GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用探究

劉智強(qiáng)

摘要：在地質(zhì)工程勘察測繪中，逐漸涌現(xiàn)出很多新型技術(shù)類型，其中，GPS為最具代表性的技術(shù)類型。地質(zhì)勘察測繪人員應(yīng)不斷提高自身綜合能力，加強(qiáng)GPS技術(shù)創(chuàng)新研究，將GPS技術(shù)推廣應(yīng)用于地質(zhì)工程勘察測繪中，充分發(fā)揮GPS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，促進(jìn)地質(zhì)工程行業(yè)整體發(fā)展。基于此本文就GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：GPS測繪技術(shù);工程測繪;應(yīng)用;

1GPS測繪技術(shù)

1.1概述

GPS技術(shù)就是我們常說的全球定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)并不是一種物體，而是可以對空間進(jìn)行專業(yè)測繪的定位系統(tǒng)，可以說此系統(tǒng)在使用后可以實現(xiàn)不間斷工作目標(biāo)，并可以為整體工作提供準(zhǔn)確、高效的保障，利用三維定位系統(tǒng)將時間、速度等數(shù)據(jù)傳送給全球范圍內(nèi)的使用者。采用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行工程測量時可以通過接收裝置將其安裝到固定位置上，然后與GPS衛(wèi)星發(fā)射出的導(dǎo)航電文進(jìn)行結(jié)合，完成對特定時間段定位距離的測量，形成所需要的三維坐標(biāo)并進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

1.2GPS測繪技術(shù)原理

通過分析可知，GPS測繪技術(shù)充分利用了信息接收裝置及衛(wèi)星電文系統(tǒng)，將兩者結(jié)合后可以形成三維坐標(biāo)并確保定位的準(zhǔn)確性。GPS測繪技術(shù)可以將坐標(biāo)分為空間固定坐標(biāo)與低地固定坐標(biāo)，在使用這兩種坐標(biāo)時不得進(jìn)行互換，利用這兩種坐標(biāo)可以提高控制點設(shè)置的準(zhǔn)確性。此外，不同的定位方式在使用時也存在一定的區(qū)別，定位方式可以分為絕對定位方式與相對定位方式。其中，相對定位方式充分利用了空間幾何理論，可以使用微型定位距離、已經(jīng)確定的測量點以及數(shù)學(xué)知識來計算測量點;絕對定位方式充分利用了經(jīng)緯度及海拔信息，然后再對坐標(biāo)位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，最終對測量點位置進(jìn)行確定。

2GPS測量技術(shù)的特點

2.1測量速度快

以往的GPS定位作業(yè)模式比較單一，只有靜態(tài)相對定位，其速度和精度也存在一定的局限性。GPS測量技術(shù)是對以前定位技術(shù)的創(chuàng)新和完善，其快速靜態(tài)定位方法和方式都得到了明顯的提高，GPS測量勞動生產(chǎn)率也得到了進(jìn)一步的提高，新的GPS測量技術(shù)具有測量速度快的特點。如果所要觀測的范圍是20km以內(nèi)的基線，利用單頻接收機(jī)對其進(jìn)行測量時一般需要1h，利用雙頻接收機(jī)需要15～20min。但是，如果在此過程中利用GPS技術(shù)建立相應(yīng)的動態(tài)實時定位模式，其流動站的初始化觀測僅需要1～5min就可以進(jìn)行定位了。因此，建立在GPS技術(shù)控制網(wǎng)基礎(chǔ)上的測量，能縮短觀測時間，提高觀測效率。

2.2功能齊全

相關(guān)的技術(shù)研究表明，GPS技術(shù)除了具有測量速度快的優(yōu)勢，還具有功能齊全等多種優(yōu)勢，可以利用連續(xù)性的動態(tài)三維位置獲取工程中的相關(guān)信息并進(jìn)行測量，合理應(yīng)用三維速度和時間信息對其進(jìn)行有效觀測。這種特點還可以用于測繪工作和導(dǎo)航工作中，從而不斷提高速度測試工作的有效性。

2.3具備自動化功能

GPS測量技術(shù)與以前的GPS技術(shù)相比，其自動化功能有了明顯的提高，主要采用了智能型接收機(jī)對相關(guān)的儀器進(jìn)行有效設(shè)置，在觀測的時候，測量人員只需要將儀器電源打開就可以觀察儀器運行狀況。此外，GPS會自動完成捕獲和記錄等工作。觀測完以后，還需要關(guān)閉電源，從而為相關(guān)設(shè)備的有效運行提供保障。

3地質(zhì)工程勘察測繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1地表變形監(jiān)測

在地質(zhì)工程勘察測繪中，地表變形監(jiān)測是十分重要的內(nèi)容。比如，在工程項目建設(shè)中，要求對工程建設(shè)區(qū)域的實際高程進(jìn)行測量，通過對測量結(jié)果進(jìn)行分析，合理預(yù)估施工過程中可能會發(fā)生的地面沉降、塌陷等地質(zhì)問題，另外，通過對施工區(qū)域進(jìn)行勘察分析，還可了解工程項目建設(shè)區(qū)域高程變化情況，對此，可利用GPS技術(shù)，對地表進(jìn)行勘察分析，快速了解地表微塌陷問題。因此，在地質(zhì)工程變形監(jiān)測中，GPS技術(shù)發(fā)揮著十分重要的應(yīng)用優(yōu)勢，要求根據(jù)工程項目建設(shè)要求對地表變形情況進(jìn)行監(jiān)測，并獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時，還可利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行定點監(jiān)測，對測量結(jié)果進(jìn)行校驗分析。

3.2構(gòu)建工程控制網(wǎng)

構(gòu)建完善的工程控制網(wǎng)是工程建設(shè)和測量的基礎(chǔ)。在對其進(jìn)行構(gòu)建的過程中，需要關(guān)注其網(wǎng)型和精度，避免其他工程項目對測量精度的影響。在一般場地，其工程控制網(wǎng)覆蓋面積比較小，點位密度比較大，對其精度要求也是非常高的。由于其常規(guī)應(yīng)用方法比較多，可以多利用邊角網(wǎng)，合理利用GPS定位的方法有效建立工程控制網(wǎng)。在此過程中，操作人員還可以通過對GPS技術(shù)的有效應(yīng)用建立道路勘探和隧道工程控制網(wǎng)，發(fā)揮其在這類工程中的優(yōu)勢。道路勘探和施工控制網(wǎng)具有橫向很窄等特點，如果在對其進(jìn)行建設(shè)的過程中采用以前的三角鎖導(dǎo)線方案，一般情況下需要分段實施，這樣做的主要目的是避免誤差積累過大，但是此方式會讓其流程變得更加復(fù)雜，而在此過程中合理采用GPS技術(shù)，可以構(gòu)成很長的GPS點構(gòu)成的三角鎖，保持長距離線路坐標(biāo)，預(yù)防其他因素對操作過程的影響。

3.3虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

以前，進(jìn)行工程測量時，受到技術(shù)因素的限制，一般需由工作人員進(jìn)行實地操作，不管是什么樣的施工環(huán)境，都需要工作人員親身實踐，因而在非常復(fù)雜的地理環(huán)境中可能會對工作人員的生命安全造成威脅，容易出現(xiàn)安全事故，造成重大的經(jīng)濟(jì)和人員損失。如今，GPS測量技術(shù)在此過程中的有效應(yīng)用可使測量人員在GPS虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下合理應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，提前對工程現(xiàn)場的地理環(huán)境等多種內(nèi)容進(jìn)行模擬，進(jìn)而結(jié)合清晰和逼真的三維圖像制訂測量方案，為人員的生命安全提供保障。

3.4在工程量變形中的應(yīng)用

工程量變形是因人為因素導(dǎo)致建筑出現(xiàn)變形或偏移情況，此種現(xiàn)象在工程中比較常見，但也為GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用拓寬了空間，利用GPS測繪技術(shù)中的三維定位功能實時監(jiān)測工程量變形情況。具體工程建設(shè)過程中工程量變形情況主要包括陸地及海上建筑物工程量變形、礦山工程中建筑物工程量變形及壩體工程量變形等。例如礦山工程量變形在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)時應(yīng)先確定特定位置，在該位置上確定基準(zhǔn)點與監(jiān)測點，然后安裝GPS定位器，利用其完成礦山工程建筑物工程量變形信息及數(shù)據(jù)的收集與分析，從而提高變形量監(jiān)測工作效率。

3.5利用GPS測繪技術(shù)完成外業(yè)測繪

在進(jìn)行戶外工程測繪時應(yīng)確定回測點的具體位置，從而保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在進(jìn)行測繪工作之前測繪人員應(yīng)對測繪現(xiàn)場進(jìn)行深入地了解并做好測繪準(zhǔn)備工作，確保GPS測繪工作可以順利進(jìn)行。此外，目前在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)過程中主要采用的觀察手段包括開機(jī)觀測手段、無線安置手段，這樣可以對傳統(tǒng)測繪工作中的操作漏洞進(jìn)行修補(bǔ)與優(yōu)化。在確定測繪地點時測繪人員應(yīng)將相關(guān)設(shè)備安裝到三角支架位置并保證其具有良好的平衡性，使其與標(biāo)志方向及天線基座方向是一致的，最終提高外業(yè)測繪工作的準(zhǔn)確性。

4結(jié)語

綜上所述，本文主要對GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。隨著勘察技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)越來越完善，定位精度高，測繪過程所需時間比較短，并且可以減少受到地質(zhì)地形條件的限制，值得推廣應(yīng)用。

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