發(fā)掘GPS測量技術(shù)潛質(zhì)，讓控制測量和細部測量并行——在控制測量困難測區(qū)勘測階段中的思考與應用

陳治行

（中鐵大橋勘測設計院集團有限公司 武漢市 430050）

前 言

衛(wèi)星導航定位技術(shù)是在一個特別選定的精確的坐標系統(tǒng)框架下，通過測量計算測站與多個基準點位之間的空間距離，從而獲取測站在空間坐標系統(tǒng)框架中的準確位置的。利用衛(wèi)星導航定位技術(shù)獲取的測站空間信息可以有空間坐標、基線向量等多種形式。目前，衛(wèi)星導航定位技術(shù)的空間定位精度能滿足很多工程測量應用的需要，因而得到了廣泛的應用。

1 GPS測量數(shù)據(jù)流框架及改進

把GPS技術(shù)作為核心技術(shù)的大型測量工程項目，其測量成果的數(shù)據(jù)流框架如圖1所示。

不論是加密控制點還是碎步測量點，其核心的數(shù)據(jù)流都是測站相對于起算點位的相對空間關系的擴展。因此，在控制好測量精度的大前提下，利用GPS測量成果可存儲為基線向量這一中間成果的特性，可以把對坐標現(xiàn)勢性要求不強、對坐標精度要求不高或者測量技術(shù)設計可調(diào)整范圍大的這三類碎步測量的外業(yè)工作提前進行，比如地形測量、水文測量，斷面測量等。而這三項工作也正是工作量大、工期長的主要測量工序，因此，改進測量數(shù)據(jù)流流程框架，對提高測量效率是有很大好處的。改進后的測量成果數(shù)據(jù)流擴展流程框架如圖2所示。

圖1 測量成果數(shù)據(jù)流框架

圖2 測量成果數(shù)據(jù)流擴展流程框架圖

2 應用實例

贊比亞MONGU-KALABO公路 （MONGUTAPO段）工程線路全長約34 km，包含大、小橋梁總計30座。項目位于贊比亞西部省的Barotse Floodplain（巴洛茲洪泛平原）上，受贊比西河洪水影響，每年12月至次年7月間，本項目除了線路兩端點外的線路全線都被洪水淹沒，且區(qū)域內(nèi)平均水深超過2 m，只有零星地勢高的村莊在線路兩側(cè)分布。項目測區(qū)內(nèi)具備良好測量外業(yè)條件的可工作時段僅為每年6～11月。該測量項目的工作量特別巨大，如何通過技術(shù)設計提高工作效率尤為重要。

我們在調(diào)整測量數(shù)據(jù)流框架的基礎上，以GPS技術(shù)為核心技術(shù)手段，針對分解后的技術(shù)難點在采取了如下技術(shù)措施后，保證了本工程各專業(yè)間的工作銜接、縮短了工期，圓滿完成了測量任務。

（1）空間基準問題。利用GPS甚長基線解算技術(shù)可以確定測區(qū)在WGS-84坐標框架下的準確位置的優(yōu)點。在線路兩端和洪泛區(qū)內(nèi)的零星島狀區(qū)域，每隔5 km左右布設一個框架點，聯(lián)測測區(qū)鄰近的IGS框架站，確定了本工程區(qū)域在WGS-84坐標框架下的準確位置，并以這些框架點的WGS-84坐標作為后續(xù)工作的臨時基準。

（2）平面基準問題。由于當?shù)貙儆跍y量基礎設施落后地區(qū)，實地檢測后發(fā)現(xiàn)，能搜集到的測量起算資料精度不高。因此，在既有測量基準的基礎上建立了理論模型嚴謹?shù)哪軡M足工程施工建設精度要求的工程獨立坐標系，作為本次測量最終成果的坐標系統(tǒng)基準。

（3）高程基準問題。在洪水泛濫期的洪泛區(qū)進行等級水準測量沒有可行性，因此采用了GPS技術(shù)測定的大地高結(jié)合大地水準面模型的方式，獲取初步的高程數(shù)據(jù)，供精度要求不高的初步設計項目臨時使用；待控制測量完成后，再對所有的臨時高程測量成果進行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換。

（4）工期問題。本工程測區(qū)的地勢低洼，在雨季是洪泛區(qū)，在旱季是廣闊的草原和沼澤。若在控制測量完成后，開啟碎步測量工作，在當年旱季內(nèi)完成本階段測量任務是不可能的。因此，在控制測量正在進行的旱季，利用前期已獲得準確WGS-84坐標框架坐標的零星臨時控制點，采用GPS-RTK測量方法，提前開啟碎步測量工作序幕。以基線向量的形式采集碎部點成果，在控制測量完成以后，對此階段的全部碎部點成果進行統(tǒng)一的內(nèi)業(yè)處理，獲取準確的工程坐標系坐標成果資料。這樣的作業(yè)方式雖然增加了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的復雜程度，但是通過對測量工序數(shù)據(jù)流框架的調(diào)整為整個測量工程項目節(jié)省了約兩個月的寶貴外業(yè)工期。

（5）工序銜接問題。我們在嚴控測量精度的原則下，多次根據(jù)設計單位的需要，把最新的控制測量資料與碎部測量的基線向量成果綜合處理，快速整理出版了高精度的臨時測量成果，為整個工程進度的有序推進提供了及時的基礎測繪保障。

3 結(jié)論

測量工作的靈魂是帶有精度控制的測量數(shù)據(jù)流的擴展。站在這個高度，靈活調(diào)整數(shù)據(jù)流擴展的框架，采取有效的技術(shù)措施，讓很多工期漫長的工序跳出“先整體，后局部”的常規(guī)測量框架，可極大地縮短測量工期，帶來顯著的經(jīng)濟效益和技術(shù)效益。

隨著以GPS為代表的衛(wèi)星導航技術(shù)的快速發(fā)展，在知悉并理解該項技術(shù)原理的基礎上，靈活運用，充分發(fā)掘GPS技術(shù)擴展性能好的潛質(zhì)，可以使測量工程應用在實踐中得到長足的發(fā)展和進步。

1李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢：武漢大學出版社，2005.