淺談工程測量中GPS技術的應用分析

張安洋

（云南地質工程第二勘察院，云南 楚雄 655000）

1 工程簡介

某工程由于山上樹木茂盛，地形復雜，通視困難，行走不便。為了該工程的設計和施工，需建立首級控制網，考慮到工程復雜，工期較緊，測區通視困難，地形起伏大等因素，決定采用GPS測量。

2 工程施工

2.1 采用的測量方法

該工程測量方法主要有：GPS相對定位法、GPS-RTK實時差分定位法、全站儀導線法、支導線法、極坐標法，交會法、量距法。

2.2 選點

由于GPS控制點選點工作遠較經典控制網的選點工作靈活、簡便。但GPS點點位的選擇關系到控制網的網形與結構以及成果的質量、又影響到以后的長期保存與利用。為便于以后常規測量手段的聯測與擴展，本次GPS點選埋保證了每點有3個點相互通視。

2.2.1 選點工作應遵守以下原則影響

（1）周圍應便于安置接收設備和操作，視野開闊，視場內障礙物的高度角不宜超過10°～15°；（2）應遠離大功率無線電發射源和高壓輸電線，以避免周圍磁場對GPS信號的干擾，接收天線與其距離不小于200 m；（3）附近不應有大面積的水域或對電磁波反射（或吸收）強烈的物體，以減弱多路徑效應的；（4）應選在交通方便的地方，并且便于用其它測量手段聯測與擴展；（5）地質基礎穩定，易于點的保存；（6）充分利用符合要求的舊有控制點；（7）選站時應盡可能使測站附近的小環境與周圍的大環境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。

2.3 布網方案

為確保整個控制網的傳遞精度，整個E級GPS控制網采用邊連式為主，點邊混連式為輔的構網方式。整個控制網共計測E級GPS點9個，共組成閉合環總數為29個，同步環總數為18個，異步環總數為11個。閉合環最大節點數為3個。共施測30條基線，網中最長邊為1831.695m，最短邊為197.217 m。

E級GPS控制網以大寫拼音字母縮寫“GPS”為開頭，編號為GPS1-GPS9。

2.4 數據處理

按照《全球定位系統（GPS）測量規范》要求，E級GPS控制網固定誤差a為10 mm，比例誤差系數 b 為 20×10－6。

坐標系統采用1954年北京坐標系。基線解算和控制網平差采用南方測繪gpsadj數據處理軟件對基線進行解算。解算過程中處理軟件對觀測時段中信號間斷引起的周跳除進行了自動修復，并對觀測數據中的粗差進行了剔除。基線解算合格后組成同步環和異步環進行環閉合差檢驗，檢驗結果良好，滿足相關規范要求。

2.5 地質工程測量

2.5.1 鉆孔、探槽定測及地質勘探線測量

該工程礦區鉆孔、探槽測量是在首級控制點的基礎上，采用南方靈銳S82雙頻GPS接收機，利用E級GPS控制點對移動站進行坐標校正和數據檢測。移動站接收機實時接收基準站傳輸的觀測數據及已知數據，并根據內嵌的工程之星采集軟件進行參數轉換，運用GPS-RTK實時差分定位法在固定解狀態下采集（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）測點的三維數據。在外業定測鉆孔、探槽時，鉆孔測定其中心平面位置和標高；探槽測定其邊緣一側兩端點及中間拐點，并量取探槽的寬度。

礦區勘探線測量根據設計勘探線端點坐標，采用南方靈銳S82雙頻GPS接收機，利用E級GPS控制點對移動站進行坐標校正和數據檢測。移動站接收機實時接收基準站傳輸的觀測數據及已知數據，并根據內嵌的工程之星采集軟件進行參數轉換，運用GPS-RTK實時差分定位法在固定解狀態下（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）測設出勘探線端點、剖控點位置并采集三維數據。探線端點、剖控點埋設了木樁。勘探線測設利用工程之星采集軟件中的線放樣功能沿勘探線方位測量地質點、工程點，定測剖面端點。

2.5.2 地質點測量

該礦區共定地質點5700個，實測4914個，實測率達成86%，檢測地質點593個，檢測率達成10%，檢測地質點位差均在0.1 m內。該工程礦區地質點測量采用南方靈銳S82雙頻GPS接收機，利用E級GPS控制點對移動站進行坐標校正和數據檢測。移動站接收機實時接收基準站傳輸的觀測數據及已知數據，并根據內嵌的工程之星采集軟件進行參數轉換，運用GPSRTK實時差分定位法在固定解狀態下（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）采集地質點三維坐標。

3 結語

本次該工程礦區測量工作歷時僅6個月就結束了，完成全部包括以下四項的外業工作：（1）完成該工程礦區1/2000地形圖測制8.0 km2；（2）完成該工程礦區E級GPS控制點測量9個；（3）完成該工程礦區地質填圖測量7.8 km2；（4）完成該工程礦區工程測量，其中鉆孔2個、探槽5條、勘探線17條，共10.2 km。

工程大，時間短，要求高是這項工程的特點，能夠在短時間內高質高量的完成這項任務，這都是GPS設備先進給我們帶來的優勢。通過此次GPS在實際工程測量中的應用，得到如下體會：（1）GPS控制網選點靈活，布網方便，基本不受通視、網形的限制，特別是在地形復雜、通視困難的測區，更顯其優越性。但由于測區條件較差，邊長較短（平均邊長不到300 m），基線相對精度較低，個別邊長相對精度大于1／10000。因此，當精度要求較高時，應避免短邊，無法避免時，要謹慎觀測。（2）GPS接收機觀測基本實現了自動化、智能化，且觀測時間在不斷減少，大大降低了作業強度，觀測質量主要受觀測時衛星的空間分布和衛星信號的質量影響。但由于各別點的選定受地形條件限制，造成樹木遮擋，影響對衛星的觀測及信號的質量，經重測后通過。因此，應嚴格按有關要求選點，擇最佳時段觀測，并注意手機、步話機等設備的使用。（3）GPS測量的數據傳輸和處理采用隨機軟件完成，只要保證接收衛星信號的質量和已知數據的數量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點三維坐標。

[1]杜永軍.淺析工程測量中應用的技術[J].科技資訊，2010-06-13.