GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

□ 鮑 捷 王志華 孫 熙

（河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 鄭州 450016）

0.引言

在工程建設(shè)中，工程測量作為建設(shè)初期的重要工作內(nèi)容，在建設(shè)場地整頓以及工程基礎(chǔ)施工方面都起著非常重要的作用。工程建設(shè)中的工程構(gòu)件的安裝以及整體工程的定位等都需要工程測繪技術(shù)的幫助。高效的工程測繪同樣會提高工程的施工質(zhì)量，在現(xiàn)階段的工程測量中常見的測繪技術(shù)有遙感技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)以及GPS測量技術(shù)等。

1.工程測量與測繪技術(shù)

工程測量是指在工程建設(shè)開始之前，對工程的周遭環(huán)境以及土壤條件的勘察檢測；在工程建造中，對工程建造構(gòu)件以及整體設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的檢查與施工引導(dǎo)；在工程結(jié)束施工后對整體工程的質(zhì)量檢驗(yàn)。因此工程測量是貫穿整個(gè)工程建設(shè)過程的施工行為。工程測量的專業(yè)性較強(qiáng)，測量結(jié)果關(guān)系到整個(gè)工程的施工進(jìn)度。工程施工環(huán)境較好時(shí)，其工程測量工作的施行同樣比較容易，在環(huán)境比較惡劣，地形復(fù)雜的工程施工中，先進(jìn)的測量技術(shù)的優(yōu)勢就會凸顯出來，準(zhǔn)確完成工程測量要求。

常見的幾種工程測繪技術(shù)有GPS測量技術(shù)、GIS測繪技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)。這里主要介紹近幾年在工程測量中應(yīng)用非常廣泛的GPS測繪技術(shù)。

2.GPS技術(shù)在工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用

GPS測繪技術(shù)在各個(gè)工程測量領(lǐng)域都有廣泛地應(yīng)用，本文主要分析其在水利測量中的應(yīng)用。GPS測繪在水利測量過程中進(jìn)行平面的控制測量，使用特有的不同于傳統(tǒng)方式的靜態(tài)定位和動態(tài)定位，并通過軟件處理信號得到目標(biāo)定位來實(shí)現(xiàn)平面的控制。

GPS通過數(shù)據(jù)處理后得到的信息可以進(jìn)行區(qū)域性的高程測量和變形測量。其中變形測量因?yàn)椴恍枰O(shè)置參考網(wǎng)，降低了復(fù)雜性，更加簡單方便。

2.1 GPS在水利測量中的要點(diǎn)

外業(yè)測量在水利測量中一直以來就是比較有難度的一個(gè)步驟，應(yīng)用到GPS技術(shù)來測量就可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)測量的控制和碎部的部分測量，降低了難度。GPS測量技術(shù)靜態(tài)動態(tài)結(jié)合定位，在安置好導(dǎo)航基站之后再進(jìn)行無線安置，對設(shè)備天線的位置固定和方向調(diào)整，最后是對安置好的設(shè)備進(jìn)行防護(hù)措施。

GPS在進(jìn)行測量點(diǎn)監(jiān)控時(shí)，一般有兩種布網(wǎng)方式，即邊連式和點(diǎn)連式。邊連式就是設(shè)立基站導(dǎo)航位置時(shí)于中心點(diǎn)的測量點(diǎn)設(shè)置。而點(diǎn)連式就是在測量控制系統(tǒng)時(shí)在附近設(shè)置導(dǎo)航基站；測量點(diǎn)的監(jiān)控放樣，同樣有兩種方式：動靜態(tài)結(jié)合放樣與線路放樣，前者將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入設(shè)備基站根據(jù)需要放點(diǎn)放樣，后者需要事前的路線定制并根據(jù)路線將數(shù)據(jù)輸入，得到現(xiàn)場放樣。

2.2 GPS在工程測繪中存在的問題

GPS技術(shù)應(yīng)用于水利測量的優(yōu)點(diǎn)很多，但是也存在一定的缺點(diǎn)。GPS測量以精確度出名，但是它的測量也在一定程度上存在誤差。科技在不斷進(jìn)步，對于GPS技術(shù)的要求也在隨著時(shí)代進(jìn)步而不斷變化提高，一般情況下，GPS技術(shù)可以完整地提供精確數(shù)據(jù)和位置定位，但是遇到一些意外情況，比如遇到障礙物阻礙了地球衛(wèi)星的信息傳播就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)失誤甚至消失沒有數(shù)據(jù)，這樣造成的根源性的數(shù)據(jù)失聯(lián)比實(shí)際地面操作的失誤更嚴(yán)重。

文中提到GPS測量技術(shù)在水利測量中的各種優(yōu)點(diǎn)和便利，但在實(shí)際的水利測量當(dāng)中對這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用并不算太廣泛，因?yàn)樵诂F(xiàn)階段的水利工程建設(shè)當(dāng)中普通傳統(tǒng)的測量方式就可以滿足建設(shè)要求，GPS測量技術(shù)的高精準(zhǔn)度的測量是建立在高價(jià)的測量設(shè)備和高技術(shù)的人員配置上的，這一點(diǎn)也是局限GPS技術(shù)廣泛應(yīng)用的短板。

攻克了高昂設(shè)備費(fèi)用的問題，另一問題就是操作人員的技術(shù)要求。傳統(tǒng)的測量技術(shù)時(shí)間很長，建設(shè)工程人員對于傳統(tǒng)測量手段的應(yīng)用是明顯略熟于新進(jìn)出現(xiàn)的時(shí)間較短的GPS測量技術(shù)，操作不熟練導(dǎo)致的后果就是無法正常發(fā)揮GPS測量技術(shù)的本來優(yōu)點(diǎn)，還會導(dǎo)致效率降低拖延測量工期，甚至嚴(yán)重地會影響后期工程建設(shè)。

2.3 測繪問題的改進(jìn)方法

設(shè)備上的失誤因?yàn)椴豢纱_定的因素不能完全避免，人工操作的時(shí)候就要盡可能降低失誤，偶然的錯(cuò)誤存在不能成為測量精確度的阻礙。工作時(shí)對所負(fù)責(zé)的部分盡到應(yīng)有責(zé)任，以求測量得到高質(zhì)量數(shù)據(jù)結(jié)果，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度可以最大程度上減少失誤。

對于GPS測量技術(shù)的推廣勢在必行，加大宣傳力度促進(jìn)在水利測量工程中對于GPS測量技術(shù)的應(yīng)用，將GPS測量技術(shù)的高精度測量和低成本運(yùn)作等特點(diǎn)充分地應(yīng)用到水利測量工程中。

對于專業(yè)的操作人員的專業(yè)培訓(xùn)也是必需的，掌握操作技能才能在實(shí)際的操作設(shè)備上發(fā)揮技術(shù)的最大功效。加強(qiáng)對技術(shù)人員的培訓(xùn)，使達(dá)標(biāo)之后上崗成為標(biāo)準(zhǔn)工序，專業(yè)培訓(xùn)注重短時(shí)間的速成也要注重對技術(shù)的高質(zhì)量掌握，持續(xù)性的聯(lián)系與培訓(xùn)是一種優(yōu)良方式，盡可能地減少任何一個(gè)人為失誤的出現(xiàn)幾率。

3.GPS測繪實(shí)例

“湖西引排工程”是“治太”十大工程之一，該工程具有流域內(nèi)防洪排澇、旱季灌溉供應(yīng)水源、航運(yùn)和保護(hù)水生環(huán)境等功能，而其中的九曲河水利樞紐位于市區(qū)后巷鎮(zhèn)境內(nèi)的九曲河入長江口處，該項(xiàng)水利工程的建設(shè)就利用了GPS測量技術(shù)在最初的測量工作當(dāng)中。該項(xiàng)目在初期的水利測量當(dāng)中因?yàn)樽匀画h(huán)境制約和工程需要使用了GPS技術(shù)，該技術(shù)充分發(fā)揮了自身優(yōu)勢，通過地面監(jiān)測站等儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)于空間衛(wèi)星的連接，多顆衛(wèi)星同時(shí)作用，成功解決了的大氣折光差、衛(wèi)星鐘差以及衛(wèi)星軌道誤差等系統(tǒng)性問題，引入現(xiàn)代工程測量技術(shù)，對測量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的自動化作業(yè)，提升了工程測量的綜合效率。小型化發(fā)展的GPS配置接收器的操作也越來越簡單。工程測量在初期的水利測量中，GPS技術(shù)表現(xiàn)出了穩(wěn)定扎實(shí)的信息數(shù)據(jù)收集提供能力和空間位置的描述能力，信息具有高精準(zhǔn)性和及時(shí)性，充分發(fā)揮了GPS技術(shù)在實(shí)際空間測量技術(shù)作業(yè)活動過程中作用。

4.結(jié)束語

綜上所述，社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及科技的飛速發(fā)展都將提升工程測繪技術(shù)的應(yīng)用，先進(jìn)的測繪技術(shù)測圖的精準(zhǔn)度以及測繪的自動化不僅完美地完成了測繪任務(wù)并進(jìn)一步提升了測繪的自動化程度，降低了工程測繪的人力投入，工作效率得到極大提高。現(xiàn)代化的測繪技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展正使得工程測量越來越便捷，測繪質(zhì)量越來越高。