工程測(cè)量中的GPS測(cè)繪技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

王發(fā)林

（黔南水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 黔南 558000）

1 GPS 測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.1 測(cè)量定位精度高

在實(shí)際工程測(cè)量作業(yè)中，GPS 測(cè)繪技術(shù)自身有著極高的測(cè)量精準(zhǔn)度。正常情況下，如果相關(guān)工作人員想要在實(shí)際測(cè)繪中保證測(cè)繪結(jié)果，那么首先就必須要保證測(cè)量技術(shù)具有一定的精準(zhǔn)度，否則會(huì)影響相關(guān)數(shù)據(jù)以及資料的收集；沒有精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，那么就更加不要談最終的測(cè)繪效果了。而通過GPS 測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，則可以充分發(fā)揮GPS 測(cè)繪技術(shù)精準(zhǔn)度高的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效保證最終的測(cè)繪水平。相關(guān)實(shí)踐研究表明，如若測(cè)量范圍處于50km 之內(nèi)，那么GPS 測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量精準(zhǔn)度可達(dá)到10-6。除此之外，如果是在進(jìn)行300~1500m 工程定位作業(yè)，且觀測(cè)時(shí)間在1h之上，GPS 測(cè)繪技術(shù)也能夠?qū)⑵矫嬲`差控制在毫米級(jí)，并不會(huì)影響建筑工程的建設(shè)構(gòu)成[1]。

1.2 測(cè)量時(shí)間短

雖然我國(guó)較其他發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚一些，但我國(guó)非常重視建筑工程測(cè)繪工作，同時(shí)對(duì)于工程測(cè)繪技術(shù)也有較高的要求。GPS測(cè)繪技術(shù)除了有極高的測(cè)繪精準(zhǔn)度之外，還具有觀測(cè)時(shí)間的特點(diǎn)；常常能夠在最短的時(shí)間內(nèi)高效完成工作，這一點(diǎn)對(duì)于建設(shè)工期長(zhǎng)的建筑工程來說，有十分積極的作用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，GPS 測(cè)繪技術(shù)自身所帶有的系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)針對(duì)存在的漏洞進(jìn)行彌補(bǔ)與完善，同時(shí)還會(huì)提前做好優(yōu)化工作，從而有效保證測(cè)繪工作的展開。相關(guān)研究表明，在相關(guān)靜止的狀態(tài)下對(duì)測(cè)量范圍處于20km 之內(nèi)的工程進(jìn)行測(cè)量，那么只需要15minGPS 測(cè)繪技術(shù)就能夠完成工作，最多也不會(huì)超過20min。如果在進(jìn)行快速靜態(tài)測(cè)量，且流動(dòng)站與基準(zhǔn)站的距離在15km 之內(nèi)，那么GPS 測(cè)繪技術(shù)只需要1~2min 就能夠完成測(cè)量，同時(shí)還能夠保證測(cè)量精準(zhǔn)度。

1.3 可實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè)

在建筑工程測(cè)量工作中，只要能夠切實(shí)保證實(shí)際觀測(cè)條件符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求，那么GPS 測(cè)繪技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)全天候觀測(cè)，無論白天黑夜，還是天氣如何變化都不會(huì)對(duì)GPS 測(cè)繪技術(shù)造成任何影響。在以往傳統(tǒng)工程測(cè)量作業(yè)中，受地形條件（如儀器架設(shè)、通視情況等）的影響，測(cè)繪難度大，測(cè)量效率低，但通過GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，并配合全站儀，那么測(cè)量效率則會(huì)大大提高。

1.4 應(yīng)用范圍廣

近年來，隨著城市化進(jìn)行建設(shè)進(jìn)程的加快，城市用地逐漸向農(nóng)村擴(kuò)張，這一變化加大了建筑工程地形測(cè)繪難度。在一些大型工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，需要進(jìn)行施工控制網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)，但目前城市建設(shè)中所鋪設(shè)的控制網(wǎng)絡(luò)無法很好地滿足實(shí)際需求，但通過GPS 測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用則能夠有效解決這一問題。GPS 測(cè)繪技術(shù)具有其他工程測(cè)量手段所無法比擬的優(yōu)勢(shì)，根本不需要進(jìn)行過渡點(diǎn)的設(shè)置或者是需要保證測(cè)量點(diǎn)的相互通視就可以直接進(jìn)行測(cè)繪，且成本低。

1.5 操作簡(jiǎn)便

隨著時(shí)代以及科學(xué)信息技術(shù)的快速發(fā)展，GPS 測(cè)繪技術(shù)在不斷地進(jìn)行自我完善與自動(dòng)化水平的提升。基于此種情況下使得GPS 測(cè)繪技術(shù)的操作也變得十分簡(jiǎn)便。在實(shí)際工程測(cè)量作業(yè)中，首先，相關(guān)操作人員需要在測(cè)繪區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)繪設(shè)備的安裝，并保證測(cè)繪設(shè)備都連接好電纜；其次，相關(guān)操作人員需要對(duì)天線的高度以及相關(guān)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄；最后，開啟設(shè)備電源，利用GPS 測(cè)繪技術(shù)來進(jìn)行觀測(cè)。當(dāng)觀測(cè)作業(yè)結(jié)束之后，只需要將設(shè)備電源關(guān)閉并收好設(shè)備，進(jìn)行完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集與處理。

2 GPS 測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 布網(wǎng)

眾所周知，在工程測(cè)量作業(yè)中需要進(jìn)行布網(wǎng)。而基于GPS 測(cè)繪技術(shù)下的布網(wǎng)則需要按照即將所要開展測(cè)繪的作業(yè)路線來進(jìn)行，且借助GPS 來進(jìn)行布網(wǎng)，大大簡(jiǎn)便了布網(wǎng)的過程，只需要通過點(diǎn)或線連接的方式就能夠完成布網(wǎng)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量圖形的同步。但如果是在進(jìn)行不同區(qū)域布網(wǎng)時(shí)，那么相關(guān)人員則需要結(jié)合實(shí)際工程測(cè)量需求來進(jìn)行布網(wǎng)，并采用公網(wǎng)或者是信息網(wǎng)的方式。因?yàn)檫@樣才能有效保證GPS 布網(wǎng)的科學(xué)合理性，而且在后續(xù)的GPS 測(cè)繪技術(shù)工程測(cè)量作業(yè)中，還可以很好地保證GPS 測(cè)繪技術(shù)測(cè)量的精準(zhǔn)度與測(cè)量數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性[3]。

2.2 選點(diǎn)

通常情況下，絕大多數(shù)工程觀測(cè)站所擁有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系都較為靈活，但與此同時(shí)這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系內(nèi)部又不具有相互通視的功能，所以在開展實(shí)際工程測(cè)量作業(yè)之前，相關(guān)測(cè)量人員需要事先做好選點(diǎn)工作，從而才能夠切實(shí)保證后續(xù)工程測(cè)量工作的順利開展。較以往工程測(cè)量手段相比，GPS 測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用既大大減少測(cè)繪時(shí)間，同時(shí)又幫助相關(guān)單位節(jié)省視標(biāo)建立費(fèi)用。雖然GPS 測(cè)繪技術(shù)具有眾多的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際工程測(cè)量作業(yè)中，GPS 測(cè)繪技術(shù)的有效應(yīng)用對(duì)選點(diǎn)有著較為特殊的要求：①視野開闊、便于觀測(cè)設(shè)備安裝以及交通便利位置，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15°；②遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺(tái)、電臺(tái)、微波站等），其距離不小于200m，遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號(hào)傳送通道，其距離不應(yīng)小于50m；③附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號(hào)的物件（如大型建筑物等）；④交通便利并有利于其他測(cè)量手段擴(kuò)展和聯(lián)測(cè)；⑤地面基礎(chǔ)穩(wěn)固，易于標(biāo)石的長(zhǎng)期保存；⑥充分利用符合要求的已有控制點(diǎn)；⑦盡可能使附近的局部環(huán)境（地形、地貌、植被等）與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。在選好位置之后，相關(guān)人員還需要采用埋設(shè)標(biāo)石的方式來進(jìn)行地點(diǎn)標(biāo)記，從而保證保存效果[2]。

2.3 GPS 控制測(cè)量

GPS 控制測(cè)量主要是指GPS 靜態(tài)測(cè)量，GPS 靜態(tài)測(cè)量指的是在實(shí)際測(cè)量過程中，GPS 接收機(jī)的天線相對(duì)于地球來說是處于一個(gè)位置保持不變的情況下進(jìn)行測(cè)量。除此之外，在處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息的過程中，GPS 接收機(jī)也是處于一個(gè)固定位置，并不會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化位置。與GPS 靜態(tài)測(cè)量相比較來說，相對(duì)靜態(tài)測(cè)量定位則指的是使用兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的GPS 接收機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并通過專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行平差處理從而得到準(zhǔn)群的網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)的工作。在當(dāng)前工程測(cè)量作業(yè)中GPS 靜態(tài)測(cè)量定位主要運(yùn)用于首級(jí)控制測(cè)量。

2.4 外業(yè)測(cè)量

外業(yè)測(cè)量主要采用的是GPSRTK 測(cè)量模式。當(dāng)進(jìn)行GPSRTK測(cè)量時(shí)，相關(guān)測(cè)量人員只需要設(shè)置一臺(tái)GPS 接收設(shè)備，然后GPSGTK 技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GPS 衛(wèi)星的連續(xù)觀測(cè)，且還能夠?qū)⑦B續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)及其自身的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)紾PS 接收機(jī)。而GPS接收機(jī)則通過其內(nèi)設(shè)的軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行三維坐標(biāo)解算，在這一過程中，還能夠?qū)⑵錅y(cè)量精準(zhǔn)度精確的顯示出來。而相關(guān)人員也可以實(shí)時(shí)獲得測(cè)量的三維坐標(biāo)信息與測(cè)量精準(zhǔn)度，大大提高了工程測(cè)量工作效率與質(zhì)量。除了可以進(jìn)行圖根控制測(cè)量之外，GPSRTK 測(cè)量技術(shù)可以對(duì)工程測(cè)量中地形圖繪測(cè)以及施工放樣等項(xiàng)目進(jìn)行有效測(cè)量。

2.5 數(shù)據(jù)處理

在工程測(cè)量作業(yè)完成之后，還需要對(duì)檢驗(yàn)各種測(cè)繪數(shù)據(jù)信息的完整性以及準(zhǔn)確性。首先，在實(shí)際檢驗(yàn)過程中需要注意一點(diǎn)，那就是需要在實(shí)際繪測(cè)區(qū)域中來進(jìn)行相關(guān)測(cè)繪數(shù)據(jù)信息的及時(shí)檢驗(yàn)。而在實(shí)際檢驗(yàn)的過程中還需要對(duì)一些較為重要的位置環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)測(cè)或者是重測(cè)。其次，在檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中需要貫徹執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定來所開展的各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行檢查，以此來查看其是否達(dá)標(biāo)，避免錯(cuò)誤的產(chǎn)生或盡量減小誤差。一般情況下，在工程測(cè)繪作業(yè)中GPS 測(cè)繪技術(shù)采用的都是連續(xù)同步法來進(jìn)行測(cè)量的，當(dāng)觀測(cè)時(shí)間滿15min 時(shí)，GPS 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)信息的記錄。此時(shí)的GPS 系統(tǒng)中存在大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)信息，這樣以往傳統(tǒng)工程測(cè)量手段與測(cè)量工作所無法做到的。更重要的是，在實(shí)際工程測(cè)量作業(yè)中，電子化計(jì)算機(jī)還會(huì)對(duì)GPS 系統(tǒng)中所包含的測(cè)量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)化加工與分析，這一點(diǎn)也是促進(jìn)GPS 測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量作業(yè)中廣泛應(yīng)用的原因之一[4]。

3 結(jié)語

總而言之，在工程測(cè)量作業(yè)中，GPS 測(cè)繪技術(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性以及測(cè)量精準(zhǔn)度都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)工程測(cè)量手段。GPS測(cè)繪技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作簡(jiǎn)便、使用成本低等眾多優(yōu)勢(shì)。且相信在未來的不久，GPS 測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)以及工程建設(shè)行業(yè)的良好發(fā)展與進(jìn)步持續(xù)提升其測(cè)量水平與所起到的關(guān)鍵作用，雖然無人機(jī)和激光雷達(dá)可能會(huì)成為下一代的主要測(cè)繪手段，但是當(dāng)下GPS 測(cè)量在工程測(cè)量中依然占據(jù)著舉足輕重的地位，另外，無人機(jī)和激光雷達(dá)也是建立在GPS 的基礎(chǔ)之上的。因此，在實(shí)際工程測(cè)量作業(yè)中，希望各相關(guān)部門與研究人員都能夠明確認(rèn)識(shí)工程測(cè)量中GPS 測(cè)繪技術(shù)的重要性，并加強(qiáng)GPS 測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，從而才能夠保證工程建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)建筑工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。