基于GPS的工程控制測量應(yīng)用分析

【摘要】GPS在工程控制測量網(wǎng)構(gòu)建與運(yùn)行環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，大大提升了工程測量工作的質(zhì)效，全面提升土地、礦產(chǎn)等資源開發(fā)的有效性。文章著眼于工程實(shí)際，探究GPS在工程控制測量中應(yīng)用的基本方法，以期為后續(xù)測繪生產(chǎn)活動的開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】工程測量;GPS技術(shù);控制測量

控制網(wǎng)作為基礎(chǔ)設(shè)施體系的核心組成部分，在地形測繪、礦產(chǎn)邊界勘查等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，基于控制測量網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，文章以GPS技術(shù)作為切入點(diǎn)，從多個(gè)層面出發(fā)，探討GPS在工程測量控制中應(yīng)用的基本方法，以期不斷提升工程測量控制的水平，推動工程控制網(wǎng)的完善。

1、GPS技術(shù)原理

對GPS技術(shù)原理的全面梳理，引導(dǎo)工程測量技術(shù)人員從整體上認(rèn)識GPS技術(shù)的原理以及應(yīng)用流程，為相關(guān)技術(shù)活動的開展提供理論支持。

GPS由多顆空間衛(wèi)星組成，涵蓋空間衛(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)共以及GPS信號接收機(jī)等幾大部分，與傳統(tǒng)的定位技術(shù)相比，GPS定位精確度高、周期較短、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、定位以及地面高層測定等方面[1]。在實(shí)際使用的過程中，借助于L波段的載波不斷向用戶發(fā)射信號，完成空間定位工作。用戶通過使用客戶端進(jìn)行衛(wèi)星信號的接受以及處理，同時(shí)在相關(guān)軟件的支持下，完成對網(wǎng)平差等數(shù)據(jù)的分析，構(gòu)建空間三維坐標(biāo)，為用戶提供更為便利的定位服務(wù)。GPS在工程中的應(yīng)用，憑借其空間定位優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)工程控制測量的有效性與高效性。

2、工程GPS控制測量模式選擇

為確保GPS技術(shù)的環(huán)境適應(yīng)能力，切實(shí)滿足工程控制測量工作的相關(guān)要求，構(gòu)建完備的工程控制測量網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)人員需在明確GPS技術(shù)原理以及應(yīng)用方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行GPS控制測量模式的梳理，強(qiáng)化GPS技術(shù)的實(shí)用性。

2.1 常規(guī)靜態(tài)測量

工程GPS常規(guī)靜態(tài)測量在實(shí)踐環(huán)節(jié)，采取兩臺GPS接收裝置，將兩種設(shè)備分別放置于基線的兩個(gè)端點(diǎn)，并且同步使用4顆以上的空間衛(wèi)星，在45分鐘的時(shí)間周期內(nèi)，對選定區(qū)域進(jìn)行測量。常規(guī)靜態(tài)測量的精度可達(dá)到5mm+1ppm，這種定位較為準(zhǔn)確，是現(xiàn)階段較為主流的區(qū)域性大地控制網(wǎng)絡(luò)，較好地滿足現(xiàn)階段GPS控制測量的相關(guān)要求，有效增強(qiáng)工程控制測量的有效性。

2.2快速靜態(tài)測量

快速靜態(tài)測量模式是在現(xiàn)有測站上安置GPS接受裝置，將其作為基站，并進(jìn)行衛(wèi)星的持續(xù)性追蹤，在測量過程中，技術(shù)人員可根據(jù)不同的需求，確定測量周期，實(shí)現(xiàn)快速靜態(tài)處理。

3、基于GPS的工程控制測量應(yīng)用分析

在明確相關(guān)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，以科學(xué)性原則、實(shí)用性原則為框架，積極探討GPS技術(shù)在工程控制測量中的應(yīng)用方法。

3.1起算點(diǎn)的合理選擇

以某工程控制測量為例，在起算點(diǎn)選擇過程中，檢索不同時(shí)期的控制測量檔案，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，此基礎(chǔ)上，以《全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范》以及《工程測量規(guī)范》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，調(diào)整初步確定的工程控制測量起算點(diǎn)，使得工程控制測量網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵點(diǎn)得以確定，為后續(xù)工程控制測量精度以及各項(xiàng)控制測量模式的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2]。

如圖1所示，某工程控制網(wǎng)形中選取E01、E02、X04為起算點(diǎn)，共計(jì)布設(shè)11個(gè)GPS控制點(diǎn)，其中靜態(tài)控制點(diǎn)網(wǎng)形由E01-EO6構(gòu)成，其余JM07-JM11為采用快速靜態(tài)方式觀測的工程動態(tài)控制點(diǎn);點(diǎn)位均布設(shè)于穩(wěn)固的地區(qū)，便于后期保存與利用。

3.2 GPS精度控制

GPS在工程控制測量網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程之中，應(yīng)當(dāng)著眼于起算點(diǎn)選擇的結(jié)果，依托于GPS技術(shù)的優(yōu)勢，對整個(gè)測量精度進(jìn)行控制，確保測量精度保持在合理的區(qū)間范圍內(nèi)，為相關(guān)控制測量工作的開展提供加大的便利。從過往情況來看，考慮到工程邊界勘查以及定位工作的客觀要求，在精度控制環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)對測量點(diǎn)水平分量、垂直分量以及相對精度進(jìn)行明確，例如水平分量的靜態(tài)測量精度應(yīng)當(dāng)?shù)陀?mm，垂直分量精度應(yīng)當(dāng)小于10mm，而對于快速靜態(tài)方式控制點(diǎn)，其水平與垂直精度控制為2cm、3cm，并采用多次獨(dú)立觀測求解均值的方式，切實(shí)滿足工程控制測量網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的相關(guān)要求。

3.3控制測量方案的優(yōu)化

以上述工程控制測量工作為例，GPS布網(wǎng)方案優(yōu)化，應(yīng)根據(jù)相關(guān)控制測量要求，采取邊聯(lián)式網(wǎng)形，以確保整個(gè)控制測量的有效性。在完成測量點(diǎn)選擇工作完成之后，實(shí)地踏勘布設(shè)相應(yīng)點(diǎn)位，以確?？刂茰y量的實(shí)用性，客觀準(zhǔn)確地反映出工程測量的實(shí)際情況。

在觀測環(huán)節(jié)，采取靜態(tài)定位觀測的方式，進(jìn)行同步觀測數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集時(shí)段按E級GPS要求不得低于40min，在業(yè)外觀測過程之中，應(yīng)當(dāng)對測站名、時(shí)段號以及天線等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為相關(guān)控制測量工作的開展提供必要的外業(yè)資料支持;快速靜態(tài)加密控制測量時(shí)，獨(dú)立觀測兩次，每次30秒以上，以兩次較差平面不高于2cm、高程不大于3cm為限，求解均值作為動態(tài)加密點(diǎn)的真值。

工程控制測量在使用GPS技術(shù)的過程中，除了需進(jìn)行起算點(diǎn)合理選擇以及精度控制之外，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行控制測量布網(wǎng)方案的優(yōu)化調(diào)整。在優(yōu)化環(huán)節(jié)，可從布網(wǎng)優(yōu)化、測量坐標(biāo)系建設(shè)、貫徹方法以及平差計(jì)算等層面出發(fā)，確?？刂茰y量方案的實(shí)用性。

結(jié)語：

伴隨現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)CORS技術(shù)的發(fā)展，以市域、省域?yàn)榉秶ㄔO(shè)的連續(xù)運(yùn)行多基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)，逐步淡化了分級布網(wǎng)、逐級控制的控制測量網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為多維度、多尺度、高等級無縫測繪，為礦山控制測量、工程地形測繪、資源開采監(jiān)測，提供了新的技術(shù)手段，本文在分析GPS技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，探究GPS在工程控制測量中應(yīng)用的主要方法，構(gòu)建起完整的控制測量模式，為后續(xù)實(shí)踐工作的開展提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦寶民，張萱穎.GPS在鉛鋅礦區(qū)控制測量中的應(yīng)用研究[J].2017（1）：163-166.

[2]布金偉，左小清.GPS在山區(qū)大比例尺數(shù)數(shù)字測圖及控制測量中的應(yīng)用[J].昆明冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2016（7）：68-68.

作者簡介：

夏青海（1979—），男，漢族，山東淄博人，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師?，F(xiàn)主要從事工程測量、管線測量、地籍測繪等相關(guān)的研究與管理工作。