽探寬度，槽探工程點通常利用極坐標或根據(jù)工程實踐的經(jīng)驗進行分析判斷，最終制定符合實際情況的工程規(guī)劃方案。在GPS工程控制網(wǎng)絡的建設中要滿足各待測點的布設次數(shù)相同，并優(yōu)先測量距離相近的點，在最短距離遷站方向上聯(lián)測相距較遠的高等級已知點，并做到在待測點的每次重復設站中使用相同的接收機，以保證網(wǎng)絡中各點精度的均勻性?？刂泣c的科學布設是勘測工程控制網(wǎng)絡能夠充分發(fā)揮作用的前提，利用GPS技術進行控制點的布設及控制網(wǎng)絡的建立在勘測控制中具有顯著的優(yōu)勢。

2.3 工程測量觀測時間的測定

GPS 測量技術是通過幾顆衛(wèi)星在空間形成一定的圖形，然后根據(jù)一定的公式算出來的結果，衛(wèi)星在運轉(zhuǎn)的過程中可能由于某些因素使得衛(wèi)星之間形成的圖形并不是很規(guī)則或者是觀測時不太好觀察。還有就是我們觀測的時候還會受到大氣折射的影響，工作人員在進行觀測的時候要注意很多方面的問題，我們在觀測的時候也要考慮到這方面的影響因素，盡可能使得我們的觀測數(shù)據(jù)是最準確的。因為我們觀測到的數(shù)據(jù)關系到我們的建筑工程的質(zhì)量，關系到很多人的生命財產(chǎn)安全，所以工作人員在觀測時候要謹慎，要選擇適當?shù)挠^測時間。

3 注意事項

現(xiàn)階段GPS技術發(fā)展的并不完善，在測量工作的過程中，還存在一些不足之處，需要進一步研究與分析。接收器與衛(wèi)星信號是保證GPS定位的基礎設備，兩者之間的距離運算是GPS定位的關鍵，這種計算方式采用的是電磁波的直線傳播公式：距離=速度×時間。假設在電磁波傳播的過程中，出現(xiàn)了不均勻的介質(zhì)，得出的測量數(shù)據(jù)是經(jīng)過GPS技術調(diào)整后的平均數(shù)據(jù)，精準度不高。導致發(fā)生電磁波不能直線傳播的因素還有遮蔽物。

綜上所述，GPS測量技術已經(jīng)被廣泛應用到工程測量中，其不僅提高了測量的效率、測量精度，還大大降低了測量人員的工作任務量，能夠快速準確地計算出測量數(shù)據(jù)的結果。但由于外界環(huán)境以及測量技術本身的復雜性等影響，導致高程測量精度受到影響，因此，必須加強對高程測量精度的研究，以最大程度上降低高程測量誤差，提高測量的整體質(zhì)量。

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