GPS 測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析

葉驚春

（山東省地質(zhì)測(cè)繪院，山東 濟(jì)南 250000）

GPS 測(cè)量技術(shù)有著較多的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，包括功能性強(qiáng)、定位精度高、觀測(cè)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單等，適合在工程測(cè)繪中進(jìn)行廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和國(guó)家建設(shè)的加快，工程測(cè)繪在數(shù)量和規(guī)模也在持續(xù)增長(zhǎng)，GPS 測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用能夠大大提高工程測(cè)繪的質(zhì)量和效率，所以需要加大對(duì)GPS 測(cè)量技術(shù)的分析研究，提高GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 GPS測(cè)量技術(shù)的基本概念

GPS 測(cè)量技術(shù)就是通過(guò)衛(wèi)星無(wú)線定位和導(dǎo)航技術(shù)制定的定位系統(tǒng)，能夠?qū)δ繕?biāo)的距離和坐標(biāo)進(jìn)行快速的精確定位。在GPS 技術(shù)的應(yīng)用中，通?？梢园凑斩ㄎ豢臻g衛(wèi)星位置、確定地面探測(cè)系統(tǒng)和調(diào)整地面相關(guān)用戶設(shè)備這三個(gè)步驟進(jìn)行。GPS 測(cè)量技術(shù)自誕生以來(lái)，就在多種行業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，經(jīng)過(guò)技術(shù)的不斷優(yōu)化，已經(jīng)更為成熟，達(dá)到了更高水平的測(cè)量質(zhì)量。如今在工程測(cè)繪中采用的GPS 測(cè)量技術(shù)，可以做到連續(xù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和不同地點(diǎn)的不同監(jiān)測(cè)，還不會(huì)對(duì)環(huán)境造成過(guò)大干擾，不僅能夠滿足工程測(cè)繪中的全方位監(jiān)測(cè)要求，更能夠打破傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在時(shí)間和定位上的局限，使測(cè)量技術(shù)的準(zhǔn)確性與有效性都得到更大程度的提高。

2 GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

（1）功能性強(qiáng)。GPS 測(cè)量技術(shù)能夠根據(jù)不同的測(cè)量需求提供不同的測(cè)量數(shù)據(jù)，并保證測(cè)量的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，還能夠獲取三維定位信息與時(shí)間信息，使時(shí)間和速度能夠被測(cè)量，具備多種優(yōu)越的功能性，所以GPS 測(cè)量技術(shù)適用于多種行業(yè)領(lǐng)域額，包括測(cè)量和導(dǎo)航領(lǐng)域等。

（2）定位精度高?；趯?duì)當(dāng)前GPS測(cè)量技術(shù)的分析能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)相對(duì)定位距離不足50公里時(shí)，能夠達(dá)到1mm的相對(duì)定位精度，所以在300m～1500m的工程中進(jìn)行測(cè)量時(shí)，能夠?qū)y(cè)量誤差控制在1mm以下，在進(jìn)行高層建筑的測(cè)量時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)能夠達(dá)到5mm以內(nèi)的絕對(duì)位置，充分保證測(cè)量的精確度。

（3）操作簡(jiǎn)單。GPS 測(cè)量技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和應(yīng)用后，已經(jīng)能夠達(dá)到自動(dòng)化操作，進(jìn)行測(cè)量時(shí)只需要技術(shù)人員通過(guò)操作按鈕進(jìn)行操作，就能夠使設(shè)備發(fā)揮測(cè)量功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整理。對(duì)于設(shè)備的檢測(cè)也可以通過(guò)自檢功能進(jìn)行，如果設(shè)備存在異常狀態(tài)就會(huì)立即示警，保證設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)。且隨著GPS 測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備也有著體積越來(lái)越小、操作越來(lái)越智能化的趨勢(shì)，更便于工程測(cè)繪的應(yīng)用。

（4）經(jīng)濟(jì)效益高。GPS 測(cè)量技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益提高主要體現(xiàn)在對(duì)測(cè)量質(zhì)量和效率的提高，能夠促進(jìn)施工的順利進(jìn)行，加快施工的速度，相較于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)能夠減少三分之一的成本，在人力、物力和財(cái)力方面都能夠有所減少，使經(jīng)濟(jì)效益得到綜合性的提高。

3 GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用流程

（1）確定測(cè)量區(qū)域。在采用GPS 測(cè)量技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要先對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行確定，合理的測(cè)量區(qū)域能夠有效保證GPS信號(hào)的傳輸質(zhì)量，使測(cè)量的精確度得到保障。但是在工程測(cè)繪的實(shí)際應(yīng)用中，往往會(huì)存在較多的影響因素，包括建筑、樹木、電離層等，都會(huì)對(duì)GPS信號(hào)造成不良影響[1]。所以要對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行充分勘察，最好選擇較為空曠的廣場(chǎng)、天橋和人行大道等區(qū)域，盡力避免樹木和建筑物密集的區(qū)域，更要做好電離層的檢測(cè)，避開電離層過(guò)度活躍的區(qū)域，或?qū)﹄婋x層活躍的時(shí)間規(guī)律進(jìn)行分析，在電離層活躍度較低的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。

（2）構(gòu)建測(cè)量標(biāo)志。GPS 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用還需要做好測(cè)量標(biāo)志的構(gòu)建，需要在完成工程測(cè)繪的待測(cè)點(diǎn)定位后就進(jìn)行，能夠起到提示和指示的作用，促進(jìn)GPS 測(cè)量技術(shù)更好的發(fā)揮技術(shù)作用。根據(jù)工程測(cè)繪環(huán)境的不同，測(cè)量標(biāo)志的構(gòu)建方法也存在一定的差異，可以由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，比如在實(shí)際GPS測(cè)量技術(shù)中采用較多的埋入標(biāo)石法等。

（3）實(shí)施觀測(cè)。實(shí)施觀測(cè)是確保測(cè)量精確度的關(guān)鍵，想要達(dá)到獲得更高精確度的測(cè)量數(shù)據(jù)，就需要技術(shù)人員做好測(cè)量準(zhǔn)備，尤其是對(duì)GPS信號(hào)接收儀器的校驗(yàn)，必須要根據(jù)相關(guān)規(guī)范和技術(shù)要求嚴(yán)格執(zhí)行。還需要對(duì)影響測(cè)量精確度的因素進(jìn)行評(píng)估和排除，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行測(cè)量，使不良影響能夠降到最低。

4 GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用

（1）城市建設(shè)中的應(yīng)用?，F(xiàn)代化的城市建設(shè)是我國(guó)近年來(lái)的重要工程，主要是對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行強(qiáng)化，所以在進(jìn)行建設(shè)施工時(shí)，除了要注意測(cè)量?jī)?nèi)容以外，還需要做好城市的規(guī)劃性建設(shè)。但我國(guó)城市由于控制網(wǎng)絡(luò)較多，多級(jí)導(dǎo)線大都在地面穿過(guò)，很容易被破壞，對(duì)于測(cè)量工作的干擾和限制也較多。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)需要在找到城市控制網(wǎng)的可控制點(diǎn)位后保持點(diǎn)與點(diǎn)之間的通視，會(huì)消耗大量的人力和物力，影響測(cè)量精確度的因素也較多。而GPS 測(cè)量技術(shù)可以打破點(diǎn)與點(diǎn)保持通視的技術(shù)局限，通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位，既能夠減少人力和物力的消耗，也能夠有效避免其他的干擾因素，保障測(cè)量的精確度。但定位時(shí)的信息采集時(shí)間較長(zhǎng)，難以滿足實(shí)時(shí)性要求較高的測(cè)量需求，可以采用RTK 技術(shù)加強(qiáng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差的分析能力，使測(cè)量速度得到大幅度提升。

（2）精密工程中的應(yīng)用。當(dāng)前GPS 測(cè)量技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行了應(yīng)用，包括環(huán)境勘察、施工勘察及材料設(shè)備的測(cè)量與檢驗(yàn)等，主要在于GPS 測(cè)量技術(shù)能夠在多種精密工程中達(dá)到極強(qiáng)的測(cè)量準(zhǔn)確度，在測(cè)量效率和操作便捷性方面也都遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，所以測(cè)量難度極高的精密工程中能夠充分發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢(shì)。比如在進(jìn)行隧道貫通的測(cè)量控制時(shí)，需要對(duì)隧道的安全性和貫通性做到嚴(yán)格控制，就必須要把控好隧道開挖的方向，在兩段開挖的連接處建立起高效精準(zhǔn)的基準(zhǔn)線，此時(shí)就可以采用GPS 測(cè)量技術(shù)，通過(guò)GPS 測(cè)量技術(shù)對(duì)通視等測(cè)量條件的突破，進(jìn)行直接和精確的測(cè)量，保障隧道開挖的安全性、可靠性和精確性。

（3）工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。在施工建設(shè)進(jìn)行的過(guò)程中和建成后，由于人為施工或外在原因所造成的建筑物損壞、地殼自然運(yùn)動(dòng)和變形對(duì)建筑物的影響等因素，可能會(huì)導(dǎo)致工程產(chǎn)生變形的問(wèn)題，所以必須要對(duì)工程的變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。GPS 測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)精確的測(cè)量定位作用進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠達(dá)到顯著的效果。尤其是在我國(guó)施工項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，工程的變形問(wèn)題也發(fā)生的較為頻繁，包括建筑物的地面沉降、大型河壩的修建變形等。比如在進(jìn)行大型河壩的修建時(shí)，需要將水壓沖擊大壩的作用降到最低，就必須要進(jìn)行連續(xù)的精確監(jiān)測(cè)，才能夠在異常情況發(fā)生時(shí)立即進(jìn)行調(diào)整和處理，避免異常擴(kuò)大導(dǎo)致降低工程質(zhì)量的問(wèn)題。GPS測(cè)量技術(shù)在大型河壩的修建中能夠有效提高監(jiān)測(cè)的精確度，保持在1.0ppm，還能夠進(jìn)行自動(dòng)化的精準(zhǔn)測(cè)量，掌握更加全面的工程數(shù)據(jù)。

（4）水下測(cè)繪中的應(yīng)用。我國(guó)的水下工程也在快速的發(fā)展進(jìn)程中，但由于水下工程的測(cè)量難度較大，包括水下環(huán)境極為復(fù)雜、影響因素較多等情況，對(duì)于水下工程測(cè)量技術(shù)水平的要求也更高，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)對(duì)于壓強(qiáng)和水流等因素干擾的抵御能力較差，無(wú)法保障測(cè)量質(zhì)量和效率，使水下工程的發(fā)展速度受到阻礙。GPS測(cè)量技術(shù)在水下測(cè)繪中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也極為顯著，尤其是GPS 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用設(shè)備有著較小的體積，既不會(huì)對(duì)水下環(huán)境造成過(guò)大影響，也不會(huì)受到水下環(huán)境的過(guò)大影響，還可以利用計(jì)算機(jī)的處理技術(shù)，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行精確和快速的分析，更高于人工測(cè)量的質(zhì)量和效率。

（5）網(wǎng)點(diǎn)控制的應(yīng)用。在網(wǎng)點(diǎn)控制的應(yīng)用中，GPS 測(cè)量技術(shù)能夠在大地?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量方面發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在投入了較長(zhǎng)時(shí)間和較大精力之后，仍然會(huì)對(duì)網(wǎng)點(diǎn)的控制產(chǎn)生較大的不良影響，相關(guān)部門針對(duì)這種情況，對(duì)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行了更加科學(xué)的重新規(guī)劃，更多的增加了人力和物力的消耗。GPS測(cè)量技術(shù)能夠在網(wǎng)點(diǎn)控制中保持測(cè)量精確度的同時(shí)增加測(cè)量長(zhǎng)度，在實(shí)際應(yīng)用中能夠?yàn)檎w的測(cè)量質(zhì)量進(jìn)行更大程度的提高。

（6）線路建設(shè)勘測(cè)。在城市建設(shè)中，線路建設(shè)有著極為重要的地位，為了保證線路建設(shè)的質(zhì)量，必須要進(jìn)行精確的勘測(cè)，包括對(duì)交通、鐵路和通訊工程的建設(shè)勘測(cè)。GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用需要先對(duì)所選線路布設(shè)GPS控制網(wǎng)，完成布設(shè)后再通過(guò)GPS接收機(jī)進(jìn)行整個(gè)所選線路的靜態(tài)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間通常為30min～90min，再對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。在進(jìn)行道路選擇之前，也可以采用GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)地圖進(jìn)行等高線的大比例繪制，使需要觀測(cè)的地面情況能夠一目了然，也有利于進(jìn)行道路的詳細(xì)規(guī)劃。在施工中也可以采用GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)土石方量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，并采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和繪圖軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，使土石方量的計(jì)算形成自動(dòng)化，在提高計(jì)算準(zhǔn)確率的基礎(chǔ)上也降低了計(jì)算工作量，使整個(gè)工作的效率得到保障。

（7）RTK技術(shù)在房地產(chǎn)工程測(cè)繪中的應(yīng)用。房地產(chǎn)工程的測(cè)繪工作包括工程的地點(diǎn)位置和房屋界點(diǎn)等內(nèi)容，在采用GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，雖然能夠達(dá)到較高的測(cè)量精確要求，但在測(cè)量實(shí)時(shí)性方面存在一定的滯后，RTK技術(shù)能夠與GPS 測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，使GPS 測(cè)量技術(shù)的實(shí)時(shí)性得到提高，并將測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度提高的厘米級(jí)。結(jié)合RTK技術(shù)的GPS測(cè)量技術(shù)也能夠使房地產(chǎn)工程的房屋坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理更加精確，并通過(guò)計(jì)算軟件對(duì)房地產(chǎn)工程面積進(jìn)行自動(dòng)化的計(jì)算，達(dá)到傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無(wú)法達(dá)到的便捷、精確和易操作優(yōu)勢(shì)。尤其是部分工程還需要經(jīng)常進(jìn)行野外檢測(cè)，傳統(tǒng)的平板儀補(bǔ)測(cè)法雖然能夠達(dá)到一定程度的土地勘測(cè)作用，但存在技術(shù)操作難度高和檢測(cè)速度慢等問(wèn)題。GPS測(cè)量技術(shù)可以進(jìn)行更加便捷的動(dòng)態(tài)化測(cè)量，使土地勘察的有效率與精確度得到更好的保障。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)GPS 測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析能夠發(fā)現(xiàn)，GPS測(cè)量技術(shù)具備的多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)能夠有效保障工程測(cè)繪的質(zhì)量和效率，避免傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的不良影響，不僅適用于多種工程測(cè)繪需求，也更適用于精密工程，進(jìn)而促進(jìn)工程建設(shè)的快速發(fā)展。且GPS 測(cè)量技術(shù)還具有極高的成長(zhǎng)性，能夠隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高達(dá)到更高的精確度水平，為未來(lái)工程測(cè)繪的發(fā)展提供更多的可能性。