GPS快速靜態法在地質工程測量中的應用

鐘梓敏

摘 要：改革開放以來，我國科學技術水平的發展和進步飛快，促進了各項新技術在各領域的應用。將GPS快速靜態法合理地運用在地質工程的測量過程中，能促進地質工程數據測量工作效率的有效提升。文章通過分析介紹地質工程測量中幾種常見的GPS快速靜態定位方法和GPS快速靜態法，并闡述GPS快速靜態法的實際應用，希望為日后的地質工程測量提供借鑒和參考。

關鍵詞：地質工程；數據測量；GPS快速靜態法；應用

中圖分類號：P623 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）14-0155-02

Abstract： Since the reform and opening up， the level of science and technology in China has developed rapidly， which has also promoted the application of various new technologies in various fields. The application of GPS fast static method in geological engineering survey process can promote the efficiency of geological engineering data survey. This paper introduces several GPS fast static positioning methods and GPS fast static methods in geological engineering survey， and expounds the practical application of GPS fast static method， hoping to provide reference for geological engineering survey in the future.

Keywords： geological engineering； data surveying； GPS fast static method； application

在進行現代工程項目建設時，建筑工程項目的質量控制中最為重要的內容就是地質工程的測量，地質工程測量的效率和質量是整個工程項目順利開展的關鍵，所以，負責地質工程測量工作的人員需要對測量工作進行高質量的管理，從而為工程項目的順利開展奠定堅實的基礎。GPS快速靜態法是一種常用于地質工程測量的技術，具有較強的適應能力和較高的精準度，在地質工程測量中的使用頻率較高，其應用效果在社會上的認可度也相對較高。本文以此背景作為分析討論的基礎，在對GPS快速靜態法的原理和特征進行分析的同時研究了該技術在地質工程測量中的具體應用，希望為相關人員的地質工程測量工作提供幫助和借鑒。

1 幾種常見的GPS快速靜態定位方法

1.1 兩次設站法

在對短基線進行靜態定位的過程中需要保證有相對充足的觀測時間，這是因為在相對較長的觀測時間里，衛星的幾何圖形會存在比較明顯的起伏和變化，這有利于相應的計算方程和方法取得相對較好的狀態參數，而相關人員需要根據要求對相應的狀態參數進行選擇，最終確定好相應的模糊度和基線向量。通過兩次設站法的應用，相關人員只需要在每個特定的觀測點上觀測相同的時間（時間不超過10分鐘），在經過2至3小時后，則需要在每個待定的點上進行同樣時長的觀測。在整個的觀測過程中，相關人員不需要對衛星進行連續的跟蹤和觀測，只需要對兩次的觀測數據進行整合，即能確定出模糊度和基線向量。

1.2 go and stop法

go and stop法（走走停停法）于20世紀80年代由著名學者Renzondi提出，此方法的主要思想即：在對衛星保持持續的跟蹤后所確定出的載波相位觀測值中都包含相同的未知數，這就需要在進行數據處理時先確定好整個周期的未知數，并在后續的研究中要對這些未知數的判斷和研究進行更明確的重視，通過對衛星的持續跟蹤，當接收機到達新的觀測站或觀測點以后，就可以取消對整個周期未知數的確定。這種方法的作用非常明顯，在觀測人員到達新的觀測點后，只需要對整個點進行2至3分鐘的觀測，就能將基線的向量進行精準地確定。

但是，在對go and stop法（走走停停法）使用中需要注意的是，在遷站過程中能對衛星進行實時觀測是此方法的關鍵，而想要做到這一點，就必須要在沙漠、草原等等相對比較開闊的地區。正常的工程在進行的過程中，往往會涉及建筑物、森林等多種地形和事物，這也就會使遷站過程中的衛星信號被干擾或者遮擋，所以，這種方法存在一定的局限性。

1.3 GPS快速靜態法

GPS快速靜態定位技術，即全球定位系統，是一種新型的導航系統，能夠實現全天不間斷、衛星覆蓋全區域的導航，且能為目標地區提供實時的定位信息，并實現及時的數據傳輸，確保了數據采集的實時性和同步性。在進行傳統技術的應用時，常規的GPS靜態定位技術一般都需要較長時間的同步觀測才能確保定位數據結果的準確性有所提升。但是，近幾年我國航空航天技術的進步和發展速度加快，GPS快速靜態法的應用范圍在逐漸擴大。結合目前的項目施工情況可以看出，在GPS技術不能到達的地區，相關人員均采用了GPS靜態測量的方法，這樣不但能讓互相之間形成互補，也在最大程度上滿足了我國工程項目對于地質工程測量的需要和需求。如圖1顯示某個測定區域單基點觀測解算網圖和解算的最終結果，運用GPSPro Ver4.0軟件對其進行平差處理，結果顯示經檢驗存在較大差異。

2 GPS快速靜態法在地質工程測量中具體應用分析

2.1 GPS快速靜態法的優勢

和地質工程測量過程中傳統的GPS測量技術進行比較可以看出，GPS快速靜態法具有很明顯的優勢，其能在最大程度上將地質工程測量所需要的時間進行有效縮短。當然，使用GPS快速靜態法時，只需要對每個地質工程的測量點進行幾十分鐘的觀測，就能獲取所需的數據信息，此數據信息具有很高的準確性和可靠性，這不僅能將測量時間縮短，還能對測量數據的準確度進行保證，促進了地質工程測量數據工作效率的有效提升。

2.2 GPS快速靜態法的不同類別及其存在的缺陷

地質測量過程中所使用的GPS快速靜態法主要分成單基點法和雙基點法兩種類別。單基點法就是指設置好一個固定站后配備兩臺儀器以便更快捷、更高效地促進測量工作的完成，但是，單基點的測量方法具有一定的弊端，這種方法測得的數據信息不夠準確，而且具有很大的誤差。雙基點的測量方法需要設置好兩個固定站后配置三臺以上的測量儀器才能順利完成地質測量的工作，雙基點法測量得到的地質工程數據和信息具有較高的準確度和可靠度，但是，其弊端就在于整個測量過程中涉及到的儀器比較多，會讓整體工作效率低下且無法有效提升。

2.3 解決GPS快速靜態法缺陷問題的有效方法

將GPS快速靜態法應用于地質工程測量的過程中，雖然能夠對GPS動態測量方式存在的不足問題進行一定程度的改善，在完成高效測量的基礎上提升所測量地質工程數據信息的精確度，確保數據的可靠性，但是，事物都具有兩面性，GPS快速靜態法有許多優點的同時也存在一些弊端。想要有效解決GPS快速靜態法在地質工程測量過程中凸顯出來的問題和一些潛在的弊端，可以從以下六個方面入手：

第一，在對地質工程的數據信息進行測量的過程中，選取同一個區域、相同測量時間段內所有的地質工程中任意一個固定的測量點，并將其設置為基準站，但是在基準站選擇的過程中，測量方面還是最基本、最基礎的出發點，這樣做的目的是為了方便基準站和其他工程測量點之間更好的進行連接。

第二，在整個地質工程的測量點中，需要通過雙基點的測量方式選擇至少一個工程點并對其進行觀測，并且，一定要根據地質工程周圍環境的相關需求或現場的其他實際情況對點數進行控制。

第三，在完成整個地質測量工程中所有觀測點采集及觀測數據收集后，需要對使用單基點和雙基點進行測量取得的數據結果進行分類并集中，然后再用基線解算或者平差處理的方法來進行室內的平差計算。

第四，運用GPS快速靜態定位技術最關鍵就是設站，要遵照GB/T18314-2009《GPS全球定位系統規范》中的有關要求和內容進行操作，布點時要盡量避開輻射較強的微波源和電磁波源，以免對GPS信號產生影響；同時，布點時要注意對較大的障礙物進行避讓，以免影響到衛星信號。通過以上措施的應用，GPS快速靜態定位技術定能被相關技術人員更好地掌握和使用，這樣也能為確保工程項目的順利開展提供充足的資料。

3 結束語

在進行地質工程測量時，使用GPS快速靜態法具有非常獨特的優勢，而且在實際運用的過程中，GPS快速靜態法不僅能夠對傳統動態測量法存在的局限很好地化解，還能有效促進測量精準度和測量效率的大幅度提升；GPS快速靜態法不但有著很廣泛的應用范圍，還能讓整個地質工程工作的測量效率提升，縮短工程的時間，更加契合現代地質工程測量的相關需求，這些都能促進GPS快速靜態法更好地服務于地質工程的礦產勘察。

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