GPS控制測繪技術在工程測量中的運用探討

王倩 蔡躍輝 朱偉

摘 要 GPS測量工藝出現，使得測量的效率以及數據信息的處理能力得到極大提升，該篇文章主要是對于GPS控制測繪技術在工程測量中出現問題以及其運用過程給予相應介紹，希望使GPS測量在項目領域的應用水平得到提升。

關鍵詞 GPS控制;測繪技術;運用過程

引言

伴隨建筑工程測繪技術的不斷改善與創新，建筑工程測繪的工作變得更為細致，并且提供的建筑工程控制測繪的資料也更為廣泛。目前，GPS控制測繪技術運用于建筑工程的測量中，不但能提升工作的效率，而且還能推動工程測繪企業進一步的發展。

1GPS測量工藝應用現狀

1.1 管理制度方面

部分企業在對測量工作進行管理進程中，缺少完善、高效以及全面的管理制度機制，造成了測量工作人員在運用GPS測量工藝時沒有按規范、嚴格的規程操作，進而對于測量數據信息的精準性造成一定影響，使得GPS測量工藝不能夠較好將其作用和優勢發揮出來，對于測量項目與整體建設的科學性以及精準性造成影響。具體來說，其問題體現于下述兩方面：

第一，對于測量工作人員管理。GPS測量工藝操作具有一定規范性，操作過程存在大量精細工作，部分企業未嚴格要求工作人員按照規范測量，對其業務考核方式不科學，以至于部分測量工作人員盡管掌握其技術要點但未規范操作，比如讀數不精確、未檢查和試調設備等…不規范操作進一步導致后續測量項目工作難以獲得保證，對測量精準性帶來很多的阻礙。

第二，對于測量裝置管理。因為測量作業一般是在比較惡劣條件下實施，使得大量 GPS測量裝置在運用與運輸進程當中發生問題，像是有磕碰問題會造成裝置出現故障，而且極易發生丟失問題。除此之外，大量測量部門平時并沒有定期的對于測量裝置實施維護處理，造成大量裝置與儀器精確度方面存在問題，且并未對其進行及時糾正，造成對后續測量工作的精準性產生嚴重影響[1]。

1.2 測量工作人員素質方面

測量工作涉及大量技術方面難點，這要求相應工作人員要具有一定技術能力、專業水平還有豐富經驗，但是在目前測量工作中從業工作人員整體素質較低，運用技術過程中業務能力不精，技術要點掌握不全，操作不規范，很難確保測量信息數據可靠性。

2GPS測量工藝的優點

GPS測量工藝在運用進程當中，關鍵包含了下述幾方面優點：①測量迅速便捷，極大地提高了工作效率;②目前存在的技術幾乎能夠勝任任何一種情況下的測繪作業，實現各種測量要求;③能夠極大地減少人為誤差，確保測量的精度;④勞動力投入與強度較傳統工作模式大大減小，降低了經濟投入;⑤受環境的干擾小，工作條件簡單。因此，全球定位技術的發展與應用使得地理位置測量、確定以及其他相關信息的獲取成為一項非常便捷、可靠并且安全的工作，具有廣闊的應用前景與拓寬發展的空間[2]。

3GPS控制測繪技術的實際運用

在某一個山區1∶1000帶狀的土地測量當中，測區內坡陡山高、灌木叢生、枝葉繁茂，地形的平均坡度于20～30°范圍內，其通視極為困難，這給常規的控制測量造成一定的困難，為保證在工期內達標完成，選擇應用GPS 控制測量的方法。

3.1 布設GPS的控制網

開展此次的測量任務是在山區公路段上， GPS測量的點是選擇在公路兩端，這些測點在公路兩端平均分布并全方位覆蓋，由于測點在公路兩端，故選擇好的測量點應當是在同一條直線之上且能夠看到。此次總共是布設17個E級點，三個已知的聯測點，其基線平均為270米。網中聯測三個已知點屬于等邊三角形的控制網。

3.2 GPS控制網外業的觀測

此工程選擇三臺AshtechSCA-12S型單頻的接收機來加以觀測，規定靜態的定位測量的精準程度是±（10mm+1ppm·D）。相關指標是：①有效觀測的衛星數量不少于四顆。②觀測用時不少于一小時。③衛星高度的截止角需超過15°。④在觀測的時段內，任何一顆衛星有效的觀測時間需超過二十分鐘。⑤衛星集合的土星因子與精度的因子其GDOP的值需小于 6。⑥各個環節采集數據的用時應間隔不少于十五秒。⑦此工程用 L1 的方式來對數據加以采集。此外，按照衛星預報的時間而言，此地上午9：30之前約能接受到不少于四顆有效衛星的信號且圖像的強度因子即 PDOP的值要超過6。為確保在最好時間里來加以觀測，每一天觀測的時間務必是5：30-9：30之間，唯有如此方可確保GPS 網測量的精度。

3.3 GPS控制網的觀測數據處理與檢核

在GPS的測量方法當中，處理數據方面較為復雜，由于此過程當中數據是否準正確影響到后面測量的所有標準，因此，需及時將獲取的數據進行對比，對數據的對錯加以檢測，保證測量數據無誤差，按照不同點位的數據來測量，經仔細調查與分析，能檢測出測試點部位選擇發生偏差而使得出現數量的差值。比如，于審核某一次數據的時候，發現在相同環內三個測量點存在較大差值，經仔細排查和分析，最終查出是由于未合理選取測量的部位所導致的，選擇的三個測量點相隔一座山，這使得經緯度在GPS上看到的數值間相差極大，觀測到測量點衛星的信號并未同步，所以需對三個測量點部位加以調整后重新獲得數據。

為有效提升基線向量解算的精準度，可選擇下面幾個對策。

（1）系統自身默認高度的截止角是150°，增大高度的截止角，有利于求解出整周的未知數及有效提升成果的精準程度，因為全部相關噪聲隨著衛星的高度截止角的增大而有所減弱。由于此時需較多衛星參入計算，這就要求GDOP的值保持良好。

（2）將個別的含著粗差的基線剔除掉，找到原因，選擇有效的對策重新加以測量，保證整體的質量。

（3）對歷元的間隔加以改變，GPS機的自身與外界的干擾會出現整周的跳變，比如樹葉阻隔了衛星的信號，導致基準的信號與衛星的信號間出現混頻情況而出現差頻的信號。此時， 對歷元的間隔加以改變，能有效提升基線的向量解算的精準程度。這里需注意，歷元間隔改變的數值越大，則需觀測的時間就會更久[3]。

3.4 GPS控制網的平差與成果的評價

選擇GPS V5.2隨機的軟件來加以網平差，第一，選擇 WGS-84 的大地坐標系加以三維自由的網平差，在 GPS自由的網平差滿足了精準度相關需要以后，再計算約束的網平差。第二，需對GPS的坐標加以轉化，把各個GPS 點WGS-84的坐標轉變成1954年北京的大地坐標，再繼續開展地形測量的作業。

在應用Ⅲ-10計算網平差的時候，某礦是起算的根據，加以三維的約束平差，使用無名嶺這一成果來當作檢核。在平差以后，最弱點5號點位當中的誤差是±7毫米，其精準度是1：285000。對無名嶺已知的成果和此次的平差成果相對比，δy=0.01、δX=0.010，這表示選擇GPS 的定位技術能完成高精度控制網的建設。GPS 的高程測量使用兩個四等的水準點Ⅲ-10，某礦施測GPS的水準，與四等電磁波測距的三角高程相類似，通過WGS-84坐標系三維平差，得到供高程經擬合計算獲取大地的高，因為布設GPS的水準網為帶狀，選擇數學三次播值的樣條函數這一模式來加以擬合，將各個GPS點正常的高加以擬合。在擬合以后，最弱點的高程當中的誤差是±0.017米，其精度滿足四等電磁波的測距三角高程的精準度需要。GPS的控制網選擇SOM A SE12110的全站儀根據I級導線的精準度來進行外業的檢測工作。由外業的檢測數據能夠得知，GPS的控制網其精準程度相對較高且成果也較為可靠，能夠達到山區的地形測量相關需要[4]。

4結束語

GPS控制測繪技術已在土地管理領域中廣泛使用，并產生了顯著效果。此外，使用GPS控制測繪技術減少人力、財力和其他資源的投入，有助于降低管理成本和提高工作效率。未來發展中，結合3S技術，在地理信息系統中使用GPS控制測繪技術使數據測量更加快速精確，使土地管理更加科學和高效。

參考文獻

[1] 陳國新.GPS 技術在地形測量中的應用[J].中國錳業，2018， 5（4）：842-844.

[2] 王麗穎.GPS 測量技術在工程測量中的應用[J].電子技術與軟件工程，2016，3（17）：905-906.

[3] 吳遠見.淺析GPS技術在工程測量中的應用[J].科技與企業，2019， 6（9）：809-811.

[4] 王海平.GPS測量技術在公路工程測量中的優勢[J].門窗，2019 （3）：121.