GPS測量技術在工程測繪中應用

吳鑒哲

【摘 要】隨著，我國先進技術的不斷涌現，各個工程正在如火如荼地產開，許多新型化的技術被普遍地運用到了工程測繪環節之中，推動了項目工程的迅速發展。GPS測繪技術屬于工程測繪技術之中較為關鍵的部分，其不單單涉及到項目測繪技術的長遠性發展，同時也對工程項目的迅速發展產生了突出性的效用。

【關鍵詞】GPS測量;工程測繪;應用

伴隨我國經濟發展水平的逐步提升，工程測繪技術也在逐漸更新優化。對此，本文將著重地對GPS測繪技術在工程測繪環節之中的應用進行分析。希望由此能夠對工程測繪的發展提供一定的參考價值。

一、GPS測量技術的優勢

1.1用途廣泛，功能豐富

GPS技術是一種以無線衛星為依據創建的技術，在用戶三維坐標的定位方面要優于其他定位系統與定位技術。同時，GPS技術還能為使用者提供時間信息和行進三維速度信息。GPS技術擁有眾多的優勢決定了其在很多領域中都有突出的應用價值，如工程測繪、大地測量和航空攝影等領域。

1.2定位系統精準

GPS技術在測量靜態背景環境時能夠保障測繪精度。根據相關研究可以看出，在不同極限范圍使用GPS定位得出的結果有一定區別：基線水平在50km內的情況下，精確水平在1×107～3×107;基線范圍在500～100km時，精準水平在107～106;在基線范圍超過2000km時，精準度在109。利用GPS技術測量時，精確度可達到分米甚至是厘米。上述數據表明，GPS技術能夠很好地滿足不同領域對工程測繪精度的要求。

二、GPS技術原理

GPS測量技術在工程測繪中的應用從過去的靜態測量逐步轉變為RTK測量，進一步提高了工程測量三維坐標的精準度與有效性。目前，GPS測量技術以載波相位觀測為基礎，應用2臺或多臺設備接收信號，以GPS測量中的已知坐標為基準站，其余信號接收設備作為移動站點。2臺或多臺設備能夠同時完成5顆甚至更多衛星的追蹤工作，之后工作人員只需要借助電臺就能知道觀測點的具體坐標與數據，將這些數據傳送給移動設備。此過程中的移動設備能夠根據自身所得觀測數據應用組成差分觀測值方式獲取觀測點的三維坐標。

三、GPS測量技術在工程測繪中的應用

3.1公路工程測量

公路施工需要來自GPS技術的支持。公路初測的目的在于根據路線走向設置控制點，完成高程與平面控制測量，是施工放樣、定線測設、地形圖測繪的基礎。GPS技術能夠很好地取代傳統導線法的測量方式，擁有定位精度高、觀測速度快、布網靈活的優勢。GPS技術不斷發展，最突出表現在RTK技術成功應用在公路測量領域。這種技術原理為：先在公路上安裝GPS接收機，之后進行連續觀測，并將這些數據用發射臺發送給觀測站;利用接收臺得到的數據以及相對定位原理分析流動站位置，同時完成測量中的中平、中樁、放線工作。RTK技術操作簡便、自動化突出，全部流程只需1～2人就能操作，有效提高了測量效率。在公路工程中應用GPS技術給公路勘測帶來了巨大的機遇，有效提高了測量水平與測量速度，尤其是RTK技術能夠保障施工放樣、定線測量、地形測繪達到厘米精度，更好地完成數據存儲與傳輸，實現了路線CAD集成目標。當然，擁有RTK功能的設備造價比較貴，通常情況下，施工單位與勘察設計單位共用RTK系統，用資源共享的方式節省資金，保障工程進度與工程質量。

3.2地形勘測

地形勘測人員通過應用GPS技術能夠迅速了解定位結果，保障定位精度。GPS技術具備厘米級精度定位水平，可以很好地保障定位質量。GPS技術在地形勘測中的應用非常普遍，使用時只需一個工作人員背著儀器站在測量點幾秒，將特征編碼輸入其中，再使用便攜微機記錄就能完成測量工作。在測定區域所有地形、地物點位后，應用專業軟件輸入地形圖，使用GPS工具生成地形圖，包括管線地形圖、帶狀地形圖、普通測量圖等。界址點放樣需要先將移動站與基準站設置在控制坐標，完成移動放樣，需強調的是所用設備必須用同一系統，保障移動電臺的合理選擇與頻率適應能力。在信號機獲取信號以后，工作人員需要明白自己的具體位置以及放樣與自己之間的距離，保障界樁埋設的準確性，減少誤差。

3.3工程變形監測

在所有類型的工程建筑中，工程變形都是一項避之不及的事情，實際發生次數很多。該問題之所以頻繁發生，與建筑物的地質變形、人為因素、建筑物位移有很大關系。也就是說，為了實現即時、有效監測，掌握工程變形實際情況與最終結果就需要應用GPS技術。GPS技術在解決此問題時能夠發揮十分突出的作用。

由于GPS技術在變形監測中無須通視，所以能夠讓監測網布設變得更加方便與自由，節省了傳遞過渡點與布設費用。傳統監測工程變形所用的平面位移方式包括方向交匯、邊角導線、倒錘線等方法，垂直位移應用液體靜力測量、精準測量等方式判定，不僅會增加工作量，還會增加分析難度。GPS技術能夠同時測定所有點三維的位移情況，可以很好地降低分析難度與測量難度，且不受氣候因素限制，即便在風雪雨霧的條件下，工作人員仍能順利完成監測作業。一般來說，還會配備防雷電裝置，保障全天監測質量，而這些對于泥石流、滑坡、防汛抗洪檢測來說意義重大。

在工程變形檢測中，比較常見的對象包括大壩監測、地面沉陷監測、高層建筑監測。大壩變形監測主要指垂直位移監測、水平位移監測、裂縫監測、表面接縫監測和傾斜監測等。在水負荷壓力作用下，水電站、水庫大壩就會變形，此時就需要利用精密儀器對其展開變形連續性監測。GPS技術能夠很好地滿足精度要求，并實現自動化監測工作。

四、GPS技術在工程測繪中的應用流程

4.1內業準備

開展GPS外業工作前，必須先搜集測量地點的地形圖，之后將工程測量的特征作為依據，設定工程項目的測量名稱。如果在此過程中出現了已知坐標參數變化就需要用人工輸入的方式進行處理，但如果并沒有明確坐標轉換要求，就要根據過去的測量數據節點信息將控制點合理、均勻地設置在測量地點周圍，將測量點控制在已知測量范圍內，防止測量點兩端出現外推情況?？刂泣c位置確定以及區位選擇可以將GPS作業測量要求作為對象。測量點放樣時需要內業人員仔細完成測量點坐標觀測與記錄流程，確保后續的野外檢測活動能夠順利進行。

4.2GPS測量

GPS測量工作中的參照點為之前所選定的控制點，依次為設置基準站點、啟動信號接收設備，然后輸入天線的點號、高程、已知坐標、衛星信號接收數量。結束上述流程后，由外業人員開展基準點的電臺頻率測試、流動站電臺頻率測試、基準點配置、電臺指示燈測量，確認是否有與要求不相符的環節。在確認所有環節都沒有問題后進入測量流程。通常來說，流動站測量需要先掌握1～2個控制點數據，所以需要先測量1～2個控制點，評定這兩個控制點的測量精度，結束后處理動態數據。根據測量采樣獲得坐標信息，用傳輸系統將這些數據信息輸送到計算機，交由計算機終端處理與分析。

五、結束語

綜上所述，本文對GPS測繪技術的應用予以了詳盡的闡述，相關的資料業已表明，加強GPS測繪技術在項目測繪中的應用，對提升工程測繪效率具有極強的現實價值。希望本次探討可以引起工程測繪技術工作者們對此更多的關注，為推動項目構建的長遠性的發展帶來有益的幫助。

參考文獻：

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（作者單位：中化地質礦山總局吉林地質勘查院）