GPS 测量技术在工程测绘中的应用分析

2015-08-15江西省地矿局赣中地质大队江西南昌330000

江西建材 2015年23期

■谢挺 ■江西省地矿局赣中地质大队，江西南昌 330000

GPS 即Global Positioning System，全球卫星定位系统，主要是利用专用的GPS 定位卫星，在全球范围内进行定位和导航，可以为用户提供高精度、低成本的导航信息，自上世纪九十年代以来，陆续在军事、航海、探测等领域得到了广泛应用。随着GPS 技术的快速发展，GPS 测量技术也逐渐成熟，在工程测绘领域发挥着越来越重要的作用。

1 GPS 测量技术的优点

GPS 测量技术是以GPS 系统为依托的一种新的工程测量技术，与传统测量技术相比，具有非常显著的优点，主要体现在以下几个方面:

1.1 应用范围广

当前，GPS 技术在大地测量、航空摄影测量以及航洋测绘等领域都有着非常广泛的应用，在全国高精度GPS 控制网测量中，控制网中两个相邻测量点的距离可以达到数千乃至上万公里，极大得拓展了测量范围。

1.2 定位精度高

大量的应用实践表明，在50km 内，GPS 测量技术的相对定位精度能够达到10-6m，在100 -500km 的范围内，定位精度达到10-7m。而在工程精密度为300 -1500m 的范围内，一小时以上的观测结果平面位置误差小于等于1mm，基本上可以无视。

1.3 测量速度快

伴随着GPS 配套软件的发展，其测量速度也在不断提高，就目前来看，在20km 范围以内的相对静态定位，一般只需要15 -20min 的时间;在快速静态相对定位测量中，若流动站与基准站的距离不超过15km，则流动站观测时间只需要1 -2min，在初始化观测后，可以进行实时定位，每一个流动站的观测时间为数秒，能够极大的提高测量效率。

1.4 操作便捷

一方面，GPS 测量设备的自动化程度高，在实际测量工作中，操作人员只需要对设备进行安装、连线，对气象数据进行收集并输入即可，设备自动完成卫星信号接收、跟踪观测和记录等工作。另一方面，GPS测量设备的体积和质量不断缩小，不仅方便携带，而且能够减轻操作人员的劳动强度。

2 GPS 测量技术在工程测绘中的应用

2.1 大地控制测量

GPS 测量技术凭借自身测量精度高、测量速度快、操作简单、成本低廉等优点，在大地控制测量中有着非常广泛的应用。从目前来看，GPS 定位技术基本上已经完全取代了常规测角、测距手段，对大地控制网进行建设。在全国性的大地控制网中，相邻网点之间的距离一般都在数千到上万公里左右，使用常规的测量工作不仅效率低下，而且无法完成高精度的远控点测量，严重影响了各项工作的有序开展。另外，在城市GPS 控制网中，虽然测量点的间距在数十公里，不过由于常规测量工作在测量中效率偏低，精度无法保证，而且经常会造成控制点的损坏，在很大程度上影响了测量工作的进度。在这种情况下，应用GPS 测量技术，能够有效解决上述问题，使得工程项目的测量工作取得突破性的进展。

2.2 工程形变测量

形变是工程测绘中的重要组成部分，在绝大多数工程项目中，都存在着形变因素的影响，尤其是地理环境变化以及人为活动的影响，都会在一定程度上增加形变控制的难度。利用GPS 测量技术，工作人员能够及时找出引发形变的主要因素，同时对地基的沉降变化进行测量，明确具体的沉降量，通过切实可行的措施，对地基形变进行控制，从而减少其对于工程的影响和危害。在工程变形监测中，GPS 测量技术发挥着极其重要的作用，能够有效减少形变带来的经济损失和人员伤亡。

2.3 城市建设测绘

在城市化进程不断加快的背景下，城市建设是我国社会发展中实施的重要项目，而要想实现城市建设的现代化和多样化，就必须首先保证测绘工作的标准化和规范化。在城市建设测绘中，GPS 测量技术有着非常广泛的应用，其中最为常用的功能包括了遥控、遥测以及城市测绘系统定位等，能够有效提高城市测绘中各种数据信息的全面性和精准度。例如，在某城市测绘中，由于涉及大范围的控制，包括了三级测绘导线，传统的测绘方式不仅效率低下、耗时耗力，而且由于建筑施工的原因，对于测绘工作造成了一定的影响和阻碍。在这种情况下，应用GPS 测量技术，能够直接定位到城市的任何区域，进行静态测绘，也可以排除城市测绘中的基本测试点，直接进行测量，不会对城市测绘基点造成负面影响，具有非常显著的效果。

2.4 水下工程测绘

在海洋资源开发、港口码头建设、航道整治等水下工程建设中，对于地形测绘图的精度有着极高的要求，一旦精度达不到相应的标准，会给工程的建设带来很大的影响。对此，可以采用GPS 测量技术中的三维测定技术，实现对水下工程横向及纵向位置的高精度测量，以测量数据为基础，结合相应的计算机软件，就能够对水下地形图进行绘制。在实际操作中，对于水下工程的横向位置，可以采用差分GPS 技术进行测量，能够解决经纬仪等传统测量定位仪器操作繁琐、抗干扰能力差等问题，提升测量精度;对于纵向位置，可以利用专业的测探仪，发射超声波，根据超声波的传播时间和传播速度，计算出水体深度，同时利用潮位仪进行潮位测定，对水深以及地形高程进行相应的校核，确保测量结果的准确性。

2.5 房地产测绘

在地籍和房地产工程测绘中，常用的GPS 技术为实时动态差分法，即GPS RTK 技术，其能够在户外观测中，快速得到高精度的定位信息，在房地产测绘中有着非常突出的应用效果。应用GPS RTK 技术，可以测定每一宗土地的权届界址点，以及一些地物点的位置，测量精度可以达到厘米级。将GPS 测量得到的数据信息进行初步处理并输入到GIS系统中，能够获得准确可靠的地籍和房地产图。不过，在一些可能影响GPS 卫星信号接收的地带，应该使用全站仪、经纬仪等传统测量工具，结合解析法或者图解法，进行细部测量，以确保测量结果的精度和准度。在建设用地勘测定界测量中，RTK 技术能够对界桩的位置进行实时测定，对土地的使用界限范围进行确定，计算出土地面积，能够在很大程度上简化用地勘测定界工作的流程。