工程测绘中GPS测量技术运用研究

杨宁宁

（阜阳市测绘院有限责任公司）

1 引言

GPS具备较多技术优势，包括便于操作、精度较高、观测所需时长较短等，被大力推广。伴随经济水平的提高，测绘规模也在不断扩大，该项技术在工程测绘中的运用可以切实提升测绘品质及效率，因此应该加大对其的研究力度，提高技术运用效果。

2 GPS测量技术

GPS 是一种定位系统，可以准确定位目标距离与坐标。在工程测绘中引入该项技术，能够监测不同地点、对环境的干扰较小、可以达到全面监测要求、不限时间与定位，显著提高了测量技术的精准性。根据测绘特征，将GPS 网络和测绘方式融合起来，进行数据信息传递，能够保障测量结果的精准性[1]。结合网络布局，针对地形测量，该技术的应用有多种（见表1）。

表1 布设形式对比

3 GPS测量技术运用流程

3.1 明确测量区域

在运用GPS技术过程中，应先明确测量区域，更好地确保信号传输质量。但在具体开展时，通常有大量影响因素，如树木及建筑等，极易导致GPS信号传输质量不佳。因此，应尽可能地选择空旷区域，远离树木及建筑物，远离电离层活跃区域。

3.2 建立测量标志

基于GPS的运用，应全面建立测量标志，在待测点位置明确之后完成，以发挥其指示作用。结合工程测绘环境的差异，在对标志进行设置时，也应运用差异性的方法，具体开展GPS测量时，通常会采取埋入标识法[2]。

3.3 开展观测

这是保证测量准确性的前提，为实现高精度测量，应全面落实相关测量准备工作，特别是要对信号接收仪开展校验。同时，还应对影响因素开展评估，在适宜的时间内完成测量，最大程度减少不良影响。

4 工程测绘中GPS测量技术的运用

对于工程测绘来说，其工作内容非常复杂，对准确性及技术性方面的要求非常高。相较于传统的测绘方式，借助GPS测量技术开展测绘，可以实现快速定位，并且不被天气影响，成本也比较低，不用通视及建标，其仪器设备比较小，使用十分方便。

4.1 精密工程中的运用

现阶段GPS 技术被运用于很多行业中，比如材料设备测量等，可以将该项技术运用于精密工程中，全面增强测量的精确性，并且其测量效率非常高，操作也十分便捷，可以将其运用于测量难度大的工程中，有利于更好地发挥其技术优势[3]。例如，在对隧道贯通开展测量时，应对其安全性及贯通性进行有效控制，确保隧道开挖方向准确。基于两段开挖连接部位构建科学的基准线，借助GPS测量技术，实现更精准的测量，进一步提升隧道开挖安全性。

4.2 运用于水下地形测绘

水下地形图测绘时，要先开展三维测定并测量水的深度。根据传统的测绘来看，在对水深开展测量时，多借助测深仪并结合超声波开展测量。在测量过程中，还会借助潮位仪对水深测量值进行纠正，从而获得水下地形高度。将测深仪和潮位仪等设备有机连接起来，可以建立完整的测绘系统，如图1所示。DGPS 接收机对GPS 卫星信号进行获取，借助基站校正数据对测量误差进行控制。例如，在船行驶前，应先录入测量过程中的起始坐标，实际进行测量时，DGPS接收机进行录入，实现坐标转换，得出有关参数。此外，可结合导航监视器开展航向调整，借助计算机系统开展记录，同时对数据进行保存。

图1 水下测绘系统

4.3 网点控制运用

在进行网点控制运用时，借助GPS 测量技术可以有效确保大地数据的测量。对于传统测量技术而言，其投入时间及精力非常多，还可能会对网点控制造成影响。基于此，有关部门往往会重新规划，这在一定程度上加大了人力及物力损耗。通过GPS技术的运用，基于网点控制，确保测量的准确性，在此基础上提高测量长度，显著提升整体测量质量（见图2）。

图2 GPS姿态测量流程图

4.4 线路建设勘测

在城市持续发展中，线路建设发挥着关键的作用，为确保线路建设质量，应对其实施科学勘测，如对交通及铁路开展勘测。借助GPS 测量技术，应先基于城市线路中建设的控制网，借助GPS 接收机对线路实施静态观测，将时间掌控在30min～90min，最后对这些数据开展预处理。在对道路开展选择前，可借助GPS 测量技术，构建相应的地图，以便有效观测地面的状况，促进道路的合理规划。实际进行施工时，可借助GPS 对土石方量开展有效计算和数据分析，自动求出土石方量（见图3）。

图3 GPS线路建设勘测流程图

4.5 运用于房地产工程测绘

对房地产工程开展测绘，应涉及地点位置等内容，借助GPS测量技术开展测量过程中，可以有效确保测量的精度，然而却无法保证测量的实时性。将GPS 技术运用于房地产工程中，可以有效处理相关坐标数据，借助计算软件求出工程面积，实现测量的便捷性及准确性。特别是一些工程要开展野外检测，以往的平板仪补测法仅可以开展土地勘测，其技术操作比较困难，并且检测速度也比较慢[4]。借助GPS 技术开展动态化测量，可以保证土地勘查效率及准确性，为其提供有效的保障（见图4）。

图4 GPS测量数据获取流程图

4.6 确定施工临时水准点

在水准测量过程中，采取传统方式获取的水准点一般距离很远，主要由于没有开展全面的预算以及考察而造成的。对临时水准点开展测量，主要借助接收机，对导航信号开展收集，其过程分为三个步骤。首先开展天线布置，其次促进接收机运行，最后实施观测记录。对于外业观测来讲，需要结合观测计划开展，如此，方可进一步协调观测过程，提升工效，确保精度。比如大型公路项目，在开展实地测量时，引入GPS技术能够基于观看卫星图片，全方位研究路基高度，且结合地形，设置施工用水准点。将其设置在坚固位置。

4.7 运用于监测工程变形

GPS 测量技术三维定位准确性较高，可以对工程变形开展有效监测。在工程施工时，可能会产生很多变形问题，如大坝变形及建筑沉陷。大坝被水负荷影响，长时间发展，导致大坝变形，为有效控制这一情况，应对其开展全面监测。借助GPS 测量技术，可快速完成监测，并获得有关的变形数据，保证测量准确度在1.0至0.1PPm之间（见图5）。

图5 GPS变形监测

4.8 运用于城市建设

GPS测量技术难度小，测量时长短，可以运用于城市测量中。在运用GPS 测量前，应先对地形图中的细节开展全面测绘，以推动后续勘探工作有序实施，为其提供可靠的数据保障。以复杂的城市测绘为例，可在所测区域构建四等分GPS网络，确保各点间的距离在5km 以下，并对静态测量和加密控制部位的坐标开展科学调整，借助GPS接收机获取数据，构建初测计划表，同时选取科学的外部环境完成测量。为实现高程控制，可借助三角测量法，GPS对有关控制点开展拟合，从而获取水准高程，其测量偏差在70cm以下。

5 结语

基于GPS 在测绘中的实践研究可以发现，该技术的优势可以切实保障测绘的品质及效率，由此推动工程建设发展。