GPS技術在勘察測量控制中的應用與注意事項探討

1 GPS技術概述

GPS系統主要由全球通訊衛星、地面監控系統以及接收裝置組成，通過衛星發射的信號來指導工程實踐。GPS技術主要基于工程測量中距離交匯定點原理，利用接收裝置在一定時刻接收三顆或三顆以上的衛星信號，通過數據計算判斷出到發射衛星的距離，并利用相關的衛星地理原理計算衛星的三維坐標，進而可以得到待測點的坐標，達到定位測量的目的。GPS測量技術的出現和發展為工程測繪帶來了極大的方便，相比于其他的測量技術，主要由以下特點:功能比較多，適應性強，在實際中的應用比較廣泛，GPS測量技術可以為工程提供時間、位置、速度等多方面的信息，不僅可以用于導航及測量定位，還可用于時間測試及速度測試等，尤其是隨著目前科學技術的不斷突破，GPS技術與其他先進技術相結合，在工程勘察、測量、海洋測繪以及航空攝影中有著廣泛的應用;GPS定位技術的精度較高，這對于對位置信息要求較高以及對精度要求較為嚴格的項目而言是非常重要的。GPS技術的以上特點基本上實現了現代化的要求，在勘察測量控制中發揮著重要的作用。

2 GPS技術在勘察測量控制中的應用

2.1 利用GPS建立精確的工程控制網絡

控制測量主要包括一級導線測量和圖根導線測量，做好控制測量工作首先必須選擇科學合理的布網方案，使其滿足一定的精度、可靠性、靈敏度以及經濟指標等要求。工程控制網絡的建立與工程的進行和項目的順利完成具有非常密切的聯系，對于一些網型和精度要求較為嚴格的工程，工程控制網的覆蓋面較小、定位的密度大、精度要求高，利用GPS測量技術建設工程控制網絡，能夠有效減小對控制網絡中位置的局限性，縮短測量的時間，滿足上述要求。在利用GPS技術進行測量控制作業的設計過程中，要綜合考慮經濟要求和技術精確性等兩方面的因素。經濟因素是任何工程設計中必須要考慮的方面，主要是為減少作業工時和成本，高效完成測量任務;精度要求是順利完成工程的基礎和保證，在測量控制中要合理布局控制網點，保證測點數量，以提高觀測的精度和可靠性。在控制網絡建設中還要注意待測點在位置上精度的均勻性以及觀測時段的獨立性。利用GPS技術建立工程控制網絡大多利用載波相位靜態差分技術，在建立道路工程勘探及施工的控制網絡中有著獨特的優勢，這是由于在道路勘測中勘測目標狹長，傳統的分段測量方法很難保證測量數據的精確及均勻。在上述工程中利用GPS技術可以建立很多的測量點，實現測點的均衡分布，在以后的測量工程中也能保證測量目標的一致性，從而使控制網絡中的待測數據準確、真實。GPS技術在工程首級控制網、施工控制網、監測控制網、工程勘察控制網的精確建設中都具有非常關鍵的作用。

2.2 利用區域性GPS差分系統進行碎步測量與放樣

區域性GPS差分系統進行碎部測量與放樣是GPS技術在工程測量中一項基本的應用，利用區域GPS差分網所進行的區域差分與單基點載波相位差分的原理相似，但區域差分系統的基準站通常有多個，并構成基準網絡為各基準站提供差分信息，接收機利用自身的位置信息及各基準站差分信息的權重，按照非等權平差的原則計算得到自身的差分修正值，進而達到差分定位的目的。隨著社會的快速發展以及城市化建設的不斷推進，GPS技術在城市測量中得到的廣泛的發展，對城市測量成果、城市規劃以及建設管理起著重要的指導作用。大地測量是其他工作的基礎，通過大地測量測制各種地形圖并為工程建設提供高等級控制點，在城市控制測量(或大地測量)中，實現精準的碎步測量與放樣對城市控制網的建立及城市擴建具有非常重要的意義。利用GPS定位技術建立的城市控制網及工程建設網，能夠滿足精度高、成本低、放樣均勻可靠的要求，對城市建設和工程的順利完成具有長久意義。

2.3 利用GPS布設控制點

GPS技術在勘測控制中的另一項重要應用便是可以輔助工程布設科學、合理的控制點。地質勘測作業主要包括基線測量、剖面測量以及工程點布設等，利用GPS技術，根據測距極坐標或經緯儀視距方法布設控制點能夠保證控制點的科學性。首先在剖面和基線的端點位置埋設水泥柱，并用相應的符號進行標記;在鉆孔布設后對布設的點進行重復測試，鉆孔下面位置以封孔后的標志中心為準，高程測至終孔標志頂面并量取相應的高度;量取槽探寬度，槽探工程點通常利用極坐標或根據工程實踐的經驗進行分析判斷，最終制定符合實際情況的工程規劃方案。在GPS工程控制網絡的建設中要滿足各待測點的布設次數相同，并優先測量距離相近的點，在最短距離遷站方向上聯測相距較遠的高等級已知點，并做到在待測點的每次重復設站中使用相同的接收機，以保證網絡中各點精度的均勻性。控制點的科學布設是勘測工程控制網絡能夠充分發揮作用的前提，利用GPS技術進行控制點的布設及控制網絡的建立在勘測控制中具有顯著的優勢。

3 GPS在勘察測量控制應用中的注意事項

隨著GPS技術在勘察測量中的應用越來越廣泛，在實際應用中必須對其網絡布設進行科學的規范，在實際運用中必須注意以下問題:首先對于GPS網的布設必須滿足新增的規范要求，比如:獨立閉合環數的限定，這與勘測控制網絡的網型結構有著非常密切的聯系，新的規范對最簡獨立閉合環及附合路線的邊數都有明確的限制，采用多臺儀器連續觀測的方式進行網絡布設，可以達到結構強度高的要求，能夠有效探測測量誤差提高GPS控制網絡的精度和可靠性;在利用GPS技術進行勘測控制中還要注意鄰接點數的限定問題，GPS網絡的擴展通常采用點連接、邊連接以及圖形連接的方式，應注意在保證網絡可靠的前提下靈活選擇布網。在實際的工程實踐中，各級網絡除去邊緣點之外，其他點的鄰接點數應多于三點;另外，利用GPS技術所測量的高程是相對于大地坐標系的橢球面的大地高度，是為研究大地水準面的形狀及變化提供正常的高程結果，因此必須進行一定的正常高程聯測，其精度在一定程度上取決于大地水準面差距的求定精度，在實際工程實際中必須考慮這一因素的影響。

4 總結

隨著我國經濟的發展和城市化建設的推進，各種工程項目建設不斷增多，GPS在工程勘測控制中的應用越來越廣泛。在工程勘察測量控制中，GPS技術主要應用于控制點的布設、碎步測量與放樣以及控制網絡的建立等，在應用中必須符合新增規范的要求，以達到工程實際的精度并服務于工程實踐。

[1]趙晶晶.GPS技術在測量中的應用分析[J].科技向導，2012(6).

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