论工程测绘中的GPS测量技术

冉 玉

(太原市勘察测绘研究院，山西 太原 030002)

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论工程测绘中的GPS测量技术

冉 玉

(太原市勘察测绘研究院，山西 太原 030002)

主要讲述了GPS测量技术的内涵、特征以及在工程测绘中的应用状况，详细分析了GPS测量技术对管道进行坐标定位、对顶管进行沉降监测、临时水准点的处理等方面的应用，指出采用GPS测量技术，大大提升了测量效率和质量，不断改进GPS测量技术，可提高测量工程的社会经济效益。

工程测绘，GPS测量技术，特征，应用

0 引言

随着信息技术的快速发展，许多新技术逐渐应用在工程测绘领域。工程测绘是一种综合性作业，对技术有着严格要求，而传统测绘技术存在许多缺陷，无法满足工程实际需求。智能化测量技术应用非常广泛，尤其是GPS测量技术的应用，大大提高了测量速度和质量。利用卫星定位系统进行实时作业，对工程测绘进行严格监测，形成系统化的测量处理机制。

1 GPS测量技术概况

随着测绘行业的快速发展，测量技术经历了数次改革。其中最大的改革是研发了GPS测量技术。目前，GPS测量技术在工程测绘领域得到了广泛应用，直接影响着测绘行业的工艺发展水平，与传统施工工艺相比，GPS测量技术具有高技术含量、精确度高等优势。GPS测量技术取消了常规的测角和测距手段，扩大了测量范围。在开展测绘工作过程中，技术人员可以利用定位技术构建GPS网，通过GPS网将测量的数据信息传输到测绘管理部门，相邻点甚至能达到上万里，且测量的连续性和准确性都非常高。常见的GPS网布设形式有跟踪站式、同步图形扩展式以及会战式等。

2 GPS测量技术的特征

1)实时定位。

实时定位是指对任何运动或者静止的目标进行准确定位，显示目标运动速度和经纬度，利用GPS技术进行导航，保证运动载体按照事先设计好的路线运动。所以GPS定位系统用来导航非常合适。

2)定位精度高。

根据GPS测量技术在测绘工程中的应用可以看出，在低于50 km的基线上，通过载波相位观测量进行静态相对定位，定位精度非常高，达到1×10-6～2×10-6，在100 km～500 km范围内的基线上，精度高达1×10-7。随着经济的发展，测量技术也在不断提高，大大优化了观测数据处理措施，当基线距离高于1 000 km时，观测数据精度也能达到1×10-8。科技的发展，测量精度的提高充分满足了测量工程的实际需求。

3)观测时间短。

在未采用GPS测量技术之前，当基线距离低于20 km时，一般采取传入静止相对定位模式来测量数据，测量所需时间为15 min。如果使用实时动态定位模式进行测量，所需时间在5 min以内。因此，采用GPS测量技术进行测量，有效地缩短了观测时间，提高了观测效率和质量。

4)功能齐全。

将GPS测量技术应用在工程测绘中，能提高导航效果和测量精确度，有助于缩短测量时间，提升测量效率。由于GPS具有诸多优势，所以在各种测时和测速等领域得到广泛应用。

5)观测站之间不需要通视。

对于传统测量技术而言，对图形结构、通视条件等方面要求比较严格，如果各观测站之间的通视条件不理想，或者图形结构不完善，则会影响测量结果。但是采取GPS测量技术后，观测站15°以上的空间都非常开阔，所以对观测站的通视条件要求不高，只需要满足和卫星间的通视条件即可。采取传统测量方式进行工程测量时，需要耗费大量的资金在建设觇标，选择合适的测量点。但是采用GPS测量技术即使不需要建造觇标也能选择测量点，这样不仅节省了大量的资金，还提高了测量效率。

6)可操作性强。

GPS测量技术是智能化测量，不需要人员参与，一起自动跟踪、捕捉和观察卫星运行状况，进行自动测量和定位。在工程测量过程中，如果需要对某个观测站进行长时间的观测，则可以采用无人数据采集技术，将收集到的数据信息传输到处理中心，统一处理，简化工作程序。另外，GPS技术中的接收机具有使用方便、小巧轻便等特征。

3 GPS技术在工程测绘中的应用

1)虚拟现实技术在工程测绘中的应用。

在工程测绘过程中，经常会碰到恶劣的天气或者复杂的地形，在这种环境下进行测绘，无法保证测绘的准确度，也大大增加了测绘难度，容易引发安全事故。而GPS虚拟现实技术具有交互作用、仿真等优势，在恶劣天气或者复杂地形环境下，使用GPS虚拟现实技术，在电脑上构建三维图像，在三维图像作用下，能够观察到测绘工程中每个细节，能提高测量精确度，保证测绘工作顺利开展。另外，通过三维图像，可以观察重点测量项目各个细节，也能详细地标识出工程测绘过程中可能出现的困难和安全问题。利用三维图像显示的信息，测量人员可以全面了解测绘中重点项目有关问题，可能出现的安全事故，从而制定针对性措施，解决问题，减少事故发生的可能性，避免带来严重的经济损失。在进行工程测绘之前，可以建造模型进行深入分析，保证测量方案方便操作，提高测量的安全性和技术性。如果采用GPS虚拟现实技术进行工程测绘，能够快速、准确地找到测量方案中存在的问题，制定有效措施，及时解决问题，从而不断完善测量方案，保证测量工程测量的安全性和经济性。

2)通过GPS测量技术对管道进行坐标定位。

对给水管道进行坐标定位，大大节省了时间、人力、物力和资金，能进行全天候的观测，快速获得测量数据，并对各观测站间的通视要求较低。GPS测量弥补了传统测量技术中很多不足。利用GPS技术对管道阀门进行定位时，如果现场地理位置出现变化，可以通过先前测量的数据信息，准确找到管道阀门的位置，提高管道阀门和给水管道的连续性。

3)GPS测量技术在给水管网工程中的应用。

GPS技术主要分为静态GPS测量和动态GPS测量两种形式。动态GPS测量主要是指信号接收机在接受信号时处于动态状态，静态GPS测量主要是指信号接收机在接受信号时处于静态状态。与传统测量技术相比，GPS测量技术具有很多优势，如经济效益高，操作方便，全天候连续测量，自动化程度高等。

4)利用GPS测量技术对顶管进行沉降监测。

在城区，堆积物较多的管网工程中，在开挖坑道过程中，道路两边的多层或高层建筑非常多，容易出现地下水渗漏问题。在建筑施工过程中，如果出现地下水渗漏，则会导致地面沉降，威胁周围建筑物的安全，因此，需要对施工地区周围的建筑进行沉降监测。在利用GPS测量技术对顶管进行沉降监测时，需要按照沉降监测的具体要求，固定监测点的位置，一般将监测点设置在建筑物内。按照沉降监测的基本要求，固定被监测变形点的位置，一般将变形点设置在被监测建筑内。在进行沉降监测时，仪器设备、观测人员都是固定不变的，在相同环境下，还是存在一定的监测误差。引进GPS测量技术后，能将监测误差控制在合理范围内。

5)对测绘工程中临时水准点的处理。

利用传统测绘技术进行工程测绘时，由于没有深入实地调查、设计不合理或预算不严谨等，在测量水准点时，计算出的水准点距离比一般距离大很多。在利用GPS测量技术进行测量时，大大提高了水准点距离测量的准确度。利用GPS接受装置接受卫星发出的信号，确定和测量水准点。在开展外业观测时，应该提前制定科学合理的测量计划，按照相关技术规定和标准，制定测量计划，这样能提高测量精确度和工作效率。

4 结语

与传统测量技术相比，GPS测量技术具有低成本、测量精确度高、定位速度快、无需通视、不受天气影响等优势。实践证明，GPS测量技术是全天候多功能系统。因此，需要不断完善GPS技术功能，加强GPS技术在工程测绘中的应用，推动测绘工程的长远发展。在应用GPS测量技术的过程中，能提高测量精确度和质量，从而不断提高社会经济效益。

[1] 董玉明.GPS定位测量技术在工程测绘当中的重要作用[J].地球,2014,11(10):197-198.

[2] 郭肖肖.GPS定位测量技术的优势及其在工程测绘中的应用[J].江西建材,2014,12(19):193-194.

[3] 郭倩倩,李 辉.工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用分析[J].中国高新技术企业,2014,11(11):116-117.

On GPS measurement technique in engineering mapping

Ran Yu

(TaiyuanSurveyandMappingInstitute,Taiyuan030002,China)

The paper introduces the connotation, features of the GPS measurement techniques and its application in engineering mapping, analyzes the coordinate positioning for pipelines with GPS measurement technique, indicates its application in the settlement monitoring of pipe-jacking and the treatment of temporary bench marks, and points out its adoption can promote the measurement efficiency and quality greatly and improve the social and economic benefits by improving the technique continuously.

engineering mapping, GPS measuring technique, feature, application

2015-05-29

冉 玉(1987- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)22-0201-02

TU198

A