乡村工程测绘中GPS测量技术的应用

2016-09-08郭宇辰成都理工大学四川成都610000

乡村科技 2016年11期

郭宇辰（成都理工大学，四川　成都　610000）

乡村工程测绘中GPS测量技术的应用

郭宇辰
（成都理工大学，四川成都610000）

在工程测绘中，GPS测量技术的出现带来了很大的便利。GPS测量技术的应用不仅能够从根本上革新传统的测量模式，也能使测量的数据更为精准，所耗费的时间和精力得以大大减少，从而提高测绘的工作效率。在乡村，工程测绘的难度要远大于城市地区，通过探讨乡村工程测绘中GPS测量技术的应用，可以为乡村工程的更好建设提供有效的参考。

乡村；工程测绘；GPS；测量技术

工程测绘是具有高要求和高标准的综合型流程作业，具有技术性、衔接式和专业化的特点。随着社会经济和科学技术的发展，为了适应新的发展需求，工程测绘逐渐呈现出数字化、集约化和信息化的发展方向，需要应用先进的测量技术来促进其发展。

1　GPS技术概述

GPS技术主要是由GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机三部分组成的，其定位原理是卫星不间断发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后经过计算，求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。

2　工程测绘中GPS测量技术的特点

2.1测量精准度高

应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50 km以内可达1×10-6～2×10-6，100～500 km可达1×10-6～1× 10-7。在300～1 500 m工程精密定位中，1h以上观测的解算，其平面位置误差小于1 mm，与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较，其边长较差最大为0.5mm，校差中误差为0.3 mm。如表1所示。

表1　GPS测量精准度

2.2自动化程度高

在实际操作过程中，操作者只需将仪器安装好并开启监测即可。在自动检测过程中，仪器会通过卫星定位系统发出无线电对监测区域进行探测，从而将数据保存并反馈到相关显示器上，从而获得数据的收集。

2.3功能多样性

GPS测量技术可以提供精准的时间、坐标、速度等，并通过三维的样式将之反映出来。因此，这项技术在工程探测中可以应用于山地测量、海洋测量、工程监控和地质测量等多个领域。

2.4测量时间短

随着GPS测量技术的不断发展，目前每一个流动站之间的观测时间只需几秒钟，大大减少了人工测量的时间，节约了成本［1］。

2.5全天候观测

GPS定位系统可以在一天24 h内的任何时间进行测量，且不必受到刮风下雨、雾霾冰霜、白昼黑夜的影响。

2.6强大的测绘功能

GPS定位系统的测绘功能比之前出现过的任何测绘技术都要强大与先进，使用其内部自带的软件进行控制，可以搜集到详细且精准的相关数据并三维成像。

3　目前乡村工程测绘的困难

3.1测绘条件落后

乡村地区经济发展水平较为落后，而人工进行测绘会花费大量的人力物力财力，并且耗费大量的时间，这会为乡村地区带来一定的经济负担。而随着GPS测量技术的不断更新和推广，不但成本低，而且简便易操作，且随时随地都可以进行测量，因此不会造成经济负担。

3.2地形条件复杂

乡村地区多山地、河流，且山中植被茂盛，会给人工测量造成困难甚至会带来一些安全隐患，影响探测人员的人身安全。而GPS测量技术可以直接设置测量的定位点，不必每一处地形都进行探测，减轻了测绘的难度。

3.3建筑、田地分布不合理

由于乡村地区的建筑都是修建多年的老旧建筑，且在修建时没有合理的规划，导致房屋、农田杂乱分布，为人工测量带来了难度。但是，在GPS测量技术的支持下，这些问题都可以迎刃而解。

4　工程测绘中GPS技术的使用流程

4.1选择定位测量的地点

在选择测量点时，应注意选择地势开阔、视野宽广的地方进行安装，避免卫星信号的接收受到影响，从而导致出现测量误差。

4.2确定测量标点

通过在测量标点下方埋标石作为记号的方法来进行定点测量。

4.3测量观测

在安装好仪器之后，对测量标点进行测绘以获得有效数据。

4.4作好记录

在获得相关数据之后将之整合并记录到图纸上，为后期工程动工之前绘制图纸提供依据。

5　GPS测量技术在乡村工程测绘中的应用

5.1水下探测

农村地区河流分布错杂，因此许多工程的建造都需要从河流附近经过。而要历经河流，则必须探测河流的水下地形，以防决堤等事故的发生。传统测绘工程中对水下的测绘一般都是采用以超声波探测水深的原理进行测量，再使用潮位仪对潮位进行测量，从而对数据进行修正。这些设备操作难度大，且安装困难，为工程测绘带来了不小的挑战［2］。而GPS测量技术则大大减小了水下探测的难度，只需要将潮位仪、测深仪、DGPS接收器等设备按照步骤安装好，仪器就能进行自主探测，再将探测出的地形进行三维成像，最终在图像显示器上精确地显示出来。

5.2山地探测

农村地区山地较多且崎岖不平，在隧道挖掘、道路建设等工程中常常会从山中开辟道路，而这时又会大大地增加人工测绘的难度。在传统的工程测绘中，不仅要测量山体的直径，而且要测出山体的高度。在测量直径时，一般是通过水平面上两点距离的计算，再通过航拍整个山体的体貌进行估算验证。而在测量山体高度时，则需要登到山顶进行测量，然后构建网点，费时费力。而对山地的探测不仅仅只是对其高度与直径进行分析，更多的是对其内部结构进行地质探测，以判断其是否能够承受工程的运作，难度十分大且常常出现误差。因此在这个过程中，GPS测量技术的出现使得工程测绘的难度大大减小，通过无线电穿透山体探测并直接成像，给出更为精确、直观的数据，从而减少因为误差带来的各种损失。

5.3形变监测

在工程建设的过程中，工程形变是最为常见的问题。工程形变主要由于人为造成地壳或者建筑物形变，或者建筑物位移等造成的。而造成建筑物位移的因素多种多样，比如土质疏松会造成地面沉降，水流量过大会导致大坝形变，建筑物结构偏差会造成沉陷等，而GPS测量技术的精确度可以在位移发生之初被察觉到。因此，在工程建造时需要通过GPS技术进行监测，以防患以上情况的发生，从而保障人员安全、减少经济损失。例如，在监测大坝形变时，由于大坝长时间受到水的冲击，从而产生负荷而导致形变，情况严重的甚至可能导致在工程建造过程中发生崩坏决堤，从而威胁到施工人员的安全。