GPS技術在勘察測量控制中的應用與注意事項探討

張恩東

青島膠州灣發展有限公司

GPS技術在勘察測量控制中的應用與注意事項探討

張恩東

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隨著工程測量技術的進步和發展，GPS測量技術被運用到工程測量中，尤其是GPS控制測量技術的應用。當前，很多工程測量中都融入了現代化的GPS控制測量技術，因為該技術測量速度快、精度高，操作便捷且費用較低，被很多工程項目所應用。但在具體的工程測量中，GPS控制測量技術受多種因素的影響，例如已知點少、已知點分布不均勻、已知點位置不合理、控制網型不佳和難以進行水準測量等因素，難以通過直觀性方法來進行修正，必須通過平差軟件等來修正誤差。

勘查測量；GPS技術；應用

GPS測量技術是通過無線導航設施和環球通信衛星把很精確的信息傳輸給我們的，GPS測量技術在工程測量中的應用使得工程施工更加精確，確保工程施工能夠有條不紊的進行。鑒于GPS測量技術在工程測量中的巨大優勢，對工程施工產生了巨大影響，給工程施工帶來了很多的便利。

1 GPS技術的概述

1.1 GPS綜述

GPS技術最早來自美國，是一款應用在軍方無線電導航中的項目。GPS系統可以進行全天候的服務，能夠提供三維位置的定位活動，保證時間、信息的真實有效性，完善了傳統的測量定位遙感技術的不足。從整體上看，GPS系統的組成結構包括：空間段、控制段、用戶段，這三個部分都具有自身獨特的構成結構。

1.2 GPS技術

GPS技術的測量方法是以衛星發射的信號作為主要的根據，借助衛星分布在不同軌道上的特點，進行多角度的定位活動。技術工作人員根據衛星軌道與地球赤道之間的交叉角、衛星運行的規律、周期等因素進一步加強對GPS的定位，保證定位的精準度。通過高科技與GPS技術的結合應用，確保了衛星傳遞出的信號在地面的每一個坐標點上都可以有效地接收到。參與測量的工作人員依據接收到的信息，有效地完成測量任務。同時，這種測量的工作不需要工作人員全天候地工作，只要將相關的數據進行記錄與分析便可完成。

2 GPS 測量技術在工程測量中的應用

2.1 工程測量應用

目前工程測量中GPS測量技術被廣泛應用，由于工程項目建設的環境較為復雜，且條件有限，很多場地難以使用大型的機械設備進行測量，而通過便攜式的GPS測量儀器就可以進行工作。GPS測量是以遙感技術與衛星定位技術為基礎，通過測量儀器進行數據獲取和計算的過程，測量時間短，測量速度快，且具有較高的精度，尤其是平面坐標精度較高，大大降低了測量人員的工作量，提高了測量工作的效率和質量。

例如，在某區域工程測量項目中，GPS測量如圖1所示，測量區域內導線點分別為D1和D2，坐標系中高程使用四等水準；GPS測量C級測量點C4、C5、C6、C7，坐標系中使用二級水準高程起算。然后通過GPS控制測量技術進行測量，測量設備選用6臺靜態GPS儀器，獲取的數據使用平差軟件進行平差處理，首先使用4個C級點當做已知點進行推算，并應用其中3個C級點當做起算已知點，將剩余的1個C級點和其余2個點D1和D2作為未知點進行計算。通過計算發現平面坐標的精度值滿足要求，但高程誤差超出了勻速誤差的范圍，最大高程誤差大于0.568m，最小高程誤差為0.051m。

圖1 GPS測量示意圖

2.2 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。

2.3 工程測量觀測時間的測定

GPS 測量技術是通過幾顆衛星在空間形成一定的圖形，然后根據一定的公式算出來的結果，衛星在運轉的過程中可能由于某些因素使得衛星之間形成的圖形并不是很規則或者是觀測時不太好觀察。還有就是我們觀測的時候還會受到大氣折射的影響，工作人員在進行觀測的時候要注意很多方面的問題，我們在觀測的時候也要考慮到這方面的影響因素，盡可能使得我們的觀測數據是最準確的。因為我們觀測到的數據關系到我們的建筑工程的質量，關系到很多人的生命財產安全，所以工作人員在觀測時候要謹慎，要選擇適當的觀測時間。

3 注意事項

現階段GPS技術發展的并不完善，在測量工作的過程中，還存在一些不足之處，需要進一步研究與分析。接收器與衛星信號是保證GPS定位的基礎設備，兩者之間的距離運算是GPS定位的關鍵，這種計算方式采用的是電磁波的直線傳播公式：距離=速度×時間。假設在電磁波傳播的過程中，出現了不均勻的介質，得出的測量數據是經過GPS技術調整后的平均數據，精準度不高。導致發生電磁波不能直線傳播的因素還有遮蔽物。

綜上所述，GPS測量技術已經被廣泛應用到工程測量中，其不僅提高了測量的效率、測量精度，還大大降低了測量人員的工作任務量，能夠快速準確地計算出測量數據的結果。但由于外界環境以及測量技術本身的復雜性等影響，導致高程測量精度受到影響，因此，必須加強對高程測量精度的研究，以最大程度上降低高程測量誤差，提高測量的整體質量。

[1]王德保.GPS在城市控制網中的應用研究[D].山東科技大學，2005.

[2]徐文財，吳清華.GPS在公路工程控制測量中的應用[J].黑龍江科技信息，2010，12：225.