淺談工程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用分析

張安洋

（云南地質(zhì)工程第二勘察院，云南 楚雄 655000）

1 工程簡介

某工程由于山上樹木茂盛，地形復雜，通視困難，行走不便。為了該工程的設(shè)計和施工，需建立首級控制網(wǎng)，考慮到工程復雜，工期較緊，測區(qū)通視困難，地形起伏大等因素，決定采用GPS測量。

2 工程施工

2.1 采用的測量方法

該工程測量方法主要有：GPS相對定位法、GPS-RTK實時差分定位法、全站儀導線法、支導線法、極坐標法，交會法、量距法。

2.2 選點

由于GPS控制點選點工作遠較經(jīng)典控制網(wǎng)的選點工作靈活、簡便。但GPS點點位的選擇關(guān)系到控制網(wǎng)的網(wǎng)形與結(jié)構(gòu)以及成果的質(zhì)量、又影響到以后的長期保存與利用。為便于以后常規(guī)測量手段的聯(lián)測與擴展，本次GPS點選埋保證了每點有3個點相互通視。

2.2.1 選點工作應(yīng)遵守以下原則影響

（1）周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角不宜超過10°～15°；（2）應(yīng)遠離大功率無線電發(fā)射源和高壓輸電線，以避免周圍磁場對GPS信號的干擾，接收天線與其距離不小于200 m；（3）附近不應(yīng)有大面積的水域或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ɑ蛭眨娏业奈矬w，以減弱多路徑效應(yīng)的；（4）應(yīng)選在交通方便的地方，并且便于用其它測量手段聯(lián)測與擴展；（5）地質(zhì)基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存；（6）充分利用符合要求的舊有控制點；（7）選站時應(yīng)盡可能使測站附近的小環(huán)境與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。

2.3 布網(wǎng)方案

為確保整個控制網(wǎng)的傳遞精度，整個E級GPS控制網(wǎng)采用邊連式為主，點邊混連式為輔的構(gòu)網(wǎng)方式。整個控制網(wǎng)共計測E級GPS點9個，共組成閉合環(huán)總數(shù)為29個，同步環(huán)總數(shù)為18個，異步環(huán)總數(shù)為11個。閉合環(huán)最大節(jié)點數(shù)為3個。共施測30條基線，網(wǎng)中最長邊為1831.695m，最短邊為197.217 m。

E級GPS控制網(wǎng)以大寫拼音字母縮寫“GPS”為開頭，編號為GPS1-GPS9。

2.4 數(shù)據(jù)處理

按照《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》要求，E級GPS控制網(wǎng)固定誤差a為10 mm，比例誤差系數(shù) b 為 20×10－6。

坐標系統(tǒng)采用1954年北京坐標系?；€解算和控制網(wǎng)平差采用南方測繪gpsadj數(shù)據(jù)處理軟件對基線進行解算。解算過程中處理軟件對觀測時段中信號間斷引起的周跳除進行了自動修復，并對觀測數(shù)據(jù)中的粗差進行了剔除?；€解算合格后組成同步環(huán)和異步環(huán)進行環(huán)閉合差檢驗，檢驗結(jié)果良好，滿足相關(guān)規(guī)范要求。

2.5 地質(zhì)工程測量

2.5.1 鉆孔、探槽定測及地質(zhì)勘探線測量

該工程礦區(qū)鉆孔、探槽測量是在首級控制點的基礎(chǔ)上，采用南方靈銳S82雙頻GPS接收機，利用E級GPS控制點對移動站進行坐標校正和數(shù)據(jù)檢測。移動站接收機實時接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)，并根據(jù)內(nèi)嵌的工程之星采集軟件進行參數(shù)轉(zhuǎn)換，運用GPS-RTK實時差分定位法在固定解狀態(tài)下采集（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）測點的三維數(shù)據(jù)。在外業(yè)定測鉆孔、探槽時，鉆孔測定其中心平面位置和標高；探槽測定其邊緣一側(cè)兩端點及中間拐點，并量取探槽的寬度。

礦區(qū)勘探線測量根據(jù)設(shè)計勘探線端點坐標，采用南方靈銳S82雙頻GPS接收機，利用E級GPS控制點對移動站進行坐標校正和數(shù)據(jù)檢測。移動站接收機實時接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)，并根據(jù)內(nèi)嵌的工程之星采集軟件進行參數(shù)轉(zhuǎn)換，運用GPS-RTK實時差分定位法在固定解狀態(tài)下（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）測設(shè)出勘探線端點、剖控點位置并采集三維數(shù)據(jù)。探線端點、剖控點埋設(shè)了木樁?？碧骄€測設(shè)利用工程之星采集軟件中的線放樣功能沿勘探線方位測量地質(zhì)點、工程點，定測剖面端點。

2.5.2 地質(zhì)點測量

該礦區(qū)共定地質(zhì)點5700個，實測4914個，實測率達成86%，檢測地質(zhì)點593個，檢測率達成10%，檢測地質(zhì)點位差均在0.1 m內(nèi)。該工程礦區(qū)地質(zhì)點測量采用南方靈銳S82雙頻GPS接收機，利用E級GPS控制點對移動站進行坐標校正和數(shù)據(jù)檢測。移動站接收機實時接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)，并根據(jù)內(nèi)嵌的工程之星采集軟件進行參數(shù)轉(zhuǎn)換，運用GPSRTK實時差分定位法在固定解狀態(tài)下（其RTK平面精度：10 mm＋1×10－6，RTK 高程精度：20 mm＋1×10－6）采集地質(zhì)點三維坐標。

3 結(jié)語

本次該工程礦區(qū)測量工作歷時僅6個月就結(jié)束了，完成全部包括以下四項的外業(yè)工作：（1）完成該工程礦區(qū)1/2000地形圖測制8.0 km2；（2）完成該工程礦區(qū)E級GPS控制點測量9個；（3）完成該工程礦區(qū)地質(zhì)填圖測量7.8 km2；（4）完成該工程礦區(qū)工程測量，其中鉆孔2個、探槽5條、勘探線17條，共10.2 km。

工程大，時間短，要求高是這項工程的特點，能夠在短時間內(nèi)高質(zhì)高量的完成這項任務(wù)，這都是GPS設(shè)備先進給我們帶來的優(yōu)勢。通過此次GPS在實際工程測量中的應(yīng)用，得到如下體會：（1）GPS控制網(wǎng)選點靈活，布網(wǎng)方便，基本不受通視、網(wǎng)形的限制，特別是在地形復雜、通視困難的測區(qū)，更顯其優(yōu)越性。但由于測區(qū)條件較差，邊長較短（平均邊長不到300 m），基線相對精度較低，個別邊長相對精度大于1／10000。因此，當精度要求較高時，應(yīng)避免短邊，無法避免時，要謹慎觀測。（2）GPS接收機觀測基本實現(xiàn)了自動化、智能化，且觀測時間在不斷減少，大大降低了作業(yè)強度，觀測質(zhì)量主要受觀測時衛(wèi)星的空間分布和衛(wèi)星信號的質(zhì)量影響。但由于各別點的選定受地形條件限制，造成樹木遮擋，影響對衛(wèi)星的觀測及信號的質(zhì)量，經(jīng)重測后通過。因此，應(yīng)嚴格按有關(guān)要求選點，擇最佳時段觀測，并注意手機、步話機等設(shè)備的使用。（3）GPS測量的數(shù)據(jù)傳輸和處理采用隨機軟件完成，只要保證接收衛(wèi)星信號的質(zhì)量和已知數(shù)據(jù)的數(shù)量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點三維坐標。

[1]杜永軍.淺析工程測量中應(yīng)用的技術(shù)[J].科技資訊，2010-06-13.