GPS技術在地質工程勘察測繪中的應用研究

雷 洋

（南昌市土地測繪工程公司，江西 南昌 330000）

近年來，隨著社會經(jīng)濟地穩(wěn)步發(fā)展，我國科研工作取得較大成就，使各類型新興科學技術被廣泛應用在各行業(yè)領域之中。其中，GPS技術作為應用較為廣泛的一種新興技術，將此項技術與地質工程勘察測繪作業(yè)相結合，能有效提高地質工程勘察測繪工作的總體質量水平，推動地質工程勘察測繪模式向科學化、智能化方向發(fā)展[1]。與此同時，勘察測繪結果與地質工程施工安全、工程造價、工程質量之間存在密切聯(lián)系，加上地質工程勘察測繪的工作量大，易受外界因素影響。因此，便需合理、科學地應用GPS技術，從而促進地質工程勘察測繪工作效率及工作質量的全面提升。

1 地質工程勘察測繪應用GPS技術的優(yōu)勢分析

GPS技術作為一種新興技術，將其科學、合理地應用到地質工程勘察測繪工作中具備多方面優(yōu)勢。總結起來，具體優(yōu)勢如下。

1.1 定位準確

根據(jù)GPS技術在地質工程勘察測繪的應用實例可知，GPS技術與傳統(tǒng)常規(guī)地質工程勘察測繪技術相比，長距離靜態(tài)定位的準確度更高，并且距離越長，定位準確度越高。與此同時，在地質工程勘察測繪工作開展期間應用GPS技術，測量時間＞1小時（h），獲取的點位精度誤差可控制在毫米（mm）級別。并且從目前我國地質工程勘察測繪技術要求層面分析，應用GPS技術可滿足各種類型地質工程勘察測繪的精度要求[2]。此外，GPS技術不受天氣因素的影響，在強降雨、暴雪等惡劣氣候條件下，均可應用該PS技術，還可保證地質工程勘察測繪結果更加準確。

1.2 耗時較短

GPS技術的應用優(yōu)勢相對突出，尤其是在相對靜態(tài)測量期間，處于≤20公里的范圍內，耗費的觀測時間約為15min～20min。以基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的實時動態(tài)載波相位差分技術（GPS-RTK技術）為例，測量過程中主要以基準站為中心，然后以15m半徑范圍為標準進行測量作業(yè)。在移動站接受準基站信號時，觀測時間僅需幾秒鐘，能滿足快速測出待測點三維坐標的要求。從中可知，GPS技術在地質工程勘察測繪應用能有效縮短測繪作業(yè)消耗時間。此外，GPS技術不但具備三維坐標測量的功能，而且還能精確測量時間、速度，由此可見GPS技術的應用前景非常廣闊。

1.3 技術靈活性高

在地質工程勘察測繪過程中應用GPS技術時，無需待測點之間保持通視，僅要求相關待測點地平高度滿足一定要求即可，進而保證充分接收≥4顆以上的電磁波信號。在選擇控制點期間，需根據(jù)地質工程的實際情況，并結合具體的勘察測繪要求，針對精度要求相對嚴格的工程項目，適當密集布設位置點，靈活布設控制點[3]。此外，受GPS技術快速發(fā)展的影響，相關儀器設備類型日趨多樣化，以GPS接收器為例，功能多樣且操作模式逐步朝向自動化、智能化方向轉變。因此，我國應合理選擇相關儀器設備，進一步滿足地質工程勘察測繪工作的標準要求。

1.4 能夠提供精準的三維坐標

基于傳統(tǒng)地質工程勘察測繪技術層面分析，測量三維坐標時需分開依次測量平面、高程等。通常情況下，采取經(jīng)緯儀及測距儀等設備利用導線測量法便可獲取準確的平面坐標；高程值則需利用水準測量方法才能保證測量結果的準確性。而運用GPS技術，可直接獲取待測地點的大地高程值、平面坐標等。特別是獲取的高程值精確度較高，進一步滿足地質工程作業(yè)的基本標準要求。此外，在地質工程勘察測繪作業(yè)期間使用的設備儀器外形更加小巧，使用操作更加便利簡單，能減輕戶外作業(yè)量，提高作業(yè)效率，確保三維坐標獲取的精準度。

2 地質工程勘察測繪應用GPS技術的具體要點分析

如前所述，地質工程勘察測繪工作開展期間應用GPS技術的優(yōu)勢鮮明。為提高地質工程勘察測繪工作的效率及質量，則需掌握GPS技術的具體應用要點。總結起來，GPS技術的具體應用要點如下。

2.1 在地表變形監(jiān)測中的應用

地表變形監(jiān)測是地質工程勘察測繪工作中非常關鍵的環(huán)節(jié)，在保證此環(huán)節(jié)監(jiān)測結果的完整性及準確性的基礎上，能保證地質工程后續(xù)施工作業(yè)的質量及安全性。同時，基于施工層面分析，準確掌握工程所處位置的實際高程，其前提便是需要精準勘察測繪地質工程周邊地表高程，結合勘察測繪結果分析地質工程施工期間受到的各種不良影響，比如地面沉降等。基于此，對于相關技術人員而言，有必要合理運用監(jiān)測技術，實時掌握地質工程高程變化的數(shù)據(jù)信息，如合理科學地應用GPS技術，準確捕捉地表是否出現(xiàn)輕微凹陷等情況。此外，應用GPS技術能快速發(fā)現(xiàn)地質工程是否出現(xiàn)變形等質量隱患問題，甚至可根據(jù)地質工程建設的具體要求，監(jiān)測地表變形的具體情況，進一步獲取相應的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為工程后續(xù)推進作出有效預防，為控制對策的制定提供必要支持。

2.2 在點位測設中的應用

點位測設是地質工程勘察測繪的一大關鍵性環(huán)節(jié)，通過利用點位測設方式可明確目標區(qū)域各布點的高程，即經(jīng)緯度。再結合測量結果，與多個點位之間相連接，能形成完整的空間分布圖。同時，根據(jù)空間分布圖，可全面分析目標區(qū)域的范圍、形狀及大小，為地質工程后期作業(yè)提供準確可靠的三維坐標數(shù)據(jù)[4]。因此，在測設點位期間，相關技術人員可靈活運用GPS技術，對目標區(qū)域內各關鍵點中的經(jīng)緯度、高程進行準確測量，提前確定關鍵點的三維坐標數(shù)據(jù)，再使用GIS軟件建立相應的三維模型，充分發(fā)揮三維模型的作用，構建基于地質工程勘測測繪區(qū)域的詳細空間結構，為后續(xù)施工管理提供有效的模型支持。

2.3 在工程控制測量中的應用

控制測量也是地質工程勘察測繪的關鍵環(huán)節(jié)，通過勘察測繪分析工程項目所在建設區(qū)域的地質地形、地貌特征，然后根據(jù)測量得出的結果繪制相應的三維坐標系，為地質工程設計人員、施工人員了解目標區(qū)域的地理條件提供必要依據(jù)[5]。同時，運用GPS技術能彌補傳統(tǒng)勘察測繪技術的缺陷，通過設置流動站、數(shù)據(jù)鏈、基準站等方法，有助于提高勘察結果的準確性及精確度。值得注意的是，在GPS技術應用期間，相關技術人員需率先劃分目標區(qū)域，以現(xiàn)有的三維坐標控制點為參照，合理安裝GPS接收器，再利用GPS衛(wèi)星連續(xù)觀測、調試數(shù)據(jù)信息，將衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)信息上傳至基準站。并且，地質工程勘察測繪人員僅使用手持移動接收器就可滿足在目標區(qū)域中定點觀測GPS衛(wèi)星信號的要求，還可接收基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈，根據(jù)處理結果進一步利用差分處理方法就能準確計算出移動接收器所在位置的經(jīng)緯度、高程等信息數(shù)據(jù)。如圖1所示為高精度GPS系統(tǒng)技術在地質工程勘察測繪中的應用示意圖。

圖1 高精度GPS系統(tǒng)技術在地質工程勘察測繪中的應用示意圖

3 結語

綜上所述，GPS技術具有勘測耗時短、定位準確度高、不受地形地貌條件限制等優(yōu)勢。相關技術人員有必要重視地質工程勘察測繪工作的開展，將GPS技術合理、科學地應用到地質工程地表變形監(jiān)測、點位測設、工程控制測量等工作中，以此提高地質工程勘察測繪的工作效率及工作質量，為地質工程整體工作質量水平的提高奠定堅實基礎。