GPS技术在勘察测量控制中的应用与注意事项探讨

张恩东

GPS技术在勘察测量控制中的应用与注意事项探讨

张恩东

随着工程测量技术的进步和发展，GPS测量技术被运用到工程测量中，尤其是GPS控制测量技术的应用。当前，很多工程测量中都融入了现代化的GPS控制测量技术，因为该技术测量速度快、精度高，操作便捷且费用较低，被很多工程项目所应用。但在具体的工程测量中，GPS控制测量技术受多种因素的影响，例如已知点少、已知点分布不均匀、已知点位置不合理、控制网型不佳和难以进行水准测量等因素，难以通过直观性方法来进行修正，必须通过平差软件等来修正误差。

勘查测量；GPS技术；应用

GPS测量技术是通过无线导航设施和环球通信卫星把很精确的信息传输给我们的，GPS测量技术在工程测量中的应用使得工程施工更加精确，确保工程施工能够有条不紊的进行。鉴于GPS测量技术在工程测量中的巨大优势，对工程施工产生了巨大影响，给工程施工带来了很多的便利。

1 GPS技术的概述

1.1 GPS综述

GPS技术最早来自美国，是一款应用在军方无线电导航中的项目。GPS系统可以进行全天候的服务，能够提供三维位置的定位活动，保证时间、信息的真实有效性，完善了传统的测量定位遥感技术的不足。从整体上看，GPS系统的组成结构包括：空间段、控制段、用户段，这三个部分都具有自身独特的构成结构。

1.2 GPS技术

GPS技术的测量方法是以卫星发射的信号作为主要的根据，借助卫星分布在不同轨道上的特点，进行多角度的定位活动。技术工作人员根据卫星轨道与地球赤道之间的交叉角、卫星运行的规律、周期等因素进一步加强对GPS的定位，保证定位的精准度。通过高科技与GPS技术的结合应用，确保了卫星传递出的信号在地面的每一个坐标点上都可以有效地接收到。参与测量的工作人员依据接收到的信息，有效地完成测量任务。同时，这种测量的工作不需要工作人员全天候地工作，只要将相关的数据进行记录与分析便可完成。

2 GPS 测量技术在工程测量中的应用

2.1 工程测量应用

目前工程测量中GPS测量技术被广泛应用，由于工程项目建设的环境较为复杂，且条件有限，很多场地难以使用大型的机械设备进行测量，而通过便携式的GPS测量仪器就可以进行工作。GPS测量是以遥感技术与卫星定位技术为基础，通过测量仪器进行数据获取和计算的过程，测量时间短，测量速度快，且具有较高的精度，尤其是平面坐标精度较高，大大降低了测量人员的工作量，提高了测量工作的效率和质量。

图1 GPS测量示意图

例如，在某区域工程测量项目中，GPS测量如图1所示，测量区域内导线点分别为D1和D2，坐标系中高程使用四等水准；GPS测量C级测量点C4、C5、C6、C7，坐标系中使用二级水准高程起算。然后通过GPS控制测量技术进行测量，测量设备选用6台静态GPS仪器，获取的数据使用平差软件进行平差处理，首先使用4个C级点当做已知点进行推算，并应用其中3个C级点当做起算已知点，将剩余的1个C级点和其余2个点D1和D2作为未知点进行计算。通过计算发现平面坐标的精度值满足要求，但高程误差超出了匀速误差的范围，最大高程误差大于0.568m，最小高程误差为0.051m。

2.2 利用GPS布设控制点

GPS技术在勘测控制中的另一项重要应用便是可以辅助工程布设科学、合理的控制点。地质勘测作业主要包括基线测量、剖面测量以及工程点布设等，利用GPS技术，根据测距极坐标或经纬仪视距方法布设控制点能够保证控制点的科学性。首先在剖面和基线的端点位置埋设水泥柱，并用相应的符号进行标记；在钻孔布设后对布设的点进行重复测试，钻孔下面位置以封孔后的标志中心为准，高程测至终孔标志顶面并量取相应的高度；量取槽探宽度，槽探工程点通常利用极坐标或根据工程实践的经验进行分析判断，最终制定符合实际情况的工程规划方案。在GPS工程控制网络的建设中要满足各待测点的布设次数相同，并优先测量距离相近的点，在最短距离迁站方向上联测相距较远的高等级已知点，并做到在待测点的每次重复设站中使用相同的接收机，以保证网络中各点精度的均匀性。控制点的科学布设是勘测工程控制网络能够充分发挥作用的前提，利用GPS技术进行控制点的布设及控制网络的建立在勘测控制中具有显著的优势。

2.3 工程测量观测时间的测定

GPS 测量技术是通过几颗卫星在空间形成一定的图形，然后根据一定的公式算出来的结果，卫星在运转的过程中可能由于某些因素使得卫星之间形成的图形并不是很规则或者是观测时不太好观察。还有就是我们观测的时候还会受到大气折射的影响，工作人员在进行观测的时候要注意很多方面的问题，我们在观测的时候也要考虑到这方面的影响因素，尽可能使得我们的观测数据是最准确的。因为我们观测到的数据关系到我们的建筑工程的质量，关系到很多人的生命财产安全，所以工作人员在观测时候要谨慎，要选择适当的观测时间。

3 注意事项

现阶段GPS技术发展的并不完善，在测量工作的过程中，还存在一些不足之处，需要进一步研究与分析。接收器与卫星信号是保证GPS定位的基础设备，两者之间的距离运算是GPS定位的关键，这种计算方式采用的是电磁波的直线传播公式：距离=速度×时间。假设在电磁波传播的过程中，出现了不均匀的介质，得出的测量数据是经过GPS技术调整后的平均数据，精准度不高。导致发生电磁波不能直线传播的因素还有遮蔽物。

综上所述，GPS测量技术已经被广泛应用到工程测量中，其不仅提高了测量的效率、测量精度，还大大降低了测量人员的工作任务量，能够快速准确地计算出测量数据的结果。但由于外界环境以及测量技术本身的复杂性等影响，导致高程测量精度受到影响，因此，必须加强对高程测量精度的研究，以最大程度上降低高程测量误差，提高测量的整体质量。

[1]王德保.GPS在城市控制网中的应用研究[D].山东科技大学，2005. [2]徐文财，吴清华.GPS在公路工程控制测量中的应用[J].黑龙江科技信息，2010，12：225.