GPS測量技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用研究

林坤財

（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510060）

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，推動了各行各業(yè)的進(jìn)步，對于技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用的需求也不斷提升。GPS測量技術(shù)作為測繪工程領(lǐng)域常用的一種技術(shù)手段，能夠在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)實時定位及標(biāo)準(zhǔn)時間獲取、測速導(dǎo)航等功能，可滿足工程測量相關(guān)業(yè)務(wù)的多項需求，在實際測量應(yīng)用中頗受歡迎。研究顯示，采用GPS測量技術(shù)進(jìn)行工程測繪應(yīng)用，不僅能夠有效提升工程測繪的工作效率的同時，還可以保證較高的測量精度，優(yōu)勢顯著。對GPS測量技術(shù)在測繪中的應(yīng)用實踐進(jìn)行研究，為測繪工程相關(guān)工作的開展提供了參考，對促進(jìn)測繪工程技術(shù)的發(fā)展具有積極的作用和意義。

1 GPS測量技術(shù)的基本特征與應(yīng)用優(yōu)勢分析

GPS測量技術(shù)，即全球定位系統(tǒng)技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用，由全球通信衛(wèi)星以及相關(guān)衛(wèi)星接收裝置等硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)共同支持。

1.1 能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位

多項研究與實踐證實，GPS測量技術(shù)在工程測繪的應(yīng)用，具有較為精確的定位功能。利用GPS測量系統(tǒng)進(jìn)行實時定位時，其定位精度不僅能夠控制在厘米級別，且與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，在進(jìn)行靜態(tài)相對定位時的定位精度表現(xiàn)更高，能夠有效滿足工程測繪的測量定位精確度要求，應(yīng)用優(yōu)勢更突出。

1.2 具有多樣化的功能，操作方便、應(yīng)用范圍廣泛

GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用，不僅能夠獲取更精確的三維坐標(biāo)，且可以提供測時與測速功能，對導(dǎo)航功能進(jìn)行支持。隨著GPS測量技術(shù)的不斷完善和提升，其在多個測繪相關(guān)領(lǐng)域均有一定應(yīng)用，包含工程測量、地形測量、航空攝影測量以及海洋測繪等，具有較為廣泛的應(yīng)用范圍。此外，GPS測量技術(shù)在應(yīng)用過程中，對現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行了引入和吸收，其本身的集成化、自動化與智能化水平也得到了提升。在實際測量操作中，只需要對有關(guān)儀器設(shè)備的基本安裝與操作、維護(hù)等簡單內(nèi)容進(jìn)行了解和掌握即可，操作簡單方便。

1.3 測量速度快，工作效率高

有實踐證實，采用現(xiàn)代GPS測量手段進(jìn)行測量應(yīng)用，在相對靜態(tài)定位測量中，30 min內(nèi)能夠完成20 km2測量任務(wù)，快速測量靜態(tài)定位狀態(tài)下的GPS測量速度表現(xiàn)更快。此外，在實際測量工程中，GPS測量技術(shù)在初始化流動站觀測后，即可開展實時定位跟蹤測量，實現(xiàn)在較短的時間內(nèi)對各流動站的位置進(jìn)行有效觀測，能夠明顯提升測繪工作效率。

1.4 能夠全天候測量

GPS測量技術(shù)以全球通信衛(wèi)星為基礎(chǔ)，隨著GPS衛(wèi)星技術(shù)與有關(guān)研究的不斷深入和完善，再加上各衛(wèi)星的均衡分布，基本能夠?qū)崿F(xiàn)對地球各角落的全面覆蓋，在全球通信衛(wèi)星及有關(guān)衛(wèi)星接收裝置等硬件設(shè)備的不斷完善支持下，能夠利用GPS測量技術(shù)實現(xiàn)全天候的有效測量，并且其對測量環(huán)境的要求不高，除少量極為惡劣雷雨氣象影響、大面積水域、高壓電塔外，其余環(huán)境下均能夠正常工作。

2 GPS測量技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

2.1 工作流程

GPS測量技術(shù)在測繪工程中應(yīng)用的工作流程主要包含定位測量點的布置、設(shè)立測量標(biāo)志、開展觀測與分析等環(huán)節(jié)。

（1）定位測量點的選擇和布置。

對GPS測量中的定位測量點選擇和布置時，需要嚴(yán)格遵循安全與開闊的原則，將測量點選擇在較為開闊的環(huán)境中，為GPS測量儀器的架設(shè)提供方便，同時避免測量過程中對信號傳輸與接收產(chǎn)生影響。測量點定位與布置完成后，還需要在測繪圖紙上準(zhǔn)確記錄與標(biāo)識。

（2）設(shè)立測量標(biāo)志物。

測量標(biāo)志物的構(gòu)建，在工程測繪中具有較好的提示和指引作用，設(shè)立測量標(biāo)志物，需要在測量點定位完成后進(jìn)行。GPS測量具體開展中，由于其測繪環(huán)境的復(fù)雜性，在進(jìn)行測量標(biāo)志物構(gòu)建中并未形成統(tǒng)一的方法，需要工作開展結(jié)合自身的實踐積累與專業(yè)知識，綜合現(xiàn)場情況與實際條件進(jìn)行確定。當(dāng)前，在工程測繪中，比較常用的標(biāo)志物構(gòu)建一般是通過埋入標(biāo)石、噴漆標(biāo)記等方法開展。

（3）觀測與分析。

通常情況下，工程測繪作業(yè)開展是以野外作業(yè)為主，為了確保測量操作的規(guī)范性與準(zhǔn)確性，需要在實際觀測與操作中嚴(yán)格按照野外測量的有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，避免對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。完成實地測量與觀測數(shù)據(jù)收集后，還需要對觀測獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。GPS測量中的數(shù)據(jù)分析是由計算機(jī)完成，可對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、準(zhǔn)確分析，確保分析數(shù)據(jù)與實際情況的一致性，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，對地理信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效更新與完善，為GPS測量技術(shù)的應(yīng)用提供進(jìn)一步支持。

2.2 實踐應(yīng)用分析

根據(jù)上述對GPS測量技術(shù)的特征優(yōu)勢及其在測繪工程中應(yīng)用的具體工作流程分析，在開展GPS測量技術(shù)進(jìn)行測繪工程實踐應(yīng)用研究中，需要結(jié)合GPS測量技術(shù)在測繪工程的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

（1）對工程變形的監(jiān)測與應(yīng)用。

工程項目的施工建設(shè)中，由于多種因素影響，容易出現(xiàn)一些基礎(chǔ)變形或移位等情況，對工程建設(shè)的順利實施及其施工質(zhì)量和安全產(chǎn)生不利影響。由于工程基礎(chǔ)的輕度變形與移位情況，在初期通過肉眼不能直接觀察發(fā)現(xiàn)。肉眼能夠觀察和發(fā)現(xiàn)時，已經(jīng)發(fā)展到較為嚴(yán)重的程度，對工程基礎(chǔ)的變形與移位情況進(jìn)行修補(bǔ)和維護(hù)需要的各項投入也相對較大，不僅對工程建設(shè)進(jìn)度與經(jīng)濟(jì)效益存在不利影響，還存在較大的安全風(fēng)險，需要引起重視。在工程項目的施工建設(shè)中，針對工程變形及其影響，可通過采取相應(yīng)的工程變形監(jiān)測技術(shù)手段，加強(qiáng)對工程變形或移位情況的有效監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)各種問題，進(jìn)行有效維護(hù)與修正，以減少工程變形或移位對工程建設(shè)及其質(zhì)量、安全和效益的不利影響。通常情況下，在工程變形監(jiān)測中，比較常見的工程變形情況主要包含大壩壩體變形、資源開采導(dǎo)致的地面沉降以及建筑物變形與沉降等。GPS測量技術(shù)具有良好的定位精度與較高的作業(yè)效率等特征優(yōu)勢，能夠為工程變形與建筑物移位監(jiān)測提供良好的技術(shù)手段支持。以大壩壩體變形的監(jiān)測為例，由于其變形發(fā)生與水負(fù)荷對大壩壩體造成的重壓存在較大關(guān)系，因此，采用GPS測量技術(shù)，利用較高的定位測量精度，能夠?qū)Υ髩螇误w變形情況進(jìn)行連續(xù)、精密與實時性的監(jiān)測控制，及時發(fā)現(xiàn)大壩壩體的變形情況。

（2）城市建設(shè)中對GPS技術(shù)的應(yīng)用。

城市建設(shè)中的工程測量，需要對城市建設(shè)與發(fā)展中的建筑物與用地進(jìn)行合理空間規(guī)劃，以減少局部建設(shè)對城市公共環(huán)境的影響。尤其是現(xiàn)代城市建設(shè)與發(fā)展的速度不斷加快，城市建設(shè)中對各項資源的過度開發(fā)等，使城市建設(shè)的合理性受到了嚴(yán)重影響。

在現(xiàn)代城市建設(shè)與發(fā)展中，對工程測量等工作開展的要求也更高，并且工程測量的開展進(jìn)度與質(zhì)量效果，對工程質(zhì)量以及城市建設(shè)具有直接影響。在這種情況下，將GPS測量技術(shù)在城市建設(shè)中進(jìn)行應(yīng)用，可以充分發(fā)揮GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢，使其更好地滿足現(xiàn)代城市建設(shè)的測量需求推動城市建設(shè)的合理化發(fā)展，這也是測繪工程領(lǐng)域研究和關(guān)注的重點。

GPS在城市建設(shè)中的應(yīng)用如圖1所示。

圖1 GPS在城市建設(shè)中的應(yīng)用

（3）水下工程測繪及應(yīng)用分析。

GPS測量技術(shù)在水下工程測繪中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)為海洋資源的開發(fā)利用以及碼頭與海岸施工設(shè)計、海港建設(shè)等工程測繪實踐中的GPS測量和應(yīng)用。在進(jìn)行上述工程測繪作業(yè)開展中，由于其特殊的作業(yè)環(huán)境影響，需要開展相應(yīng)的水下地形測繪工作，以實現(xiàn)相應(yīng)的平面位置坐標(biāo)與具體水深等情況測量和分析，對測繪精確度要求較高。

根據(jù)上述水下工程測繪要求，在實際測量分析中，采用傳統(tǒng)測量技術(shù)進(jìn)行測量，不僅對測量設(shè)備以及測量人員的專業(yè)能力要求較高，實際測量情況也十分復(fù)雜，容易因測量過程中的操作不當(dāng)或者是專業(yè)能力不足，導(dǎo)致測量結(jié)果存在誤差。針對這種情況，采用GPS測量技術(shù)進(jìn)行水下工程測繪的平面位置坐標(biāo)獲取，同時通過GPS中技術(shù)的載波相位差分技術(shù)支持，完成水下工程測繪的各項測量任務(wù)。能夠更快速與準(zhǔn)確完成測量任務(wù)，且操作簡便，還能夠利用導(dǎo)航監(jiān)視器對測量情況進(jìn)行實時監(jiān)測和修正，應(yīng)用效果和優(yōu)勢更突出。

3 結(jié)語

GPS測量技術(shù)應(yīng)用于測繪工程中，具有突出的作用和優(yōu)勢，對GPS測量技術(shù)在測繪工程中的具體實踐和應(yīng)用進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)測繪工程領(lǐng)域的技術(shù)革新，推動測繪領(lǐng)域的進(jìn)一步提升和發(fā)展，具有積極的作用和意義。