GPS测量技术在工程地质测绘中的应用

陈华

（江西省勘察设计研究院 江西南昌 330000）

GPS测量技术在工程地质测绘中的应用

陈华

（江西省勘察设计研究院 江西南昌 330000）

科学技术的进步，推动了各个领域的发展，尤其是当前信息技术的普及，给各行各业的工作带来快捷便利，大大提升了工作质量。GPS技术是信息技术中的一种，具有支撑全球范围内信息传递的功能，并在工程测绘中也发挥了重要的作用。本文就GPS定位测量技术在工程地质测绘中的应用进行了分析。

GPS测量技术；工程地质测绘；应用

前言

工程地质测绘是工程勘察的基础工作，是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法。高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效指导其它勘察方法的作用，处于测绘领域的领先位置。近年来，我国工程测绘行业通过使用GPS技术取得科技型技术进步。GPS测量技术是当前工程测绘中广泛运用的一项技术，具有精度较高、操作便捷、功能多样等特征，大大提升了工程建设质量。这一技术的发展前景良好，相关人员还应加强对该项技术的研究运用，充分发挥其优势作用，编制成工程地质图，可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性作出评价，以确保国家基础建设工作的有效顺利地开展。

1 GPS测量技术概述

GPS技术即全球定位系统，最早出现在1937年的美国，在1993年正式投入使用[1]。GPS定位系统主要包含三个部分：①卫星星座，主要负责信号的发射等；②地面监控系统；③用户终端设备，通过对信号的接收，能够实现导航定位功能。这一技术自出现以来，在我国各个领域都得到了广泛的关注和运用，现阶段已经深入到了地质测绘领域，实践证明，它能加速地质调查，节省地面测绘的工作量，提高测绘精度与质量。

2 GPS测量的操作要点

2.1 控制网点

GPS测量技术一般需要结合路线的地形特点等进行施工放样，从而保证施工放样的精度，同时还需要进行加密控制点的设置。加密的控制点的布设方案如下：以路线走向布设一级加密点，每隔400m左右布设一点。同时，采用多台GPS接收机进行观测，加强对网点的控制。当然，每个网点交接处都要进行联测，以满足一级测量点的设计要求。GPS测量技术对于平面控制和高程控制也有一定的要求，从而保证测量的准确度。

2.2 外业实施

外业实施主要包括以下两个方面：①观测。在多个不同的位置安装多台GPS接收机。操作步骤主要包括以下几点：a.架站。提前认真架好仪器，同时对其进行对中和整平处理。b.量测天线高度。GPS天线高的量测一般测量的都是其斜高，而不能改为垂直高度，并且需要进行多次测量，然后取其平均值。c.观测过程。在进行观测时，首先需要关掉仪器的开关，GPS就可以自动进行观测。同时，工作人员需要认真做好记录，要求观测时段长度要对每个测站点至少观测一个小时以上。d.观测结束。当观测结束后，应该立即关掉开关，同时还需要测量天线高，以判断观测仪器的位置。②数据处理。在采用GPS测量技术测量完成后，需要将数据传输到电脑中，然后采用GPS软件进行数据信息处理，编制工程地质图。通过平差法处理后，可以减小网点中的误差，平均误差可以控制在很小值。但是，如果采用常规的测量方法，不仅进行测量的时间会更长，而且测量的精确度也不高。

3 GPS测量技术在工程地质测绘中的应用优势

3.1 提高工程地质测绘效率

在以往的工程测绘工作中，通常需要大量的时间和人力，才能够保证工作的顺利完成，而GPS测量技术的运用，则有效提高了工作的效率。例如运用静态相对定位模式开展工程测绘工作，测量基线在20km范围内的情况下，双频接受的观测时长在15～20min，单频则需要1h作用。若是在这一工作中使用GPS测量技术，工作人员仅需要在初始观测阶段耗费不到5min的时间，随后在任意位置进行观测，都只需要几秒钟。同时，GPS技术在实际运用中，工作人员的操作十分便捷，系统本身已经具备较高程度的智能化，工作人员只需要将一些仪器安装完备，便能够开展测绘工作。且用户接收机的体积较小，便于操作，携带方便，不仅大大提升了工作效率，同时也有效节省了人力、物力，实现了测绘成本的降低。另外，GPS技术在工程测绘工作的运用过程中，对通视性的要求不高，只需要具备观测站15°以上空间开阔的条件，便能够实现其功能的充分发挥，有效突破了传统测绘技术应用中环境等条件的限制，大大提升测量选点的灵活性及测绘工作的高效性。

3.2 增强工程测绘精度

工程地质测绘要求的精度较高，对一些地质现象的观察描述，除了定性阐明其成因和性质外，还要测定必要的定量指标，所以定位十分重要。在以往的工程测绘工作中，若是基线在50km范围之内，工作人员应选择载波相位法，从而确保静态相对定位。GPS技术在运用中，能够进行准确定位，使运动载体在最佳的线路上运行，并在测绘中，使工作人员获得1×10-6和2×10-6的精度。若是工程测绘工作中基线在100～500km范围内，则能够获得10-6及10-7的精度。

4 GPS测量技术在工程地质测绘中的具体应用

4.1 虚拟现实技术方面应用

传统的工程测绘工作中，人工操作工作量较大，极易因人工失误而造成测绘结果出现误差，且工程测绘工作环境往往较为复杂，仅依靠人工开展工作，也十分容易出现安全事故。因而，在工程测绘工作中，很多工作人员都开始运用GPS测量技术，这一技术能够实现交互定位，通过虚拟现实技术的结合运用，还能够将测绘数据以生动形象的图像等形式呈现出来。在正式开展工程测绘工作前，工作人员也可以运用计算机技术，实现进行模拟流程分析，通过利用GPS测量技术进行测量演练，找出其中可能存在的问题，并制定相应的应对方案，从而提升测绘工作的安全性，不断优化工程测量方案。

4.2 形变测量中的运用

形变是工程测绘中的主体项目[2]。现阶段，很多工程因地质、人为等方面的影响，都存在形变情况，且形变控制难度较大。GPS技术的运用，能够为形变控制提供有效的数据。例如在某工程存在着严重的形变问题，沉降危害较大，工作人员在工程测绘工作中，运用了GPS技术，对地基沉降基础参数进行测量，获取了精确的数据，并通过三维定位技术，针对其中存在的细微变化进行检测，从而对地基形变进行动态监测、控制，使其沉降情况始终处于安全范围内，从而保证工程现场的安全性，提升抗形变风险能力。

4.3 城市测绘中的应用

随着我国城市化进程的加快，城市建筑工程数量大量增加，因而更需要测绘的精准度充分保障。GPS技术是城市测绘中运用较为广泛的一项技术，常与GIS、RS技术一同使用，工作人员能够运用这一技术实现对城市测绘数据的准确获取。例如在某次城市测绘工作开展过程中，需要进行三级导线测绘，测绘面积较大。且在基础建筑影响下，各个层次的导线测绘都受到一定程度的破坏[3]。在这种情况下，工作人员选择使用GPS静态测绘，并通过其中PTK技术的应用，在不破坏设定好测绘基点的同时，实现测量的直接连接，提升了测绘工作的效率及便捷性。

5 GPS测量技术应用流程

GPS技术在工程地质测绘工作应用过程中，准备好有关仪器、设备与工具后：①需要对测量点进行定位，确定测绘范围，制定具体工作计划。要求工作人员根据便捷、安全的要求，选择视野开阔、信号传输良好的位置，必须远离高压线，并将测量点记录在测绘图纸上。②应设置测量标志。设置方法通常为埋入标石，既具备良好的提示作用，又具有相对稳定的特征。③工作人员正式进行测量观测，由于这一技术在室外测绘作业中应用，因而，工作人员必须根据相应的室外观测标准进行操作。在测量点上安装GPS接收机，并将其与卫星连接，实现信息的接收以及与中心测量站之间信息的传输。④工作人员需要利用计算机技术，对所接收信息进行整合、分析，实现动态测绘，为工程的开展提供实时、准确的测绘信息。

6 结论

在当前我国城市化进程不断加快的背景下，工程地质测绘工作的重要性愈发得以体现，测绘技术也得到了一定的发展。GPS技术引起高效、高精度等优势，在我国工程地质测绘工作中得到了广泛运用，为城市建设提供了良好的数据支持，工作人员在测绘工作的开展过程中，还应充分了解该项技术优势，针对实际情况，予以合理运用，良好掌控其应用流程，从而确保测绘效率及精准度。

[1]王家吉，江子凯，张林.GPS测量技术在工程测绘中的应用探讨[J].低碳世界，2014，5（15）：165～166.

[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，2014，7（19）：193～194.

[3]邵海亮.GPS测量技术特点分析及其在工程测绘中的应用[J].江西建材，2016，5（15）：223～225.

P228.4

A

1004-7344（2016）24-0172-02

2016-8-13