工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用及精度分析

■王永健

（河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì) 河北唐山063000）

工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用及精度分析

■王永健

（河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì) 河北唐山063000）

GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，是對(duì)傳統(tǒng)工程測(cè)量帶來(lái)了徹底性的革命，并且其具有不受天氣和通視條件影響、定位精度高、操作方便、自動(dòng)化程度高、成本低等眾多方面的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)將GPS技術(shù)應(yīng)用在工程控制測(cè)量中，不僅能夠降低工作人員的工作量，同時(shí)還能夠顯著的提高工作效率和工作質(zhì)量，這是傳統(tǒng)幾何測(cè)量手段所無(wú)法達(dá)到的。隨著GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量中的應(yīng)用，人們對(duì)工程測(cè)量精度提出了更高的要求。因此，文章針對(duì)GPS技術(shù)在工程控制測(cè)量的應(yīng)用及測(cè)量精度的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

工程測(cè)量GPS技術(shù)應(yīng)用精度分析

GPS技術(shù)是隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展建立起來(lái)的具有全球性、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、保密性等特性，并能提供精密的三維坐標(biāo)的新興衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。隨著GPS技術(shù)的不斷成熟，在工程測(cè)繪中的應(yīng)用逐漸更加廣泛。本文即是對(duì)工程施工測(cè)量中GPS技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

1　工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用分析

1.1GPS技術(shù)在城市工程測(cè)量中的應(yīng)用

在城市建設(shè)中，控制網(wǎng)面積大，要求的精度高，且隨著工程進(jìn)度的不斷變化，測(cè)量數(shù)據(jù)也是不斷改變著的，需要高頻率的測(cè)量，應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量，可以在測(cè)區(qū)一定范圍內(nèi)架設(shè)一定數(shù)量的基準(zhǔn)站，利用流動(dòng)站直接觀測(cè)控制網(wǎng)中控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不要求控制點(diǎn)之間必須通視，不能設(shè)觀測(cè)站點(diǎn)的控制點(diǎn)，可應(yīng)用傳統(tǒng)測(cè)量方法，通過(guò)采用GPS技術(shù)可以實(shí)時(shí)知道測(cè)量數(shù)據(jù)和精度，當(dāng)精度達(dá)到后可停止測(cè)量，不需要計(jì)算數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)達(dá)不到要求之后返工，還可以實(shí)時(shí)判定解算結(jié)果是否成功，減少了冗余觀測(cè)，有利于節(jié)省人力和物力，提高工作效率。

利用GPS技術(shù)可對(duì)城市建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)以及建筑物地基沉降、位移、傾斜狀況的監(jiān)測(cè)，比如由于變形監(jiān)測(cè)精度要求高，可分為幾個(gè)小的觀測(cè)時(shí)段進(jìn)行，采用強(qiáng)制對(duì)中的措施，在＜4km長(zhǎng)度范圍的基線向量中，其測(cè)量結(jié)果一般能滿足變形監(jiān)測(cè)精度需要。

在工程施工中經(jīng)常會(huì)遇到利于碎布數(shù)據(jù)計(jì)算的地方。在傳統(tǒng)的測(cè)量作業(yè)中必須利用測(cè)站或其它儀器配合進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，工程量浩大并且計(jì)算很容易出錯(cuò)。而利用GPS技術(shù)之后，可以直接采集碎部點(diǎn)信息，進(jìn)行特征編碼，高質(zhì)量快速確定地形地物的三維坐標(biāo)，然后利用繪圖軟件成圖。既節(jié)省了人力物力，還能保證速度快、不容易出錯(cuò)。

1.2礦山測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

在礦山測(cè)量中，傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要在被測(cè)范圍內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)的建立，然后將經(jīng)緯儀等測(cè)量?jī)x器架設(shè)在控制點(diǎn)上，盡管在后來(lái)引進(jìn)了電子手薄與全站儀等設(shè)備進(jìn)行測(cè)量的配合，但為了完成測(cè)量，都需要在測(cè)站上以及測(cè)站周?chē)孛采线M(jìn)行零碎的部點(diǎn)，達(dá)成通視，并在三個(gè)人的供同行配合下進(jìn)行測(cè)量工作。在測(cè)量完成后進(jìn)行拼圖，拼圖與測(cè)量必須完全吻合，否則必須重新測(cè)量，這種測(cè)量方法操作繁雜，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中受到許多因素的影響。如今，在地形測(cè)量與采剝現(xiàn)場(chǎng)中普遍采用了GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，該技術(shù)操作簡(jiǎn)單方便，在一般的地形中僅需要架設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)站就能夠?qū)χ辽俜綀A10km的距離進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)采用該測(cè)量技術(shù)測(cè)量所需人員較少，測(cè)量距離較廣，而在測(cè)量的過(guò)程中能夠?qū)c(diǎn)位的進(jìn)度進(jìn)行實(shí)施的檢測(cè)，加快了測(cè)量的速度，提高了工作效率。GPS技術(shù)在測(cè)量上誤差很小，平面與高度精度上的測(cè)量級(jí)別能夠達(dá)到厘米，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。在測(cè)量完成后，能夠通過(guò)軟件傳出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)所需地形圖進(jìn)行繪制。

1.3路線、橋、隧勘察中的GPS技術(shù)的應(yīng)用

GPS技術(shù)在現(xiàn)代工程測(cè)量中發(fā)展出來(lái)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，這項(xiàng)測(cè)量技術(shù)徹底的改變了公路測(cè)量的模式。它不僅具有GPS測(cè)量技術(shù)的精準(zhǔn)性、高效性、易操作的特點(diǎn)，還能對(duì)所在空間位置的三維坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，及時(shí)得出所需得測(cè)量結(jié)果，可以直接的進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、中樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等，非常適合路線、橋、隧的勘察。

2　提高GPS衛(wèi)星測(cè)量精度的措施分析

（1）在使用GPS進(jìn)行外業(yè)測(cè)量定位之前，要先對(duì)建設(shè)工程周邊的情況進(jìn)行調(diào)查，并收集相關(guān)的資料，準(zhǔn)備好工程測(cè)量所需要的器材以及人員，制定好觀測(cè)計(jì)劃，對(duì)GPS進(jìn)行檢校，編寫(xiě)好技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)。

（2）操作人員應(yīng)該具有較高的技術(shù)能力，能夠熟練的使用儀器設(shè)備，熟悉測(cè)量步驟，能夠認(rèn)真地完成GPS測(cè)量的每一個(gè)環(huán)節(jié)，注重?cái)?shù)據(jù)采集，具有工作積極性。

（3）觀測(cè)時(shí)機(jī)要選好，依據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)在上午進(jìn)行觀測(cè)取得的效果比較好，因?yàn)樯衔缧l(wèi)星的信號(hào)比較好，盡量不要在陰天進(jìn)行觀測(cè)。

（4）GPS網(wǎng)可以進(jìn)行靈活選點(diǎn)，布網(wǎng)也比較方便，不會(huì)受到通視、網(wǎng)形的限制。不過(guò)在有的測(cè)區(qū)其條件相對(duì)比較差，邊長(zhǎng)長(zhǎng)度不夠（平均邊長(zhǎng)不到300m），使基線的精度相對(duì)較低，有的邊長(zhǎng)的精度大于1/10000。所以如果對(duì)觀測(cè)精度要求較高時(shí)，應(yīng)避免短邊，如果沒(méi)有辦法進(jìn)行避免，要保證觀測(cè)時(shí)間充足。

（5）如果工程的范圍比較大，GPS網(wǎng)不僅點(diǎn)數(shù)比較多而且規(guī)模也比較大，但是接收機(jī)的數(shù)量卻不多，當(dāng)?shù)氐耐ㄓ嵑徒煌ㄒ膊环奖悖瑒t可以進(jìn)行分區(qū)觀測(cè)。但是在相鄰的兩個(gè)分區(qū)之間應(yīng)該具有公共的觀測(cè)點(diǎn)，這樣才能提高網(wǎng)的精度，每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)量要大約等于3個(gè)，最少要進(jìn)行6次觀測(cè)。

3　結(jié)束語(yǔ)

作為當(dāng)前工程測(cè)量中最重要的技術(shù)手段之一的GPS技術(shù)，在當(dāng)前各類型的工程測(cè)量得到了廣泛的應(yīng)用，甚至發(fā)展出了新技術(shù)如GPS-RTK，可見(jiàn)GPS測(cè)量技術(shù)以其獨(dú)具的精準(zhǔn)性、高效性、易操作的特點(diǎn)在現(xiàn)代工程測(cè)量中具有可觀的發(fā)展前景。雖然在GPS測(cè)量中其精度會(huì)因GPS衛(wèi)星、接收設(shè)備、衛(wèi)星信號(hào)傳播等因素產(chǎn)生誤差，但是通過(guò)選擇有效的精度控制方法，也可改進(jìn)GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的不穩(wěn)定現(xiàn)象，提高GPS精度，保證并提高工程建設(shè)質(zhì)量。

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-134-1