GPS測量技術在工程測量中的實踐研究

韋偉松

保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510000

1 GPS測量技術的特點

1.1 測量速度快

以往的GPS定位作業模式比較單一，只有靜態相對定位，其速度和精度也存在一定的局限性。GPS測量技術是對以前定位技術的創新和完善，其快速靜態定位方法和方式都得到了明顯的提高，GPS測量勞動生產率也得到了進一步的提高，新的GPS測量技術具有測量速度快的特點。

如果所要觀測的范圍是20km以內的基線，利用單頻接收機對其進行測量時一般需要1h，利用雙頻接收機需要15～20min。但是，如果在此過程中利用GPS技術建立相應的動態實時定位模式，其流動站的初始化觀測僅需要1～5min就可以進行定位了。因此，建立在GPS技術控制網基礎上的測量，能縮短觀測時間，提高觀測效率。

1.2 功能齊全

相關的技術研究表明，GPS技術除了具有測量速度快的優勢，還具有功能齊全等多種優勢，可以利用連續性的動態三維位置獲取工程中的相關信息并進行測量，合理應用三維速度和時間信息對其進行有效觀測。這種特點還可以用于測繪工作和導航工作中，從而不斷提高速度測試工作的有效性。

1.3 具備自動化功能

GPS測量技術與以前的GPS技術相比，其自動化功能有了明顯的提高，主要采用了智能型接收機對相關的儀器進行有效設置，在觀測的時候，測量人員只需要將儀器電源打開就可以觀察儀器運行狀況。此外，GPS會自動完成捕獲和記錄等工作。觀測完以后，還需要關閉電源，從而為相關設備的有效運行提供保障。

2 GPS測量技術的應用原理

在對GPS定位技術進行分析時發現，其中融入了物理與化學的相關知識，其涵蓋的學科范圍和基本原理都是非常廣的，將其有效應用到工程測量實踐中，可以通過GPS系統接收地面信息，再多角度對工程中的具體信息進行整合測量。

在目前的工程測量中，所應用的GPS定位技術主要有靜態相對定位和動態相對定位。其中，靜態相對定位技術可以通過同步觀測目標對多臺地面接收裝置進行合理應用，然后按照相關要求進行排列，發揮具體設備在工程測量中的作用。靜態相對定位技術的觀測時間需要維持在45min左右。測量完成后，需要將結果交由專業人員進行統計，并對其中的數據信息進行處理。與動態相對定位相比，靜態相對定位技術操作流程簡單，但是動態相對定位技術可以對工程測量中的一些位置進行精確控制，保障測量信息的準確性。

一般情況下，GPS接收器在對其觀測對象進行定位時，主要通過二維定位系統對其進行有效定位，在此過程中，操作人員應結合具體的要求設置水平角度和觀測點，將其角度控制在10°以上。但是，如果在此過程中存在一些建筑物，或是其他的遮擋物阻礙了接收器，則會嚴重影響工程測量的有效性。因此，在科學技術不斷發展的背景下，不僅需要對GPS系統進行有效應用，發揮虛擬現實技術在其中的作用，還要結合工程測量中的不足，對實際的測量方案進行調整，從而為GPS測量技術在工程測量實踐中的科學應用提供條件。

3 GPS測量技術在工程測量中的應用

3.1 GPS定位技術

GPS定位技術是工程測量中的重要組成部分，其在工程測量中的應用主要是依據科學基本原理對信息數據的位置信息進行整合，發揮其在各個系統中的共同作用，主要目的是通過多角度定位對其中的數據信息進行測量，保障數據信息的有效性。此定位技術還可以加強動、靜態的有效結合，在地面接收裝置的組成中可以排成靜態基線，實現同步目標觀測，并且其時間還長達45min左右。在完成上述工作后，還可以對相關的數據信息進行統一整理。此外，GPS定位技術還具有操作簡單等多種優點，可以實現對相關信息的動態觀測。

3.2 帶RTK的碎部測量和放樣

RTK技術即載波相位差分技術，它是實時處理兩個測站載波相位觀測量的主要方式。在對RTK系統組成進行分析時發現，其主要由基準站和移動站兩部分組成。此技術在工程測量中的應用可以將基準站采集的載波相位有效發送給用戶，用戶可以根據基準站中的差分信息進行求差解算，對自身的位置坐標進行準確判斷。

RTK技術還可以有效應用于地籍圖和房地產的界址點測繪等多個領域，應用此技術時，只需一個人就可以完成測圖，將GPS接收機放在待定的特征點上1～2s，然后再按照相關的要求輸入該特征點的編碼就可以了。同時，將一個小區域內的地形和地物特征點進行測定后，還需要將其傳入計算機中，避免外界因素對測量工程帶來的影響，從而形成更加高質量的成果圖。

此外，還可以利用RTK技術完成放樣工作，需要標定界標點，直接對坐標進行標定，不可以像常規放樣那樣，需要合理應用解析法對其進行標定。

3.3 實現對靜態數據的處理

在應用GPS測量技術對工程測量中的靜態數據進行處理時，需要將GPS觀測的數據傳輸到存儲設置中，在完成此項工作后才可以進行分流工作。要對原始內容進行記錄，合理利用解碼，將其中的數據進行分類和處理，將沒有用的數據內容處理掉，還需要將有用的數據進行統一，然后將其形成文件格式。同時，在對相位觀測值進行整合時，要進行探索和測量環節等多種工作，還需修正恢復載波，對其中的靜態數據進行有效測量。

大比例尺地圖繪制是工程測量中的主要組成部分，多數高等級公路在選線時都要進行大比例尺帶狀地形圖的繪制，比如1∶1000或1∶2000。但是，傳統的測圖方法速度慢、花費時間長，會嚴重影響地圖的有效性和準確性；而合理采用GPS動態測量技術，可以幫助技術人員確定沿線各碎部點位置，并對其進行合理繪制，分別停留1～2min，進而獲得更加準確的坐標，保障成圖的合理性。

3.4 道路中線放樣

在完成大比例尺帶狀地圖定線工程后，相關的設計人員還需要按照要求在地面標定出公路施工的中線。利用GPS實時測量技術，可以將中樁點坐標輸入GPS電子手簿，然后系統就可以將放樣點的點位自動定出來，對各點進行獨立測量，避免誤差的發生，從而不斷提高放樣的精度。

在對道路路線的內容進行分析時，其中主要包括緩和曲線、圓曲線和直線三部分，因此操作人員在道路中線放樣工程中需要依次輸入各主控點樁號和相關線段的距離以及圓曲線半徑，只有這樣才能確保測量數據的有效性，不斷降低放樣操作的難度，加強對GPS測量技術的有效性應用，優化其操作流程。如果各曲線段或直線段間需要加樁，只需輸入目標點的樁號就可以完成相關的工作內容。

3.5 構建工程控制網

構建完善的工程控制網是工程建設和測量的基礎。在對其進行構建的過程中，需要關注其網型和精度，避免其他工程項目對測量精度的影響。在一般場地，其工程控制網覆蓋面積比較小，點位密度比較大，對其精度要求也是非常高的。由于其常規應用方法比較多，可以多利用邊角網，合理利用GPS定位的方法有效建立工程控制網。

在此過程中，操作人員還可以通過對GPS技術的有效應用建立道路勘探和隧道工程控制網，發揮其在這類工程中的優勢。道路勘探和施工控制網具有橫向很窄等特點，如果在對其進行建設的過程中采用以前的三角鎖導線方案，一般情況下需要分段實施，這樣做的主要目的是避免誤差積累過大，但是此方式會讓其流程變得更加復雜，而在此過程中合理采用GPS技術，可以構成很長的GPS點構成的三角鎖，保持長距離線路坐標，預防其他因素對操作過程的影響。

3.6 虛擬現實技術的應用

以前，進行工程測量時，受到技術因素的限制，一般需由工作人員進行實地操作，不管是什么樣的施工環境，都需要工作人員親身實踐，因而在非常復雜的地理環境中可能會對工作人員的生命安全造成威脅，容易出現安全事故，造成重大的經濟和人員損失。如今，GPS測量技術在此過程中的有效應用可使測量人員在GPS虛擬現實技術的幫助下合理應用計算機技術，提前對工程現場的地理環境等多種內容進行模擬，進而結合清晰和逼真的三維圖像制訂測量方案，為人員的生命安全提供保障。

4 結束語

綜上所述，由于GPS測量技術具有作業時間短和成果精度高等多種優勢，其在工程首級控制網建設中的有效應用，可以對控制網進行全面監測，提高其精度，還可以幫助工程測量人員更加高效地完成具體的測量工作和任務，在保證測量方案可操作性的基礎上，進一步提高我國工程測量的水平。