GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應用剖析

文/楊曉慶 南京新華泰工程質(zhì)量檢測有限公司 江蘇南京 210000

GPS 測量技術(shù)將傳統(tǒng)測量技術(shù)與現(xiàn)代信息通信技術(shù)進行了有效結(jié)合，能夠有效提高工程測量的性能與質(zhì)量，在測量范圍、測量效率、測量精度上均能夠得到有效保障。

1、GPS 測量技術(shù)應用的簡要概述

眾所周知，GPS 定位系統(tǒng)的定位數(shù)據(jù)具有高準確性、高精確度、高實效性等鮮明的特點，此外GPS 還具備著自動化形式的運行模式，如此強大的功能優(yōu)勢吸引著世界各國愈來愈多的工程測量研究者的關(guān)注，并激發(fā)了他們在這一領(lǐng)域的研究興趣。由此，GPS 由原來的單一工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喙δ苓\行模式，GPS 定位技術(shù)相應地得到了進一步地優(yōu)化、提升。GPS 技術(shù)應用向前推進的趨勢顯而易見，靜態(tài)定位模式也被廣泛使用，其可以更加全天候、全方位地對監(jiān)測目標進行監(jiān)測任務(wù)。誠然，GPS 定位技術(shù)與工程測量的結(jié)合運用越來越密切，兩者之間的技術(shù)研究不會僅僅止步于現(xiàn)在的發(fā)展成就。

2、GPS 測量技術(shù)的優(yōu)點

2.1 定位快速、高效

GPSRTK 技術(shù)成果研發(fā)出來后，其代表著進行工程測量能夠運用實時定位模式，這是一個動態(tài)的定位模式，只要相應的流動站的初始狀態(tài)穩(wěn)定后便可以隨時進行定位工作，并且每一觀測站點都可以在極快的時間內(nèi)得出定位數(shù)據(jù)。如此一來既可以大大減少其觀測時間提高工程測量的工作效率，又可以保障其測量質(zhì)量。

2.2 定位數(shù)據(jù)精確度高

在GPS 技術(shù)的實際應用中，其有精準定位差距在毫米之間的靜態(tài)定位效果，還有數(shù)據(jù)與現(xiàn)實差距控制在厘米之間的動態(tài)定位效果。在測量上，GPS 定位具有明顯的精確度優(yōu)勢。更為顯著的是，觀測技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)處理手段的發(fā)展使得GPS定位系統(tǒng)的定位結(jié)果更為精確，甚至可以說其測量出來的數(shù)據(jù)幾乎是接近現(xiàn)實距離，可忽略不計。

2.3 定位時效靈活

采用GPS 技術(shù)進行定位工作，其可以達到一個動態(tài)的、實時的、高效的定位狀態(tài)。也就說，GPS 技術(shù)可以隨時隨地觀測運動目標，實時得到運動目標的三維位置數(shù)據(jù)以及分析出它的運動速度，從而確保運動物體在規(guī)定的軌跡上運行的狀態(tài)，如此還有利于在動態(tài)中選擇運動目標的最佳運動路線。

2.4 觀測受天氣影響較小且便于操作

GPS 衛(wèi)星一般都呈現(xiàn)出均勻分布的狀態(tài)，且有著較多的數(shù)量，以此有效保證定位系統(tǒng)能夠覆蓋全球。通常情況下，地面觀測點能夠接收到四顆GPS 衛(wèi)星發(fā)出的數(shù)據(jù)信號，做到全天候觀測目標。除非是出現(xiàn)不宜觀測，即較為惡劣的雷鳴天氣要不然其運行基本上不怎么會被天氣活動變化所影響。因此可以肯定GPS 技術(shù)作用于工程測量測繪是一大技術(shù)創(chuàng)舉，其可以在效率和精準度上助力于測量任務(wù)的更好實現(xiàn)。

3、GPS測量技術(shù)在工程測量中的應用

3.1 在工程控制網(wǎng)中的應用

利用GPS 技術(shù)可以建立工程控制網(wǎng)，包括測圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測控制網(wǎng)。測圖控制網(wǎng)是在工程建設(shè)的初期建立的，主要目的是為測繪施工場地的地形圖提供控制點; 施工控制網(wǎng)是在工程開始施工的時候建立的，主要目的是為施工測量提供控制點; 變形監(jiān)測控制網(wǎng)是為對重大工程進行變形監(jiān)測提供控制點。利用GPS 技術(shù)取代傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)的建立方法，能夠降低工作強度、提高工作的效率，同時也能夠提高控制點的精度。利用GPS 技術(shù)建立工程控制網(wǎng)可以采用動態(tài)實時定位(RTK) 的方法，也可以采用靜態(tài)相對定位的方法。

3.2 在碎部測量和施工放樣中的應用

在工程建設(shè)的勘測設(shè)計階段，需要測繪工程建設(shè)場地的地形圖，可以利用GPS 技術(shù)建立測圖控制網(wǎng)，也可以利用GPS 技術(shù)進行碎部測量。利用GPS 技術(shù)進行碎部測量的原理是GPS 技術(shù)可以實現(xiàn)動態(tài)實時定位(RTK) ，利用一臺GPS接收機以測圖控制網(wǎng)的控制點為基礎(chǔ)建立基準站，通過GPS 接收機之間的數(shù)據(jù)傳輸，利用另一臺GPS 接收機建立移動站，從而實時的測量出碎部點的三維坐標。同時利用GPS 技術(shù)也可以進行施工放樣，既可以放樣點的平面位置，又可以進行已知高程的測設(shè)。利用GPS 技術(shù)進行施工放樣的原理同樣是GPS 技術(shù)可以實現(xiàn)動態(tài)實時定位(RTK) ，利用一臺GPS 接收機以測圖控制網(wǎng)的控制點為基礎(chǔ)建立基準站，通過GPS 接收機之間的數(shù)據(jù)傳輸，利用另一臺GPS 接收機建立移動站，把需要放樣的點的坐標文件傳給移動站，移動站就可以實時的進行坐標放樣。特別是在公路工程、鐵路工程等線路工程的施工過程中，由于線路工程的施工區(qū)域一般都是一個狹長的地區(qū)，因此，相比較傳統(tǒng)的測量方法，利用GPS 技術(shù)進行施工測量就會大大提高工作效率。

3.3 在高程測量中的應用

雖然GPS 技術(shù)測量得到的高程一般是指大地高，而工程建設(shè)中使用的高程一般是指正常高，但是，我們?nèi)匀豢梢岳肎PS 技術(shù)來測量正常高，從而提高工程建設(shè)中高程測量的效率。利用GPS 技術(shù)測量正常高的原理是先用GPS 技術(shù)測量出點的大地高，再通過其他方法測出點的高程異常，從而求出點位的正常高。這樣就會大大提高高程測量的工作效率。

3.4 在變形監(jiān)測工作中的應用

在工程建設(shè)開展的時候，工程變形的情況時有發(fā)生，由于建筑物變形將會危害建筑物的安全使用，因此，各級政府和單位都相當重視變形監(jiān)測工作，特別是關(guān)系國民經(jīng)濟的大型建筑物的變形監(jiān)測。建筑物變形監(jiān)測主要包括建筑物沉降監(jiān)測、建筑物傾斜監(jiān)測、建筑物裂縫監(jiān)測、建筑物位移監(jiān)測等。隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，目前對變形監(jiān)測的精度要求也越來越高。由于GPS 技術(shù)具有操作方便、觀測時間快、精度高、自動化、測站之間無需通視等優(yōu)點，它在變形監(jiān)測工作中的應用越來越廣泛。應用了GPS 技術(shù)，大大提高了變形監(jiān)測的效率和精度，同時也可以節(jié)省變形監(jiān)測的費用。特別是利用GPS RTK 測量技術(shù)可以實現(xiàn)實時動態(tài)自動化變形監(jiān)測，為大型建筑物實時安全性監(jiān)測提供了條件。

結(jié)語：

綜上所述，GPS 技術(shù)具備其自身獨特的優(yōu)勢和作用，在測量工程中也相應地表現(xiàn)出不可替代的效果。GPS 技術(shù)與工程測量的高效結(jié)合、應用在還在不斷地得到推廣。毫無疑問，這一技術(shù)的研究、完善必然需要有關(guān)部門的高度重視與不懈探索。