GPS 測繪技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用

衛(wèi)健

摘? 要：隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度加快，地質(zhì)工程的數(shù)量與規(guī)模不斷擴大。測量工作是地質(zhì)作業(yè)的前期準(zhǔn)備工作，如果測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，對作業(yè)進(jìn)度與效率的影響非常大，所以，地質(zhì)工程的測量工作受到高度重視。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，各種新型測繪技術(shù)相繼問世并被應(yīng)用到地質(zhì)工程測量中，加快了測量速度。全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）測繪技術(shù)就是一種新型技術(shù)，本研究主要探討在地質(zhì)工程測量工作中應(yīng)用GPS測繪技術(shù)的優(yōu)勢和具體方法。

關(guān)鍵詞：GPS;測繪技術(shù);地質(zhì)工程;測量;應(yīng)用

1GPS的組成及工作原理

1.1GPS的組成

GPS測繪技術(shù)主要是由衛(wèi)星定位系統(tǒng)為工程測繪工作人員提供定位測繪的坐標(biāo)依據(jù)并完成工程測繪工作的一項重要技術(shù)手段。運用GPS技術(shù)開展工程測繪的效果較好，既具備極大的準(zhǔn)確性，又有利于提升測繪技術(shù)人員的工作效率。對需要精細(xì)化的工程測繪工作而言，利用GPS技術(shù)開展測量工作已是當(dāng)前工程測繪領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢。

1.2GPS的工作原理

GPS測量信息技術(shù)的原理是：首先將GPS接收機設(shè)定在一個穩(wěn)定地點，然后運用衛(wèi)星信號探測高新技術(shù)找到其定位，并將定位的具體信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息分析和處理，并創(chuàng)建三維空間坐標(biāo)系表示接收機的具體位置。在GPS測繪技術(shù)的影響下，這種坐標(biāo)體系只能分成低地靜止坐標(biāo)體系和空間靜止坐標(biāo)體系兩類，兩個位置坐標(biāo)控制系統(tǒng)能夠通過交換來精確判斷出控制器的具體位置。另外，由于定位方式的具體實施方法存在差別，定位方法也可能分成相對和絕對兩類。相對定位技術(shù)以空間幾何學(xué)理論知識為主要基礎(chǔ)，根據(jù)三顆衛(wèi)星相互之間的間距，利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)理論知識推算出檢測點的具體位置;絕對定位技術(shù)的主要技術(shù)基礎(chǔ)是海拔資訊及其經(jīng)緯度，根據(jù)具體坐標(biāo)系方位數(shù)據(jù)信息對測定點的具體位置做出判定。

2GPS測繪技術(shù)的優(yōu)點

2.1GPS技術(shù)效率高

GPS技術(shù)主要運用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對建筑工程進(jìn)行測量，這樣就能省去許多人工操作的過程，對提升建筑測繪工作的效能有著一定的幫助。很多時候，得到工程位置信號僅需幾十秒的時間，而對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理卻需要數(shù)分鐘，這樣便能完成對工程位置的具體定位，從而大大減少人工完成定位和測量等工作的時間。

2.2GPS技術(shù)較為精確

目前，工程建設(shè)檢測中還存在諸多的傳統(tǒng)方式。隨著現(xiàn)代工程建設(shè)環(huán)境和條件的巨大變化，對檢測管理工作精度的要求也隨之提高。而傳統(tǒng)的工程建設(shè)測繪技術(shù)方式在滿足當(dāng)前對建筑檢測崗位的科學(xué)性和精度需求方面存在一定的差異。所以，工程建設(shè)定位科技日益發(fā)達(dá)的今天，把高新GPS科技滲透到建筑檢測中，能夠有效提高建筑檢測崗位精度。同樣，基于GPS技術(shù)的測試精度也可以達(dá)到毫米級，這對測量工作越來越精確也是一種推動。

2.3GPS測繪工作的操作極為簡單

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS技術(shù)的配套設(shè)施也在進(jìn)一步發(fā)展和完善之中，許多高度自動化和智能化的高新技術(shù)設(shè)備都運用于GPS接收機中。這就要求測量人員在實施操作時，必須保證數(shù)據(jù)的正確性和簡潔性。利用這一技術(shù)手段，測繪技術(shù)人員只要進(jìn)行測量地點的接收機安裝定位工作和信息接收，將現(xiàn)場的天氣信息全部記錄下來，其余工作都可交由GPS等技術(shù)設(shè)備來完成。

3GPS測繪技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用

3.1定位技術(shù)

GPS測繪技術(shù)具有靜態(tài)定位功能，主要作用是可以設(shè)置精密、完整的控制網(wǎng)，通過定位技術(shù)達(dá)到實時監(jiān)控測量區(qū)域的目的。如果測量區(qū)域發(fā)生變化，定位功能可以改變測量區(qū)域，保障測量的準(zhǔn)確性。定位技術(shù)還可以根據(jù)測量工作的需要，調(diào)整工程項目的示意圖比例，根據(jù)工程建設(shè)情況實時更新示意圖。此外，使用定位技術(shù)時，能任意選擇定位區(qū)域中的測量點進(jìn)行測量，還可以保證測量準(zhǔn)確度。使用GPS測繪技術(shù)的設(shè)備也有多種，不同設(shè)備的準(zhǔn)確度不同，所以要根據(jù)工程建設(shè)的需要選擇合適的設(shè)備。

3.2定線測量技術(shù)

保障地質(zhì)項目作業(yè)質(zhì)量的基礎(chǔ)是精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的測量工作需要較多工作人員進(jìn)行測量，但是GPS測繪技術(shù)操作簡單方便，極大地節(jié)約了人力和測量時間。使用GPS測繪技術(shù)時，工作人員只要確定起始樁點方位，在進(jìn)行定線測量時，給需要測量的點設(shè)置編號，在測量設(shè)備上輸入各項參數(shù)后，設(shè)備就會自動測量，與設(shè)備連接的電腦上會出現(xiàn)測量結(jié)果，對數(shù)據(jù)進(jìn)行校對核準(zhǔn)。如果校對時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差過大，還可以人工調(diào)整，能夠確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

3.3控制測量技術(shù)

在開展地質(zhì)工程前期測量工作時，測量工作人員除了要測量建設(shè)區(qū)域的數(shù)據(jù)，還要測量作業(yè)現(xiàn)場周圍的數(shù)據(jù)，尤其是正在作業(yè)或即將作業(yè)的區(qū)域。根據(jù)周圍環(huán)境的測量數(shù)據(jù)，可以預(yù)測周圍的作業(yè)活動對己方作業(yè)項目的影響，并設(shè)計應(yīng)對方案，保障工程建設(shè)的順利開展。使用控制測量技術(shù)，可以將測量區(qū)域分塊測量，使用GPS測繪技術(shù)，極大地縮短測量時間，為設(shè)計人員多爭取一些構(gòu)思時間。

3.4放線測量技術(shù)

放線測量技術(shù)和定線測量技術(shù)不同，需要在整個地質(zhì)項目建設(shè)過程中使用。測量工作的開展主要考慮測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和項目的空間布局。GPS測繪技術(shù)能有效推進(jìn)該項工作，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，達(dá)到放線測量的要求。同時，在進(jìn)行放線測量工作時，測量結(jié)果要使用統(tǒng)一的記錄方法，有利于后期計算數(shù)據(jù)。

3.5采集和處理數(shù)據(jù)

首先，在采集數(shù)據(jù)的過程中，工作人員要備份測量數(shù)據(jù)，做好相關(guān)的預(yù)處理作業(yè)，盡可能將環(huán)境和人為因素對測量結(jié)果準(zhǔn)確度產(chǎn)生的影響降到最低，消除測量誤差，根據(jù)獲知的高程點數(shù)量和三維坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，評估實際采集的數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性，并輸入相應(yīng)軟件中。其次，在處理數(shù)據(jù)的過程中，工作人員可以合理使用基線解算法和網(wǎng)平差結(jié)算法，相較于以往的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能輔助或取代人工，實施自動化計算，提升工作效率，最大限度地降低人為失誤對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度產(chǎn)生的影響，還能降低計算偏差和錯誤等發(fā)生的概率。工作人員可將快速靜態(tài)測量技術(shù)和靜態(tài)測量技術(shù)有效結(jié)合，若實際測量所得數(shù)據(jù)相近，且準(zhǔn)確度符合要求，則代表數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，能直接解譯處理GPS信號。若所得數(shù)據(jù)存在較大偏差，則表示點位位置影響了測量精度，要求工作人員優(yōu)化數(shù)據(jù)處理，調(diào)整觀測時間段，盡可能減小數(shù)據(jù)處理的偏差。

3.6外業(yè)測量

在實施外業(yè)測量的過程中，使用的GPS作業(yè)模式不同，操作要點也有差別，要求工作人員重視3個方面。（1）在使用經(jīng)典靜態(tài)定位方式的過程中，要求將信號接收機同時布設(shè)于基線兩段位置，至少對4顆GPS衛(wèi)星實施同步跟蹤監(jiān)測。此后，需要平差處理基線觀測封閉圖形，將測量偏差降到最低。（2）在使用快速靜態(tài)定位方式的過程中，需將流動站以及基準(zhǔn)站布設(shè)于測區(qū)中，且將信號接收機裝設(shè)于每一個站點中，基準(zhǔn)站主要用于連續(xù)跟蹤GPS衛(wèi)星，流動站用于觀測GPS衛(wèi)星。（3）在使用準(zhǔn)動態(tài)定位方式的過程中，要事先將一個基準(zhǔn)點設(shè)置于測區(qū)中，同時布設(shè)信號接收機來連續(xù)觀測GPS信號。

4結(jié)束語

GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，在眾多行業(yè)中發(fā)揮了重要作用。在地質(zhì)工程中使用GPS測繪技術(shù)，不僅可以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、合理性，還可以減少測量工作的投入成本。應(yīng)用GPS測繪技術(shù)可以提高地質(zhì)工程項目的作業(yè)質(zhì)量和經(jīng)濟效益，對推動地質(zhì)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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