GPS在大地控制測(cè)量中的應(yīng)用研究

樊濤 馮玉軍 王永定

摘要：近幾年，GPS技術(shù)越來(lái)越多的開(kāi)始運(yùn)用到各類(lèi)控制測(cè)量工作中，尤其是各類(lèi)建筑工程中更為常見(jiàn)。在地鐵建設(shè)項(xiàng)目中也開(kāi)始使用GPS技術(shù)實(shí)施大地控制測(cè)量工作。本文就針對(duì)GPS在大地控制測(cè)量技術(shù)中的具體應(yīng)用策略進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)探討，希望對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用研究更加深入。

關(guān)鍵詞：GPS;大地控制;測(cè)量;地鐵

區(qū)別于其他的建設(shè)工程，地鐵控制網(wǎng)建設(shè)工作在整個(gè)大地控制測(cè)量中占據(jù)著重要的地位。由于針對(duì)地鐵進(jìn)行測(cè)繪，其工作環(huán)境相對(duì)較為特殊，通常是在地下進(jìn)行，這就意味著整個(gè)測(cè)量工作將面臨更多未知因素的挑戰(zhàn)。而是用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，能夠充分運(yùn)用各類(lèi)資源來(lái)保證大地測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確性，并且還有利于針對(duì)性的控制措施的開(kāi)展，能夠保證地下測(cè)繪的安全，避免惡性事件的發(fā)生。由于GPS技術(shù)的快速發(fā)展，其優(yōu)良性能在大地控制測(cè)量中有著良好的運(yùn)用，因此，探討GPS技術(shù)在大地控制測(cè)量中的應(yīng)用策略就顯得十分有意義。

1???? GPS工作原理及技術(shù)特點(diǎn)分析

目前，GPS技術(shù)已經(jīng)在大地控制測(cè)量領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用成果，無(wú)論是業(yè)界或者是社會(huì)層面，都給予了高度的認(rèn)可。這是由于GPS技術(shù)能夠根據(jù)地鐵測(cè)繪的參觀要求進(jìn)行相應(yīng)的方案設(shè)計(jì)，對(duì)于大多數(shù)的功能要求都能夠進(jìn)行滿足，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)GPS技術(shù)的工作原理以及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，有利于更加深入的了解該項(xiàng)技術(shù)，并使其和大地控制測(cè)量結(jié)合的更加緊密。

1.1? 工作原理

GPS技術(shù)的工作原理主要包括：在實(shí)際需要的位置，有效的架設(shè)GPS接收機(jī)，同時(shí)在某一個(gè)時(shí)刻當(dāng)中，接收機(jī)會(huì)同時(shí)接受3 顆及3 顆以上的GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，從而將較多的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行接收處理，在詳細(xì)的計(jì)算和分析后，將每一顆衛(wèi)星與需要的位置點(diǎn)的距離進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)位置點(diǎn)3 維坐標(biāo)的設(shè)計(jì)和描述，最終將該位置的各項(xiàng)信息準(zhǔn)確搜集和描述。由此可知，GPS技術(shù)整體原理并不復(fù)雜，并且具有較高的可操作性，這能夠換來(lái)較高效率的工作。應(yīng)用于大地控制測(cè)量領(lǐng)域，由于該項(xiàng)工作對(duì)于數(shù)據(jù)和信息的需求較大，特別是在進(jìn)行地鐵測(cè)繪時(shí)，更需要要求更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，而這些恰好可以通過(guò)GPS技術(shù)進(jìn)行解決。

1.2? GPS的技術(shù)特點(diǎn)

雖然GPS技術(shù)具有強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)，并且在大地控制測(cè)量領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用，但是在實(shí)際工作過(guò)程中，尤其是地鐵測(cè)繪部分并沒(méi)有完全發(fā)揮GPS技術(shù)的性能和那一部分原因，是相關(guān)人員對(duì)于GPS技術(shù)的特點(diǎn)認(rèn)知存在不足，這就會(huì)引發(fā)在應(yīng)用過(guò)程中的一系列問(wèn)題，限制GPS技術(shù)的性能發(fā)揮。一般而言，GPS的技術(shù)特點(diǎn)集中在以下幾個(gè)方面：第一，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，測(cè)站之間并不需要進(jìn)行通視。尤其是在選點(diǎn)時(shí)相對(duì)較為靈活，并不會(huì)受到太多的限制，通常要求測(cè)點(diǎn)上空開(kāi)闊即可，滿足基本的衛(wèi)星信號(hào)接收就可以進(jìn)行測(cè)量。第二，GPS的定位精度非常高。當(dāng)前的技術(shù)水平能夠?qū)崿F(xiàn)紅外儀的標(biāo)稱精度為5mm+5ppm，并且在運(yùn)行的過(guò)程中性能相對(duì)較為穩(wěn)定，對(duì)于外界的干擾因素，有的較強(qiáng)的抵御能力。GPS測(cè)量?jī)x器與其表現(xiàn)為相當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。同時(shí)，隨著距離的不斷增長(zhǎng)，GPS的測(cè)量?jī)?yōu)越性也不斷的提升，這非常符合地鐵測(cè)繪的客觀需求。

2???? GPS在大地控制測(cè)量中的應(yīng)用

2.1? GPS控制網(wǎng)精度的提升

由于大地控制測(cè)量對(duì)于精度有著較高的要求，一旦測(cè)量精度不足，則很有可能對(duì)后續(xù)的施工造成較大的影響。尤其是應(yīng)用于地鐵會(huì)測(cè)方面，在融合GPS技術(shù)之后，控制網(wǎng)的精度有了大幅度的提升。當(dāng)前有關(guān)地鐵平面控制網(wǎng)等級(jí)主要有兩個(gè)層次，第一是衛(wèi)星定位控制網(wǎng)，第二是精密導(dǎo)線網(wǎng)。將GPS技術(shù)融入其中，必須遵循所出臺(tái)的城市軌道交通測(cè)量規(guī)范，目前，GPS控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：平均邊長(zhǎng)控制在2km以內(nèi)，最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差需得到有效控制，盡量控制在±12mm以內(nèi);地鐵測(cè)繪的過(guò)程中，要求相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差在±10mm以內(nèi)，絕對(duì)不可以超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn);最弱邊的相對(duì)中誤差需控制在是十萬(wàn)分之一，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)地鐵測(cè)繪水平的較大提升。

2.2? 已知點(diǎn)的選擇和利用

近幾年有關(guān)大地控制測(cè)量工作的創(chuàng)新和發(fā)展十分迅速，這使得以往工作中存在的一些惡性循環(huán)不再重蹈覆轍。但是想要運(yùn)用GPS技術(shù)更進(jìn)一步的在地鐵測(cè)繪工作中進(jìn)行大范圍的使用，人都需要注重對(duì)于已知點(diǎn)的選擇和充分利用，這樣才能夠保證整個(gè)工作系統(tǒng)的完整性。在實(shí)際工作過(guò)程中，還需要參考以往所獲取的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)前所設(shè)定的工作標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)已知點(diǎn)選擇利用的措施主要包括：第一，GPS的應(yīng)用過(guò)程中，其內(nèi)部的重合工作，必須要重合3--5個(gè)原來(lái)城市的二等控制點(diǎn)，或者是重合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一等、二等控制點(diǎn)，要在具體的落實(shí)當(dāng)中，盡量的保證分布均勻。第二，要求地鐵建設(shè)必須符合實(shí)際情況。尤其是涉及到新的地鐵測(cè)繪，必須采用新的標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)以支點(diǎn)進(jìn)行重新核對(duì)，杜絕直接使用的情況。考慮到城市發(fā)展十分迅速，城市規(guī)劃每年都會(huì)發(fā)生變化，無(wú)法判斷已知點(diǎn)是否能夠匹配當(dāng)前的地鐵測(cè)繪需求，這就要求有關(guān)GPS的應(yīng)用必須圍繞以支點(diǎn)進(jìn)行重新核對(duì)和處理，如此能夠避免偏差。

2.3? 選點(diǎn)埋設(shè)與控制

地鐵測(cè)繪工作的開(kāi)展，選點(diǎn)、埋設(shè)是細(xì)節(jié)工作，建議在隧道口、豎井、車(chē)站和車(chē)輛段附近應(yīng)布設(shè)1～2個(gè)控制點(diǎn)，相鄰控制點(diǎn)應(yīng)有2 個(gè)以上方向通視，其他位置的控制點(diǎn)間應(yīng)至少有1 個(gè)方向通視。結(jié)合地鐵線線路特點(diǎn)、車(chē)站位置關(guān)系等，控制網(wǎng)采用邊、網(wǎng)混連式結(jié)構(gòu)，以線路沿線的通視邊為基礎(chǔ)，由若干個(gè)獨(dú)立的異步環(huán)構(gòu)成閉合圖形。每個(gè)控制點(diǎn)都有2 條以上基線通過(guò)，網(wǎng)中不存在自由基線。其次，GPS的控制網(wǎng)觀測(cè)，必須要選擇合理的方法來(lái)完成，配合數(shù)據(jù)的設(shè)置和方案的準(zhǔn)確落實(shí)，才能在根本上獲得最理想的成果。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，有關(guān)GPS技術(shù)的應(yīng)用在大地控制測(cè)量中已經(jīng)相對(duì)較為成熟，多數(shù)地鐵測(cè)繪工作都會(huì)借助該項(xiàng)技術(shù)的成熟性能，有利于整體工作的順利展開(kāi)，相信今后隨著GPS技術(shù)的不斷成熟以及在該領(lǐng)域的深入，將更好的為工程建設(shè)以及社會(huì)發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 楊帆，趙瑞山，鄒陽(yáng)，陳爽，吳作啟.G PS水準(zhǔn)綜合模型在局部控制測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2018，09：4-6+10.

[2]?? 紀(jì)德生.靜態(tài)G PS在控制測(cè)量中的應(yīng)用及其質(zhì)量控制[J].中華民居（下旬刊），2017，10：179-180.

[3]?? 王蘭華.談G PS技術(shù)在大地測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技資訊，2019，23：39.