論工程測繪中的GPS測量技術

冉 玉

(太原市勘察測繪研究院，山西 太原 030002)

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論工程測繪中的GPS測量技術

冉 玉

(太原市勘察測繪研究院，山西 太原 030002)

主要講述了GPS測量技術的內涵、特征以及在工程測繪中的應用狀況，詳細分析了GPS測量技術對管道進行坐標定位、對頂管進行沉降監測、臨時水準點的處理等方面的應用，指出采用GPS測量技術，大大提升了測量效率和質量，不斷改進GPS測量技術，可提高測量工程的社會經濟效益。

工程測繪，GPS測量技術，特征，應用

0 引言

隨著信息技術的快速發展，許多新技術逐漸應用在工程測繪領域。工程測繪是一種綜合性作業，對技術有著嚴格要求，而傳統測繪技術存在許多缺陷，無法滿足工程實際需求。智能化測量技術應用非常廣泛，尤其是GPS測量技術的應用，大大提高了測量速度和質量。利用衛星定位系統進行實時作業，對工程測繪進行嚴格監測，形成系統化的測量處理機制。

1 GPS測量技術概況

隨著測繪行業的快速發展，測量技術經歷了數次改革。其中最大的改革是研發了GPS測量技術。目前，GPS測量技術在工程測繪領域得到了廣泛應用，直接影響著測繪行業的工藝發展水平，與傳統施工工藝相比，GPS測量技術具有高技術含量、精確度高等優勢。GPS測量技術取消了常規的測角和測距手段，擴大了測量范圍。在開展測繪工作過程中，技術人員可以利用定位技術構建GPS網，通過GPS網將測量的數據信息傳輸到測繪管理部門，相鄰點甚至能達到上萬里，且測量的連續性和準確性都非常高。常見的GPS網布設形式有跟蹤站式、同步圖形擴展式以及會戰式等。

2 GPS測量技術的特征

1)實時定位。

實時定位是指對任何運動或者靜止的目標進行準確定位，顯示目標運動速度和經緯度，利用GPS技術進行導航，保證運動載體按照事先設計好的路線運動。所以GPS定位系統用來導航非常合適。

2)定位精度高。

根據GPS測量技術在測繪工程中的應用可以看出，在低于50 km的基線上，通過載波相位觀測量進行靜態相對定位，定位精度非常高，達到1×10-6～2×10-6，在100 km～500 km范圍內的基線上，精度高達1×10-7。隨著經濟的發展，測量技術也在不斷提高，大大優化了觀測數據處理措施，當基線距離高于1 000 km時，觀測數據精度也能達到1×10-8。科技的發展，測量精度的提高充分滿足了測量工程的實際需求。

3)觀測時間短。

在未采用GPS測量技術之前，當基線距離低于20 km時，一般采取傳入靜止相對定位模式來測量數據，測量所需時間為15 min。如果使用實時動態定位模式進行測量，所需時間在5 min以內。因此，采用GPS測量技術進行測量，有效地縮短了觀測時間，提高了觀測效率和質量。

4)功能齊全。

將GPS測量技術應用在工程測繪中，能提高導航效果和測量精確度，有助于縮短測量時間，提升測量效率。由于GPS具有諸多優勢，所以在各種測時和測速等領域得到廣泛應用。

5)觀測站之間不需要通視。

對于傳統測量技術而言，對圖形結構、通視條件等方面要求比較嚴格，如果各觀測站之間的通視條件不理想，或者圖形結構不完善，則會影響測量結果。但是采取GPS測量技術后，觀測站15°以上的空間都非常開闊，所以對觀測站的通視條件要求不高，只需要滿足和衛星間的通視條件即可。采取傳統測量方式進行工程測量時，需要耗費大量的資金在建設覘標，選擇合適的測量點。但是采用GPS測量技術即使不需要建造覘標也能選擇測量點，這樣不僅節省了大量的資金，還提高了測量效率。

6)可操作性強。

GPS測量技術是智能化測量，不需要人員參與，一起自動跟蹤、捕捉和觀察衛星運行狀況，進行自動測量和定位。在工程測量過程中，如果需要對某個觀測站進行長時間的觀測，則可以采用無人數據采集技術，將收集到的數據信息傳輸到處理中心，統一處理，簡化工作程序。另外，GPS技術中的接收機具有使用方便、小巧輕便等特征。

3 GPS技術在工程測繪中的應用

1)虛擬現實技術在工程測繪中的應用。

在工程測繪過程中，經常會碰到惡劣的天氣或者復雜的地形，在這種環境下進行測繪，無法保證測繪的準確度，也大大增加了測繪難度，容易引發安全事故。而GPS虛擬現實技術具有交互作用、仿真等優勢，在惡劣天氣或者復雜地形環境下，使用GPS虛擬現實技術，在電腦上構建三維圖像，在三維圖像作用下，能夠觀察到測繪工程中每個細節，能提高測量精確度，保證測繪工作順利開展。另外，通過三維圖像，可以觀察重點測量項目各個細節，也能詳細地標識出工程測繪過程中可能出現的困難和安全問題。利用三維圖像顯示的信息，測量人員可以全面了解測繪中重點項目有關問題，可能出現的安全事故，從而制定針對性措施，解決問題，減少事故發生的可能性，避免帶來嚴重的經濟損失。在進行工程測繪之前，可以建造模型進行深入分析，保證測量方案方便操作，提高測量的安全性和技術性。如果采用GPS虛擬現實技術進行工程測繪，能夠快速、準確地找到測量方案中存在的問題，制定有效措施，及時解決問題，從而不斷完善測量方案，保證測量工程測量的安全性和經濟性。

2)通過GPS測量技術對管道進行坐標定位。

對給水管道進行坐標定位，大大節省了時間、人力、物力和資金，能進行全天候的觀測，快速獲得測量數據，并對各觀測站間的通視要求較低。GPS測量彌補了傳統測量技術中很多不足。利用GPS技術對管道閥門進行定位時，如果現場地理位置出現變化，可以通過先前測量的數據信息，準確找到管道閥門的位置，提高管道閥門和給水管道的連續性。

3)GPS測量技術在給水管網工程中的應用。

GPS技術主要分為靜態GPS測量和動態GPS測量兩種形式。動態GPS測量主要是指信號接收機在接受信號時處于動態狀態，靜態GPS測量主要是指信號接收機在接受信號時處于靜態狀態。與傳統測量技術相比，GPS測量技術具有很多優勢，如經濟效益高，操作方便，全天候連續測量，自動化程度高等。

4)利用GPS測量技術對頂管進行沉降監測。

在城區，堆積物較多的管網工程中，在開挖坑道過程中，道路兩邊的多層或高層建筑非常多，容易出現地下水滲漏問題。在建筑施工過程中，如果出現地下水滲漏，則會導致地面沉降，威脅周圍建筑物的安全，因此，需要對施工地區周圍的建筑進行沉降監測。在利用GPS測量技術對頂管進行沉降監測時，需要按照沉降監測的具體要求，固定監測點的位置，一般將監測點設置在建筑物內。按照沉降監測的基本要求，固定被監測變形點的位置，一般將變形點設置在被監測建筑內。在進行沉降監測時，儀器設備、觀測人員都是固定不變的，在相同環境下，還是存在一定的監測誤差。引進GPS測量技術后，能將監測誤差控制在合理范圍內。

5)對測繪工程中臨時水準點的處理。

利用傳統測繪技術進行工程測繪時，由于沒有深入實地調查、設計不合理或預算不嚴謹等，在測量水準點時，計算出的水準點距離比一般距離大很多。在利用GPS測量技術進行測量時，大大提高了水準點距離測量的準確度。利用GPS接受裝置接受衛星發出的信號，確定和測量水準點。在開展外業觀測時，應該提前制定科學合理的測量計劃，按照相關技術規定和標準，制定測量計劃，這樣能提高測量精確度和工作效率。

4 結語

與傳統測量技術相比，GPS測量技術具有低成本、測量精確度高、定位速度快、無需通視、不受天氣影響等優勢。實踐證明，GPS測量技術是全天候多功能系統。因此，需要不斷完善GPS技術功能，加強GPS技術在工程測繪中的應用，推動測繪工程的長遠發展。在應用GPS測量技術的過程中，能提高測量精確度和質量，從而不斷提高社會經濟效益。

[1] 董玉明.GPS定位測量技術在工程測繪當中的重要作用[J].地球,2014,11(10):197-198.

[2] 郭肖肖.GPS定位測量技術的優勢及其在工程測繪中的應用[J].江西建材,2014,12(19):193-194.

[3] 郭倩倩,李 輝.工程測繪中GPS定位測量技術的重要作用分析[J].中國高新技術企業,2014,11(11):116-117.

On GPS measurement technique in engineering mapping

Ran Yu

(TaiyuanSurveyandMappingInstitute,Taiyuan030002,China)

The paper introduces the connotation, features of the GPS measurement techniques and its application in engineering mapping, analyzes the coordinate positioning for pipelines with GPS measurement technique, indicates its application in the settlement monitoring of pipe-jacking and the treatment of temporary bench marks, and points out its adoption can promote the measurement efficiency and quality greatly and improve the social and economic benefits by improving the technique continuously.

engineering mapping, GPS measuring technique, feature, application

2015-05-29

冉 玉(1987- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)22-0201-02

TU198

A