論工程測繪中的GPS測繪技術(shù)

周祁斐

（湖南省地質(zhì)測繪院，湖南 衡陽 421000）

GPS測繪技術(shù)與CORS技術(shù)作為伴隨現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展興起的先進測量定位技術(shù)，其和傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，GPS測繪技術(shù)與CORS技術(shù)具有測繪精度高、工作量投入少、操作方便、效率高和成本低等諸多優(yōu)點，符合現(xiàn)階段工程建設與發(fā)展需要，并有效保證了工程施工質(zhì)量[1，2]。正因如此，GPS測繪技術(shù)與CORS技術(shù)逐漸成為工程測量領域最重要的技術(shù)手段，在工程測繪領域發(fā)揮的作用越來越大。為了進一步提高工程測繪領域GPS測繪技術(shù)與CORS技術(shù)應用水平，推動各項工程建設事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。加強該技術(shù)應用研究越發(fā)凸出其重要性。

1 GPS測量技術(shù)的特點

（1）定位精度高。通過應用實踐發(fā)現(xiàn)，GPS技術(shù)定位精度非常高，雙頻GPS接收機一般為5mm+1ppm基線解精度，紅外儀精度為5mm+5ppm，二者相比較，在精度方面基本相同。但是應用GPS技術(shù)進行測量過程中，不會因為環(huán)境和距離因素對測量工作造成不利影響，在一些地形條件不良、局部重點工程中發(fā)揮著十分重要的作用。同時GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時定位，動態(tài)精準的獲取測量目標的三維位置和速度，而且該項技術(shù)還具有較高的測量效率。

（2）觀測時間短。應用GPS技術(shù)進行測量時，測量耗時短，特別是在實時動態(tài)定位模式下，短時間便可完成相應測量工作，有效保證了測量效率。而且測量過程當中運用GPS技術(shù)觀測站無需通視，僅需確保觀測站15°以上空間開闊性便能進行測量，從而有效解決了測量過程中通視條件和環(huán)境方面的限制問題，不但有效減少了測量過程中的時間投入，還減少了經(jīng)費投入，測量過程中能夠更加靈活的測量選點，保證測量效率與質(zhì)量。

（3）自動化水平高。隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，GPS接收機體積呈現(xiàn)小型化發(fā)展趨勢，而且操作非常簡單，工作人員只需將天線整半、對中便可進行自動化觀測，并運用數(shù)據(jù)處理軟件處理測量數(shù)據(jù)，而對測點三維坐標進行獲取。并且其他捕獲衛(wèi)星以及觀測跟蹤都能通過機器自動化實現(xiàn)。

（4）全球全天候定位。GPS衛(wèi)星數(shù)量較多，而且分布均勻，能夠連續(xù)覆蓋全球地面，確保處于地球任何位置，均可隨時隨地的對4顆GPS衛(wèi)星進行觀測，更好的保證在任何時間段下，連續(xù)性地觀測測量地點，進而避免不良天氣影響測量工作的順利開展。

2 GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應用

（1）現(xiàn)代化城市建設中的應用。城市管網(wǎng)的精度要求較高，同時涉及面積大，應用頻率高，并且城市管網(wǎng)主要在城市地面分布，這些導致城市化建設發(fā)展過程中，出現(xiàn)不同程度的破壞現(xiàn)象不，為城市建設持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展造成較大影響。因此，為了確保城市管網(wǎng)建設工作的順利開展，應當充分重視城市管網(wǎng)測量工作，而且在測量過程當中為了保證測量效率和質(zhì)量，必須要精準迅速的提供控制點。而運用常規(guī)控制測量，如導線測量過程當中，需要確保點間通視，并且投入大量的時間和人工，而且精度不均勻。而測量工作開展過程中運用GPS處進行測量，不僅操作簡單，而且精度高，效率快，因此，在城市建設過程當中GPS技術(shù)被廣泛應用，進而項目測繪效率及其質(zhì)量得到大幅提升。在滿足城市規(guī)劃標準基礎上，使得城市控制測量精準性及其測量速率得到最大保障，發(fā)揮了十分重要的作用。而且將GPS技術(shù)應用于城市建設測量工作當中，逐步取代了過去應用的導線測量。伴隨GPS技術(shù)高效發(fā)展，推動城市建設測量工作的快速推進，其更利于城市現(xiàn)代化建設與發(fā)展。

（2）GPS在水下工程中測繪中的應用。開發(fā)利用海洋資源，建設港口與海岸碼頭，還有航道整治等各項水下工程，均需要高精度的地形測量。而這些水下工程測量過程中運用GPS技術(shù)，能夠更加高精度的對水下工程橫向以及縱向位置開展測量工作，并基于計算機技術(shù)支撐下繪制地形圖。在該技術(shù)中，運用測深儀完成水下工程的縱向測量，結(jié)合水下傳播的超聲波時間，獲得水深的深度數(shù)據(jù)，同時通過潮位儀地運用測定潮位，更正水深與地形高程。測量橫向位置運用差分GPS技術(shù)，使過去傳統(tǒng)定位測量過程當中經(jīng)緯儀應用時，繁瑣的操作程序以及抗干擾能力低的問題得到有效解決，定時水下工程測繪效率及其質(zhì)量得到大幅提升。

（3）在大型橋梁以及隧道工程測量中的應用。過去在建立大型橋梁工程測量控制網(wǎng)時，因技術(shù)方面的限制，均運用傳統(tǒng)的控制測量方法進行測量，如全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀和水準儀等，通過這些設備對測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)以及邊角網(wǎng)進行構(gòu)建。該傳統(tǒng)測量手段，不僅需要投入工作量，而且耗時較長，另外由于環(huán)境、氣候等方面影響，誤差問題較大，很難滿足大型橋梁與隧道工程想工作需要。而在當前經(jīng)濟社會以及科學技術(shù)快速發(fā)展背景下，大型橋梁工程建設數(shù)量日漸增多，規(guī)模不斷擴大。特別是像杭州灣跨海大橋達到30km的跨海長度，工程量巨大。這些也給工程測量工作造成非常大的困難，另外兩岸通視較差，通過傳統(tǒng)測量方式在大橋工程這控制網(wǎng)，實施施工測量難度非常大。因此，加強大型橋梁工程相適應的高精度現(xiàn)代測量技術(shù)手段顯得越發(fā)重要。而GPS技術(shù)在大型橋梁和隧道建設測量中，解決了以上問題，不僅使大型橋梁與隧道測量精度得到最大程度的保障，還使得測量效率和質(zhì)量得以大幅提升，滿足了大型橋梁與隧道工程建設需要。

3 CORS技術(shù)在工程測繪中的應用

3.1 CORS技術(shù)概況

CORS技術(shù)作為一項綜合性的定位系統(tǒng)，具有著突出的技術(shù)優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在下面幾點：①CORS技術(shù)測量定位過程當中是基于GNSS定位技術(shù)前提下實施基站持續(xù)測量，而且能夠?qū)θ旌虻臏y量數(shù)據(jù)進行獲取，另外該技術(shù)不會由于氣候因素和地形因素造成不利影響，因此，這項技術(shù)應用環(huán)境廣泛。②CORS技術(shù)手段還有雙兼容特點，運用此項技術(shù)能夠?qū)ο鄳獏^(qū)域范圍內(nèi)單人實時測量，而且大幅保證測量數(shù)據(jù)的精準性與可靠性。③CORS技術(shù)測量定位過程中運用GNSS定位技術(shù)，不僅定位精度高，而且操作簡便。特別是礦山測量工作當中測量精度要求非常高，而應用CORS技術(shù)測量過程當中，由于GNSS定位技術(shù)功能非常強大，針對區(qū)域范圍當中高精度定位以及統(tǒng)一管理坐標。④CORS技術(shù)在測量半徑方面較大，大幅減少站點建設工序，極大地保證了測繪效率。

3.2 CORS系統(tǒng)在工程測量中運用及精度分析

（1）控制網(wǎng)的布設工作。在山區(qū)地形測量工作實施之前，結(jié)合測繪區(qū)域具體實際情況，構(gòu)建GPS衛(wèi)星系統(tǒng)相應參考網(wǎng)點，同時合理的坐標系統(tǒng)進行選取。為提升山區(qū)地形的測量精度，實施大地水準面精準化處理，同時確定正常高程參數(shù)，并對相應的國家高程基準進行選擇。此次測量過程當中，主要選擇4個連測點。而且在對測繪數(shù)據(jù)進行獲取時，測量工作人員，運用LGO平差處理軟件，處理所獲的同步靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，并對適宜的平差參數(shù)進行選取，運用CORS軟件計算分析平差后的數(shù)據(jù)，進而獲得更加精準的測量坐標，同時為了確保測量精度，還可運用中誤差作為基礎性精度指標。

（2）內(nèi)符合精度分析。應用傳統(tǒng)的礦山工程測量手段，針對兩處礦山地形實施坐標測量，并作為此次內(nèi)符合精度分析的重要參考。之后選取測點，比較分析內(nèi)符合精度，主要運用雙星GPS接收機以及三星GPS接收機對數(shù)據(jù)進行獲取。在分析點內(nèi)符合精度時，測量兩處礦山的地形，大部分平面坐標均集中在1cm～3cm內(nèi)符合精度區(qū)間，而且大部分的高層坐標均集中在2cm～4cm內(nèi)符合精度區(qū)間，另外，其他的內(nèi)符合精度數(shù)值均與大比例尺地形圖制作要求相符合。并且根據(jù)兩處礦山地形內(nèi)符合精度了解到，運用三星GPS接收機獲取的數(shù)據(jù)精度更高。

（3）CORS技術(shù)對界址點坐標采集信息。運用CORS技術(shù)獲取界址點坐標數(shù)據(jù)過程中，倘若運用界址點坐標采集相關信息，具體的方式包括兩種。第一種，運用CORS采集相關數(shù)據(jù)，通過該方式采集數(shù)據(jù)時，在同一地區(qū)，不必建設臨時基準站，在觀測點有關數(shù)據(jù)獲取之后，便可利用坐標直接轉(zhuǎn)換形式，獲取界址點的三維坐標。第二種，聯(lián)合應用CORS技術(shù)進行測繪，在實際應用中常常受到建筑物影響，導致信號受阻，影響數(shù)據(jù)采集工作的順利進行，無法保證數(shù)據(jù)準確獲取，因此，設置圖根控制點，并運用全站儀，測繪界址點坐標，如某一測繪項目開展時，五個界址點設置于空曠位置，之后再把4個圖跟控制點進行設置，通過全站儀復核，實時統(tǒng)計分析，在平面精度方面，圖根控制測量達到±1.2cm，符合工程具體要求。

（4）測繪數(shù)據(jù)成圖。在采集測繪數(shù)據(jù)后，仔細核查數(shù)據(jù)信息，在此基礎上，根據(jù)測繪數(shù)據(jù)進行成圖。首先把控制點和RTK相聯(lián)系的數(shù)據(jù)信息導入CASS軟件，促使生成DAT格式的數(shù)據(jù)，保證控制點展會工作順利實施。同時基于CASS軟件前提下開展碎步測量，并外業(yè)輔助繪制草圖，生成DWG格式的數(shù)字地圖。并在符合比例尺要求的地形圖生成后，抽樣檢查測繪數(shù)據(jù)，結(jié)合選測繪區(qū)地貌、地物以及地形等進行對比監(jiān)測，確保監(jiān)測結(jié)果符合山區(qū)地形測繪精度的要求。最后對地形圖內(nèi)的地形點、地物實施查漏補缺，修正與完善。

4 結(jié)論

將GPS技術(shù)與CORS技術(shù)應用與工程測繪當中，不但能夠精準可靠的獲取相關數(shù)據(jù)，還能大幅提高測繪效率及其質(zhì)量，減少成本投入，這對于保證工程建設的順利實施提供了極大幫助，也有利于快速推進城市化建設進程。