| 标题 | GPS测量技术在工程测绘中的运用分析 |
| 范文 | 邱明 [摘 要]在现代科技中，新兴科技为测量工程的发展提供了源源不断的动力。GPS技术作为当前工程测量中最常用的技术，作用与优势非常突出。本文以工程测量GPS技术的优势为切入点，根据GPS技术的工作原理以及在工程测绘中的实际应用情况，分析GPS技术的作用，最后阐述这项技术的具体使用流程，进一步说明这项技术的价值与优势。 [关键词]工程测绘；GPS测量；测量技术 doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.10.040 [中图分类号]TU198；P228.4 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2019）10-00-02 0 引 言 GPS技术已成为适用性最强的全球地理信息定位系统，在GPS技术的应用过程中，凭借该技术本身独有的优势与强大的技术支持，可以帮助人们获得精准度很高的导航支持。因GPS技术的优势众多，已经成功应用在各种行业，且都得到了重点运用。 1 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50 km内的情况下，精确水平在1×107～3×107；基线范围在500～100 km时，精准水平在107～106；在基线范围超过2 000 km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。 1.3 自动化水平高，操作流程简便 GPS技术最突出的一点是自动化水平高，意味着操作者不需要具备较高的专业水平，只需要了解GPS技术的操作流程就可以操作设备。一般来说，GPS操作者通过以下几项流程就可以完成GPS操作：第一步搜集气象数据，第二步调整测量仪器高度，第三步安装开关仪器，第四步调整监测仪器轨道。GPS技术的自动化水平高，能够自行捕获卫星与跟踪检测，不需要像传统测量技术一样投入大量的物力与人力。 2 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。 3 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。在信号机获取信號以后，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。近年来，由于大面积开采天然气、石油和煤炭，很多地区的矿区都出现了地面沉降。此外，由于过量开采地下水，许多城市开始出现了明显下沉。地面沉降测量的目的在于通过观测地面点高程与水平位置，了解地面点位沉降数据与水平位移情况，GPS技术在对待这类现象时既经济又高效。GPS技术没有通视要求，速度比较快、作业方式灵活，能够很好地保障作业效率，是一种观测精度高、计算效果出众的监测手段。在高层建筑变形监测中，GPS技术能够为其提供安全维护、运营与设计方面的资料，实时监测获得台风、地震等环境中高层建筑的摆动幅度，即相对位移情况。此外，GPS技术能够有效分析高层建筑的动态特征，帮助人们了解自然灾害的级别与情况。 4 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。 4.2 GPS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，結束后处理动态数据。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。 5 结 语 在工程测量中应用GPS技术能够顺利得到精准实时测量数据，是提高工程测量效率的重要技术。凭借GPS技术提供的高程数据与点位坐标，能保障数据的精准性与有效性。无线电发射时会受很多因素影响，这些因素会影响GPS的精准性，造成测量误差。为了避免外在因素影响工程测量的有效性，测量人员需要结合地质条件合理选择GPS参数，根据需求准确核算数值定位，综合评估观测精度，将GPS测量精度控制在标准限度中。 主要参考文献 [1]张中言.工程测绘中GPS测量技术的运用分析[J].绿色环保建材，2018（11）. [2]刘镇.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].建材与装饰，2018（44）. [3]孙永滨，杨彤.GPS测量技术特点分析及其在工程测绘中的应 用[J].居舍，2018（30）. [4]蔡瑞斌.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J].智能城市，2018 （18）. |
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