GPS测量技术在工程测绘中应用

吴鉴哲

【摘 要】随着，我国先进技术的不断涌现，各个工程正在如火如荼地产开，许多新型化的技术被普遍地运用到了工程测繪环节之中，推动了项目工程的迅速发展。GPS测绘技术属于工程测绘技术之中较为关键的部分，其不单单涉及到项目测绘技术的长远性发展，同时也对工程项目的迅速发展产生了突出性的效用。

【关键词】GPS测量;工程测绘;应用

伴随我国经济发展水平的逐步提升，工程测绘技术也在逐渐更新优化。对此，本文将着重地对GPS测绘技术在工程测绘环节之中的应用进行分析。希望由此能够对工程测绘的发展提供一定的参考价值。

一、GPS测量技术的优势

1.1用途广泛，功能丰富

GPS技术是一种以无线卫星为依据创建的技术，在用户三维坐标的定位方面要优于其他定位系统与定位技术。同时，GPS技术还能为使用者提供时间信息和行进三维速度信息。GPS技术拥有众多的优势决定了其在很多领域中都有突出的应用价值，如工程测绘、大地测量和航空摄影等领域。

1.2定位系统精准

GPS技术在测量静态背景环境时能够保障测绘精度。根据相关研究可以看出，在不同极限范围使用GPS定位得出的结果有一定区别：基线水平在50km内的情况下，精确水平在1×107～3×107;基线范围在500～100km时，精准水平在107～106;在基线范围超过2000km时，精准度在109。利用GPS技术测量时，精确度可达到分米甚至是厘米。上述数据表明，GPS技术能够很好地满足不同领域对工程测绘精度的要求。

二、GPS技术原理

GPS测量技术在工程测绘中的应用从过去的静态测量逐步转变为RTK测量，进一步提高了工程测量三维坐标的精准度与有效性。目前，GPS测量技术以载波相位观测为基础，应用2台或多台设备接收信号，以GPS测量中的已知坐标为基准站，其余信号接收设备作为移动站点。2台或多台设备能够同时完成5颗甚至更多卫星的追踪工作，之后工作人员只需要借助电台就能知道观测点的具体坐标与数据，将这些数据传送给移动设备。此过程中的移动设备能够根据自身所得观测数据应用组成差分观测值方式获取观测点的三维坐标。

三、GPS测量技术在工程测绘中的应用

3.1公路工程测量

公路施工需要来自GPS技术的支持。公路初测的目的在于根据路线走向设置控制点，完成高程与平面控制测量，是施工放样、定线测设、地形图测绘的基础。GPS技术能够很好地取代传统导线法的测量方式，拥有定位精度高、观测速度快、布网灵活的优势。GPS技术不断发展，最突出表现在RTK技术成功应用在公路测量领域。这种技术原理为：先在公路上安装GPS接收机，之后进行连续观测，并将这些数据用发射台发送给观测站;利用接收台得到的数据以及相对定位原理分析流动站位置，同时完成测量中的中平、中桩、放线工作。RTK技术操作简便、自动化突出，全部流程只需1～2人就能操作，有效提高了测量效率。在公路工程中应用GPS技术给公路勘测带来了巨大的机遇，有效提高了测量水平与测量速度，尤其是RTK技术能够保障施工放样、定线测量、地形测绘达到厘米精度，更好地完成数据存储与传输，实现了路线CAD集成目标。当然，拥有RTK功能的设备造价比较贵，通常情况下，施工单位与勘察设计单位共用RTK系统，用资源共享的方式节省资金，保障工程进度与工程质量。

3.2地形勘测

地形勘测人员通过应用GPS技术能够迅速了解定位结果，保障定位精度。GPS技术具备厘米级精度定位水平，可以很好地保障定位质量。GPS技术在地形勘测中的应用非常普遍，使用时只需一个工作人员背着仪器站在测量点几秒，将特征编码输入其中，再使用便携微机记录就能完成测量工作。在测定区域所有地形、地物点位后，应用专业软件输入地形图，使用GPS工具生成地形图，包括管线地形图、带状地形图、普通测量图等。界址点放样需要先将移动站与基准站设置在控制坐标，完成移动放样，需强调的是所用设备必须用同一系统，保障移动电台的合理选择与频率适应能力。在信号机获取信号以后，工作人员需要明白自己的具体位置以及放样与自己之间的距离，保障界桩埋设的准确性，减少误差。

3.3工程变形监测

在所有类型的工程建筑中，工程变形都是一项避之不及的事情，实际发生次数很多。该问题之所以频繁发生，与建筑物的地质变形、人为因素、建筑物位移有很大关系。也就是说，为了实现即时、有效监测，掌握工程变形实际情况与最终结果就需要应用GPS技术。GPS技术在解决此问题时能够发挥十分突出的作用。

由于GPS技术在变形监测中无须通视，所以能够让监测网布设变得更加方便与自由，节省了传递过渡点与布设费用。传统监测工程变形所用的平面位移方式包括方向交汇、边角导线、倒锤线等方法，垂直位移应用液体静力测量、精准测量等方式判定，不仅会增加工作量，还会增加分析难度。GPS技术能够同时测定所有点三维的位移情况，可以很好地降低分析难度与测量难度，且不受气候因素限制，即便在风雪雨雾的条件下，工作人员仍能顺利完成监测作业。一般来说，还会配备防雷电装置，保障全天监测质量，而这些对于泥石流、滑坡、防汛抗洪检测来说意义重大。

在工程变形检测中，比较常见的对象包括大坝监测、地面沉陷监测、高层建筑监测。大坝变形监测主要指垂直位移监测、水平位移监测、裂缝监测、表面接缝监测和倾斜监测等。在水负荷压力作用下，水电站、水库大坝就会变形，此时就需要利用精密仪器对其展开变形连续性监测。GPS技术能够很好地满足精度要求，并实现自动化监测工作。

四、GPS技术在工程测绘中的应用流程

4.1内业准备

开展GPS外业工作前，必须先搜集测量地点的地形图，之后将工程测量的特征作为依据，设定工程项目的测量名称。如果在此过程中出现了已知坐标参数变化就需要用人工输入的方式进行处理，但如果并没有明确坐标转换要求，就要根据过去的测量数据节点信息将控制点合理、均匀地设置在测量地点周围，将测量点控制在已知测量范围内，防止测量点两端出现外推情况。控制点位置确定以及区位选择可以将GPS作业测量要求作为对象。测量点放样时需要内业人员仔细完成测量点坐标观测与记录流程，确保后续的野外检测活动能够顺利进行。

4.2GPS测量

GPS测量工作中的参照点为之前所选定的控制点，依次为设置基准站点、启动信号接收设备，然后输入天线的点号、高程、已知坐标、卫星信号接收数量。结束上述流程后，由外业人员开展基准点的电台频率测试、流动站电台频率测试、基准点配置、电台指示灯测量，确认是否有与要求不相符的环节。在确认所有环节都没有问题后进入测量流程。通常来说，流动站测量需要先掌握1～2个控制点数据，所以需要先测量1～2个控制点，评定这两个控制点的测量精度，结束后处理动态数据。根据测量采样获得坐标信息，用传输系统将这些数据信息输送到计算机，交由计算机终端处理与分析。

五、结束语

综上所述，本文对GPS测绘技术的应用予以了详尽的阐述，相关的资料业已表明，加强GPS测绘技术在项目测绘中的应用，对提升工程测绘效率具有极强的现实价值。希望本次探讨可以引起工程测绘技术工作者们对此更多的关注，为推动项目构建的长远性的发展带来有益的帮助。

参考文献：

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[2]张晶利.GPS测绘技术在测绘工程中的应用研究[J].科学技术创新，2020（16）：33-34.

[3]李园园.工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用[J].决策探索（中），2020（05）：84.

（作者单位：中化地质矿山总局吉林地质勘查院）