GPS測量技術在工程地質測繪中的應用

陳華

（江西省勘察設計研究院 江西南昌 330000）

GPS測量技術在工程地質測繪中的應用

陳華

（江西省勘察設計研究院 江西南昌 330000）

科學技術的進步，推動了各個領域的發展，尤其是當前信息技術的普及，給各行各業的工作帶來快捷便利，大大提升了工作質量。GPS技術是信息技術中的一種，具有支撐全球范圍內信息傳遞的功能，并在工程測繪中也發揮了重要的作用。本文就GPS定位測量技術在工程地質測繪中的應用進行了分析。

GPS測量技術；工程地質測繪；應用

前言

工程地質測繪是工程勘察的基礎工作，是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法。高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況，起到有效指導其它勘察方法的作用，處于測繪領域的領先位置。近年來，我國工程測繪行業通過使用GPS技術取得科技型技術進步。GPS測量技術是當前工程測繪中廣泛運用的一項技術，具有精度較高、操作便捷、功能多樣等特征，大大提升了工程建設質量。這一技術的發展前景良好，相關人員還應加強對該項技術的研究運用，充分發揮其優勢作用，編制成工程地質圖，可對場地或各建筑地段的穩定性和適宜性作出評價，以確保國家基礎建設工作的有效順利地開展。

1 GPS測量技術概述

GPS技術即全球定位系統，最早出現在1937年的美國，在1993年正式投入使用[1]。GPS定位系統主要包含三個部分：①衛星星座，主要負責信號的發射等；②地面監控系統；③用戶終端設備，通過對信號的接收，能夠實現導航定位功能。這一技術自出現以來，在我國各個領域都得到了廣泛的關注和運用，現階段已經深入到了地質測繪領域，實踐證明，它能加速地質調查，節省地面測繪的工作量，提高測繪精度與質量。

2 GPS測量的操作要點

2.1 控制網點

GPS測量技術一般需要結合路線的地形特點等進行施工放樣，從而保證施工放樣的精度，同時還需要進行加密控制點的設置。加密的控制點的布設方案如下：以路線走向布設一級加密點，每隔400m左右布設一點。同時，采用多臺GPS接收機進行觀測，加強對網點的控制。當然，每個網點交接處都要進行聯測，以滿足一級測量點的設計要求。GPS測量技術對于平面控制和高程控制也有一定的要求，從而保證測量的準確度。

2.2 外業實施

外業實施主要包括以下兩個方面：①觀測。在多個不同的位置安裝多臺GPS接收機。操作步驟主要包括以下幾點：a.架站。提前認真架好儀器，同時對其進行對中和整平處理。b.量測天線高度。GPS天線高的量測一般測量的都是其斜高，而不能改為垂直高度，并且需要進行多次測量，然后取其平均值。c.觀測過程。在進行觀測時，首先需要關掉儀器的開關，GPS就可以自動進行觀測。同時，工作人員需要認真做好記錄，要求觀測時段長度要對每個測站點至少觀測一個小時以上。d.觀測結束。當觀測結束后，應該立即關掉開關，同時還需要測量天線高，以判斷觀測儀器的位置。②數據處理。在采用GPS測量技術測量完成后，需要將數據傳輸到電腦中，然后采用GPS軟件進行數據信息處理，編制工程地質圖。通過平差法處理后，可以減小網點中的誤差，平均誤差可以控制在很小值。但是，如果采用常規的測量方法，不僅進行測量的時間會更長，而且測量的精確度也不高。

3 GPS測量技術在工程地質測繪中的應用優勢

3.1 提高工程地質測繪效率

在以往的工程測繪工作中，通常需要大量的時間和人力，才能夠保證工作的順利完成，而GPS測量技術的運用，則有效提高了工作的效率。例如運用靜態相對定位模式開展工程測繪工作，測量基線在20km范圍內的情況下，雙頻接受的觀測時長在15～20min，單頻則需要1h作用。若是在這一工作中使用GPS測量技術，工作人員僅需要在初始觀測階段耗費不到5min的時間，隨后在任意位置進行觀測，都只需要幾秒鐘。同時，GPS技術在實際運用中，工作人員的操作十分便捷，系統本身已經具備較高程度的智能化，工作人員只需要將一些儀器安裝完備，便能夠開展測繪工作。且用戶接收機的體積較小，便于操作，攜帶方便，不僅大大提升了工作效率，同時也有效節省了人力、物力，實現了測繪成本的降低。另外，GPS技術在工程測繪工作的運用過程中，對通視性的要求不高，只需要具備觀測站15°以上空間開闊的條件，便能夠實現其功能的充分發揮，有效突破了傳統測繪技術應用中環境等條件的限制，大大提升測量選點的靈活性及測繪工作的高效性。

3.2 增強工程測繪精度

工程地質測繪要求的精度較高，對一些地質現象的觀察描述，除了定性闡明其成因和性質外，還要測定必要的定量指標，所以定位十分重要。在以往的工程測繪工作中，若是基線在50km范圍之內，工作人員應選擇載波相位法，從而確保靜態相對定位。GPS技術在運用中，能夠進行準確定位，使運動載體在最佳的線路上運行，并在測繪中，使工作人員獲得1×10-6和2×10-6的精度。若是工程測繪工作中基線在100～500km范圍內，則能夠獲得10-6及10-7的精度。

4 GPS測量技術在工程地質測繪中的具體應用

4.1 虛擬現實技術方面應用

傳統的工程測繪工作中，人工操作工作量較大，極易因人工失誤而造成測繪結果出現誤差，且工程測繪工作環境往往較為復雜，僅依靠人工開展工作，也十分容易出現安全事故。因而，在工程測繪工作中，很多工作人員都開始運用GPS測量技術，這一技術能夠實現交互定位，通過虛擬現實技術的結合運用，還能夠將測繪數據以生動形象的圖像等形式呈現出來。在正式開展工程測繪工作前，工作人員也可以運用計算機技術，實現進行模擬流程分析，通過利用GPS測量技術進行測量演練，找出其中可能存在的問題，并制定相應的應對方案，從而提升測繪工作的安全性，不斷優化工程測量方案。

4.2 形變測量中的運用

形變是工程測繪中的主體項目[2]。現階段，很多工程因地質、人為等方面的影響，都存在形變情況，且形變控制難度較大。GPS技術的運用，能夠為形變控制提供有效的數據。例如在某工程存在著嚴重的形變問題，沉降危害較大，工作人員在工程測繪工作中，運用了GPS技術，對地基沉降基礎參數進行測量，獲取了精確的數據，并通過三維定位技術，針對其中存在的細微變化進行檢測，從而對地基形變進行動態監測、控制，使其沉降情況始終處于安全范圍內，從而保證工程現場的安全性，提升抗形變風險能力。

4.3 城市測繪中的應用

隨著我國城市化進程的加快，城市建筑工程數量大量增加，因而更需要測繪的精準度充分保障。GPS技術是城市測繪中運用較為廣泛的一項技術，常與GIS、RS技術一同使用，工作人員能夠運用這一技術實現對城市測繪數據的準確獲取。例如在某次城市測繪工作開展過程中，需要進行三級導線測繪，測繪面積較大。且在基礎建筑影響下，各個層次的導線測繪都受到一定程度的破壞[3]。在這種情況下，工作人員選擇使用GPS靜態測繪，并通過其中PTK技術的應用，在不破壞設定好測繪基點的同時，實現測量的直接連接，提升了測繪工作的效率及便捷性。

5 GPS測量技術應用流程

GPS技術在工程地質測繪工作應用過程中，準備好有關儀器、設備與工具后：①需要對測量點進行定位，確定測繪范圍，制定具體工作計劃。要求工作人員根據便捷、安全的要求，選擇視野開闊、信號傳輸良好的位置，必須遠離高壓線，并將測量點記錄在測繪圖紙上。②應設置測量標志。設置方法通常為埋入標石，既具備良好的提示作用，又具有相對穩定的特征。③工作人員正式進行測量觀測，由于這一技術在室外測繪作業中應用，因而，工作人員必須根據相應的室外觀測標準進行操作。在測量點上安裝GPS接收機，并將其與衛星連接，實現信息的接收以及與中心測量站之間信息的傳輸。④工作人員需要利用計算機技術，對所接收信息進行整合、分析，實現動態測繪，為工程的開展提供實時、準確的測繪信息。

6 結論

在當前我國城市化進程不斷加快的背景下，工程地質測繪工作的重要性愈發得以體現，測繪技術也得到了一定的發展。GPS技術引起高效、高精度等優勢，在我國工程地質測繪工作中得到了廣泛運用，為城市建設提供了良好的數據支持，工作人員在測繪工作的開展過程中，還應充分了解該項技術優勢，針對實際情況，予以合理運用，良好掌控其應用流程，從而確保測繪效率及精準度。

[1]王家吉，江子凱，張林.GPS測量技術在工程測繪中的應用探討[J].低碳世界，2014，5（15）：165～166.

[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，2014，7（19）：193～194.

[3]邵海亮.GPS測量技術特點分析及其在工程測繪中的應用[J].江西建材，2016，5（15）：223～225.

P228.4

A

1004-7344（2016）24-0172-02

2016-8-13