簡(jiǎn)述工程測(cè)量中的GPS技術(shù)

王 維

嘉興市中測(cè)測(cè)繪有限公司

簡(jiǎn)述工程測(cè)量中的GPS技術(shù)

王 維

嘉興市中測(cè)測(cè)繪有限公司

本文概述了GPS技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，對(duì)工程測(cè)量中GPS 技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了探討，并結(jié)合實(shí)例分析了GPS 技術(shù)在工程測(cè)量中的具體應(yīng)用，以供參考。

GPS技術(shù)；特點(diǎn)；工程測(cè)量；應(yīng)用

前言

近年來(lái)隨著GPS 技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，該技術(shù)已經(jīng)廣泛地運(yùn)用在各類(lèi)測(cè)量工作中，并且取得了非常好的測(cè)量效果。在工程測(cè)量工作中有效應(yīng)用GPS 技術(shù)可以高精度并且快速的對(duì)各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，所以在地形圖測(cè)量中的運(yùn)用非常廣泛。

1 GPS 技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

(1)測(cè)量站點(diǎn)間不需通視，為測(cè)點(diǎn)選擇提供了便利。不過(guò)需注意的是，為確保GPS 衛(wèi)星信號(hào)的接收不收影響，需確保測(cè)站上空具備一定的開(kāi)闊性。

(2)具備較高精度的定位功能。一般而言，雙頻的GPS 接收機(jī)基線解的精度為5mm+1ppm，當(dāng)基線小于50km 的時(shí)候，其相對(duì)的定位精度竟可以達(dá)到12×10-6。由此可見(jiàn)，當(dāng)位于長(zhǎng)距離的帶狀測(cè)區(qū)內(nèi)的時(shí)候，GPS 測(cè)量技術(shù)能夠更加的便捷和可靠。

(3)需要的觀測(cè)時(shí)間較短。當(dāng)基線較短的時(shí)候，如低于20km 的時(shí)候，僅需要5min 的觀測(cè)時(shí)間既能夠?qū)崿F(xiàn)快速相對(duì)定位。

(4)操作較為便捷。由于GPS 測(cè)量設(shè)備具備較高的自動(dòng)化程度。因此在實(shí)際觀測(cè)工作中，測(cè)量工作人員僅需要將儀器設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的安裝，并按照規(guī)范開(kāi)關(guān)儀器、量取儀器的高以及對(duì)儀器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視即可。而對(duì)于衛(wèi)星信號(hào)的捕獲和跟蹤觀測(cè)等任務(wù)，都是由儀器設(shè)備自動(dòng)完成的。

(5)能夠全天候作業(yè)。不收時(shí)間地點(diǎn)的限制，能夠在任意時(shí)間內(nèi)連續(xù)的進(jìn)行作業(yè)，且受到天氣狀況的影響微乎其微。

2 GPS 技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 地形測(cè)繪前，要按要求做好準(zhǔn)備工作

視野的開(kāi)闊性十分重要，在視場(chǎng)內(nèi)的障礙物高度角控制在15°以?xún)?nèi)，以保障測(cè)量的質(zhì)量。測(cè)量過(guò)程中，要遠(yuǎn)離一些帶有電波的發(fā)射源，距離要大于200 m。在測(cè)量點(diǎn)的附近不能有反射強(qiáng)烈的衛(wèi)星信號(hào)物件，還要求交通便利以及地面穩(wěn)定。

2.2 GPS 技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用中，施工放樣是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)

在放樣工作上有上部結(jié)構(gòu)的放樣以及基礎(chǔ)施工的放樣等等。初期階段的測(cè)量主要是對(duì)建筑基礎(chǔ)放樣，在孔樁和平面位置的放樣方面是比較重要的。工作內(nèi)容很廣，其中有控制開(kāi)挖的深度以及開(kāi)挖的邊線等。對(duì)于起伏比較大的地段就要能對(duì)GPS 的坐標(biāo)放樣。通過(guò)將GPS 和RTK 結(jié)合應(yīng)用，將設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到電子手簿當(dāng)中，明確放樣位置，方便施工人員查找位置，以提高工作效率。

2.3 測(cè)量工作中，GPS 技術(shù)的應(yīng)用要結(jié)合實(shí)際選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)志地區(qū)

主要就是選擇比較容易接收信號(hào)的交通路段和地點(diǎn)，然后結(jié)合路段選擇劃分區(qū)域，保證觀測(cè)范圍的可用性。然后還要加強(qiáng)建筑工程的測(cè)量數(shù)量的記錄工作。合理設(shè)置天線安裝的位置，在位置和建筑物間的垂直距離的平衡狀態(tài)。還要在工程測(cè)量結(jié)合實(shí)際調(diào)整朝向。采用GPS 技術(shù)的測(cè)量后，要注重對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的科學(xué)化處理，保障數(shù)據(jù)的完整性正確性。例如對(duì)于CDE 級(jí)的GPS 網(wǎng)基線，就可通過(guò)隨接收機(jī)配備的商用軟件進(jìn)行運(yùn)算，完善RTK 的數(shù)據(jù)處理工作。還需保持在點(diǎn)名以及三維坐標(biāo)和坐標(biāo)的殘差等方面，這樣才能有利GPS 技術(shù)發(fā)揮良好作用。

2.4 在整個(gè)工程測(cè)量當(dāng)中，平面的控制測(cè)量具有一定的代表性，關(guān)系到工程測(cè)量當(dāng)中所與之有關(guān)資料的精準(zhǔn)度

通常可以采用衛(wèi)星定位測(cè)量以及導(dǎo)線測(cè)量的方法建立平面控制網(wǎng)。建立平面控制網(wǎng)主要是為了準(zhǔn)確測(cè)量平面控制點(diǎn)的位置。在進(jìn)行平面控制網(wǎng)的布設(shè)當(dāng)中通常需要遵循以下幾點(diǎn)原則： 首先，在進(jìn)行首級(jí)控制網(wǎng)的布設(shè)時(shí)要因地制宜。其次，需要按照工程的規(guī)模以及控制網(wǎng)的用途和精度要求來(lái)科學(xué)合理確定對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)的等級(jí); 第三，加密控制網(wǎng)，可以進(jìn)行越級(jí)布設(shè)，也可以在同等級(jí)中進(jìn)行擴(kuò)展。

3 GPS 技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 工程概況

南水北調(diào)的中線工程始于丹江口水庫(kù)(河南南陽(yáng)淅川)陶岔閘，然后流經(jīng)長(zhǎng)江流域和淮河流域的分水嶺方城埡口，并沿著唐白河流域和黃淮海平原西部邊緣開(kāi)挖渠道，在河南省鄭州市附近通過(guò)隧道穿過(guò)黃河，沿京廣鐵路西側(cè)北上，自流到北京、天津。輸水干渠全長(zhǎng)1273km，天津輸水干渠長(zhǎng)154km。年調(diào)水規(guī)模130 億m3。南水北調(diào)中線一期工程總干渠沙河南至黃河南新鄭南段工程位于河南省新鄭市市境內(nèi)，本標(biāo)段為新鄭南段第一施工標(biāo)段，設(shè)計(jì)樁號(hào)為SH(3)115+348.7 ～ SH(3)120+500，標(biāo)段長(zhǎng)度5.1513km，標(biāo)段內(nèi)共有各種建筑物11 座，其中河渠交叉1 座，左排倒虹4 座，退水閘1 座，公路橋2 座，生產(chǎn)橋共3 座。

3.2 參數(shù)及儀器選擇

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)、業(yè)主及監(jiān)理單位移

交的控制點(diǎn)，察看現(xiàn)場(chǎng)。由于移交的控制點(diǎn)之間不通視，決定控制網(wǎng)復(fù)測(cè)及加密采用GPS 施測(cè)，等級(jí)按照規(guī)范中GPSD級(jí)控制要求，測(cè)區(qū)平均高程102m，中央子午線精度為114°，坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954 北京坐標(biāo)系，高程采用1985 國(guó)家高程系。

(2)GPS 控制測(cè)量一般采用徠卡GX1230+GNSS 型雙頻GPS 接收機(jī)，靜態(tài)相對(duì)定位精度為：平面：±(5mm+0.5ppmD)；高程：±(10mm+0.5ppmD)。系統(tǒng)配備Planning 星歷預(yù)報(bào)軟件、徠卡GPS 數(shù)據(jù)后處理解算軟件LGO7.0，能滿(mǎn)足GPS 控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理的要求。

3.3 具體測(cè)量

采用靜態(tài)測(cè)量， 實(shí)測(cè)GPS 控制點(diǎn)20 個(gè)，組成閉合環(huán)26 個(gè)，基線54 條，LGO7.0 軟件采用一步法進(jìn)行平面及高程三維約束平差處理，平差過(guò)程中依據(jù)已知點(diǎn)QSH2、QSH3、DLG2、DLG3 為平面及高程已知點(diǎn)，進(jìn)行三維約束平差。LGO7.0 軟件對(duì)GPS 點(diǎn)大地高進(jìn)行線性擬合平差，約束平差后以點(diǎn)位的1954 年北京坐標(biāo)和1985 國(guó)家高程格式輸出。根據(jù)規(guī)范要求，約束點(diǎn)間邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差應(yīng)≤10ppm，約束平差后最弱邊相對(duì)中誤差≤ 25ppm。經(jīng)檢核約束點(diǎn)間邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差最大為2.8ppm，約束平差后最弱邊相對(duì)中誤差最大為9.8ppm 符合要求。施工測(cè)量中RTK 用于渠道征地邊線、中樁、開(kāi)口線實(shí)時(shí)放樣，RTK 是指載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位，通過(guò)實(shí)時(shí)處理即能達(dá)到厘米級(jí)精度。這樣提高了工作效率，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了施工的需要，為按時(shí)履行合同工地打好了基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GPS 技術(shù)憑借其特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，在工程測(cè)量工作中的應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，這也就要求我們?cè)谝院蟮膶?shí)際工作中對(duì)其進(jìn)一步研究探討。

[1]萬(wàn)謀知，馮江宏.GPS 測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用探析[J].中小企業(yè)管理與科技( 中旬刊)，2016(7)：127-128.