工程測繪中GPS定位測量技術(shù)的重要作用

趙陽+王月斌

摘 要： 伴隨我國工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工程測量應(yīng)用也越加廣泛。GPS 技術(shù)作為工程測量的重要技術(shù)之一，在嚴(yán)重遵循GPS 技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，要求相關(guān)單位在工程測量中，必須重視GPS 技術(shù)作業(yè)模式，對其性能進(jìn)行全面把握，進(jìn)一步研究GPS 技術(shù)，對其應(yīng)用方法進(jìn)行優(yōu)化，只有這樣才能提升工程測量的精度與效率，才能為工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展提供可靠的保障。

關(guān)鍵詞： 工程測繪；GPS定位測量技術(shù)；特點

一、GPS定位系統(tǒng)的特點

GPS系統(tǒng)具有全球性、全天候、連續(xù)性、實時性導(dǎo)航定位及定時功能，能將精密的三維坐標(biāo)、速度及時間提供給各類用戶。遵循算法模型，設(shè)計了多個作業(yè)模式，如靜態(tài)、快速靜態(tài)與RTK等。地殼變形觀測、國家大地測量等高精度測量主要選用靜態(tài)作業(yè)模式；一般工程測量主要選用快速靜態(tài)測量模式；GPS接收設(shè)備、無線電通訊設(shè)備、電子手薄與配套設(shè)備是RTK系統(tǒng)的重要組成部分，該技術(shù)的特點為操作簡單、實時性強(qiáng)、精度高等，可以對采集數(shù)據(jù)與工程放樣等需求進(jìn)行最大限度地滿足。

1、定位精度高

目前GPS測量基線的精度已經(jīng)由過去的10 提高到1O～，而GPS靜態(tài)相對定位的精度也提高到了毫米級甚至亞毫米級，尤其是高程精度也達(dá)到了毫米級。GPS實時動態(tài)定位精度也有顯著性的突破，可以達(dá)到厘米級的定位精度，可以滿足各種工程測量的要求。大型建筑物、構(gòu)筑物變形監(jiān)測，在采用特殊的觀測措施、精密星歷和適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理模型和軟件后，平面精度可達(dá)亞毫米級，高程精度可穩(wěn)定在lmm左右。

2、觀測時間短

GPS 技術(shù)定位耗時較短 ，實時動態(tài)定位模式自用幾秒時間就可完成流動站 1 分鐘 ～5 分鐘才能完成的觀測 ，大大提高了測繪效率。并且 ，運(yùn)用 GPS 技術(shù)的觀測站間不需要通視 ，只要求觀測站 15°以上空間開闊性 ，這就大大降低了觀測環(huán)境與通視條件方面的限制 ，不僅縮減了測量時間及經(jīng)費 ，而且使測量選點更具靈活性？

3、自動化水平高

目前我國 GPS 接收機(jī)已經(jīng)趨向操作簡單化、體積小型化，觀測人員只要將天線整半、對中即可實現(xiàn)自動觀測，再通過數(shù)據(jù)處理軟什對數(shù)據(jù)進(jìn)行即時處理并獲得測點三維坐標(biāo)，其他觀測工作如捕獲衛(wèi)星、觀測跟蹤等都可由機(jī)器自動化完成。

4、全球全天候定位

GPS 衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了全球地面被連續(xù)覆蓋，使得地球上任何地方的用戶在任何時間至少可以同時觀測到 4 顆 GPS 衛(wèi)星，能有效保障在任何時間、任何地點實現(xiàn)連續(xù)觀測，并不會受到天氣變化的影響。

二、GPS 作業(yè)模式

1、快速靜態(tài)測量。選取該測量模式，要求在每個用戶站上GPS接收機(jī)能夠進(jìn)行靜止觀測。在觀測應(yīng)用中，與接收到的基準(zhǔn)站同步觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行整周未知數(shù)、用戶站三維坐標(biāo)的實時解算。當(dāng)解算結(jié)果變化較為穩(wěn)定，精度符合設(shè)計規(guī)定，即可完成觀測。

2、動態(tài)測量。在觀測工作開始前，要求流動站接收機(jī)在某個起始點進(jìn)行靜止觀測，以此為整周未知數(shù)快速解算提供便利。初始化工作中，在各個觀測站上流動接收機(jī)可對基準(zhǔn)站同步觀測數(shù)據(jù)、三維坐標(biāo)等進(jìn)行測量。

3、動態(tài)觀測。動態(tài)測量模式需要先在某個起始點進(jìn)行幾分鐘靜止觀測，以此為初始化工作提供便利。根據(jù)預(yù)定采樣時間運(yùn)動接收機(jī)可間隔自動觀測，并對基準(zhǔn)站同步觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行同時觀測，實時對采樣點空間位置進(jìn)行確定。該測量模式，在觀測應(yīng)用中，必須對觀測衛(wèi)星進(jìn)行不間斷跟蹤。如出現(xiàn)失鎖情況，必須進(jìn)行幾分鐘靜止觀測，為重新初始化提供便利。

三、工程測量中GPS 技術(shù)的應(yīng)用

1、工程控制網(wǎng)建立

作為工程建設(shè)、管理與維護(hù)的前提，工程控制網(wǎng)的網(wǎng)型、精度必須與工程項目性質(zhì)、規(guī)模相符，通常情況下，工程控制網(wǎng)具有較小的覆蓋面積及較大的點位密度，一般都會選取邊角網(wǎng)作為其常規(guī)方式。選取GPS定位方式進(jìn)行工程控制網(wǎng)的建立，其內(nèi)容包含：工程首級控制網(wǎng)、變形監(jiān)測控制網(wǎng)、工程施工控制網(wǎng)等，其優(yōu)點為點位選擇限制小、作業(yè)時間短及成本低。為達(dá)到毫米級精度，可選用載波相位靜態(tài)差分技術(shù)進(jìn)行控制網(wǎng)的建立。

2、RTK的碎部測量與放樣

RTK技術(shù)是實時處理2個測站載波相位觀測量的差分方法?；鶞?zhǔn)站、移動站為RTK系統(tǒng)的重要組成部分。其工作原理為向用戶發(fā)送基準(zhǔn)站采集的載波相位，按照基準(zhǔn)站的差分信息用戶可求差解算用戶的位置坐標(biāo)。一般都會在地形圖、地籍圖測繪及平面位置施工放樣等方面應(yīng)用RTK技術(shù)。在碎部測量中GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用，不需要進(jìn)行圖根控制的建立，可對工作效率進(jìn)行有效提升。作為測量的一個應(yīng)用分支，放樣要求利用相應(yīng)方式通過儀器將認(rèn)為設(shè)計好的點位標(biāo)定于實地。放樣施工中，RTK技術(shù)必須進(jìn)行界標(biāo)點的標(biāo)定，才能確保測量的精度。

3、像控點測量

作為航空攝影測量外業(yè)的主要內(nèi)容，像控點測量對工程測量至關(guān)重要。傳統(tǒng)方式應(yīng)進(jìn)行大量導(dǎo)線的布設(shè)，以此對相應(yīng)平高點進(jìn)行測量。通過RTK技術(shù)進(jìn)行測量，需在測區(qū)、測區(qū)周圍高等級控制點進(jìn)行基準(zhǔn)站的架設(shè)，流動站可對各像控點平面坐標(biāo)、高程進(jìn)行直接測量，如像控點架設(shè)難度大，可通過間接方式進(jìn)行測量。相比傳統(tǒng)測繪方式，無需進(jìn)行控制點逐級布設(shè)，相比靜態(tài)GPS測量，GPS RTK技術(shù)可縮短測量工程的時間、提升測量效率。

4、GPS變形監(jiān)測

橋梁、水庫大壩、建筑工程地基沉降、位移等方面的監(jiān)測都屬于變形監(jiān)測。水準(zhǔn)測量方式為常規(guī)監(jiān)測技術(shù)，主要監(jiān)測地基的沉降情況。地基位移、整體傾斜監(jiān)測可選取三角測量方式。選用GPS技術(shù)進(jìn)行地基水平位移監(jiān)測，有效提升其精度，一般控制在-2毫米到+2毫米之間，高程測量精度則控制于-10毫米到+10毫米的范圍，由此可見，變形監(jiān)測中GPS技術(shù)尤為重要。

四、結(jié)束語

綜上所述，GPS技術(shù)作為工程測量的主要技術(shù)，其測量結(jié)果是否準(zhǔn)確對施工質(zhì)量具有重要影響作用。隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善，人們生活水平的不斷提升，對工程測量質(zhì)量有了更高地要求。在具體工作中，相關(guān)企業(yè)必須對GPS技術(shù)工程測量工作的原理進(jìn)行分析，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體施工情況，并結(jié)合施工現(xiàn)場的地形地質(zhì)等情況，規(guī)范測量方式，不斷提高測量技術(shù)水平，只有這樣才能提升測量的準(zhǔn)確度，才能提高其整體質(zhì)量，推動企業(yè)的健康發(fā)展?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]張杰；屠艮；；GPS RTK技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用[J]；科技傳播；2010年12期

[2]王春華；焦志良；；基于工程背景的RTK技術(shù)在城市控制測量中的應(yīng)用研究[J]；科技資訊；2010年05期

[3]張杏針，孫建.GPS在面積測量中的應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用與技術(shù)，2010（21）.