探究GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

于慧

（中鐵二十二局第四工程有限公司 天津 301700）

0 前言

隨著GPS技術(shù)的產(chǎn)生出現(xiàn)與持續(xù)發(fā)展成熟，位于民用領(lǐng)域的引用變得愈加普遍與廣泛，并發(fā)揮著十分關(guān)鍵的影響和作用。GPS技術(shù)因?yàn)榫邆涞膬?yōu)勢(shì)特點(diǎn)，位于工程測(cè)量方面發(fā)揮著非常關(guān)鍵的影響和作用，測(cè)量速度相對(duì)更快，測(cè)量精度相對(duì)更高，測(cè)量成本相對(duì)較為低廉等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)工程測(cè)量發(fā)展產(chǎn)生重要促進(jìn)作用，向著數(shù)字化以及科學(xué)化與現(xiàn)代化快速發(fā)展。

1 GPS技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析

1.1 測(cè)量速度更快

因?yàn)镚PS主要基于接受獲取的衛(wèi)星載波為基礎(chǔ)計(jì)算的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，且載波傳輸速率同光速較為相似，所以接受獲取至計(jì)算成果所需的時(shí)間相對(duì)較短。靜態(tài)觀(guān)測(cè)階段，GPS僅需半小時(shí)時(shí)間，便能夠?qū)ζ骄呴L(zhǎng)達(dá)到9km的區(qū)域范圍共同作出靜態(tài)定位。工程之中的具體應(yīng)用，僅需GPS接受終端充足，并可以一站全覆蓋全段；具體施工階段，RTK技術(shù)，即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的科學(xué)合理應(yīng)用，使工程測(cè)量的快、準(zhǔn)、方便的高標(biāo)準(zhǔn)得以充分滿(mǎn)足。應(yīng)用GPS進(jìn)行測(cè)量放樣，僅需架設(shè)完成基準(zhǔn)站，一秒鐘的時(shí)間便可以對(duì)實(shí)時(shí)位置坐標(biāo)做出快速精準(zhǔn)測(cè)量。因此，GPS測(cè)量技術(shù)也成為工程測(cè)量中十分關(guān)鍵的重要部分。

1.2 定位精度更高

以GPS工作原理為基礎(chǔ)，基于理論層面做出分析，接收機(jī)僅需一顆衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)便能夠完成定位位置，不過(guò)因?yàn)镚PS衛(wèi)星覆蓋范圍十分廣泛，具體使用時(shí)可以接受獲取多顆衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)，以更多的衛(wèi)星信號(hào)當(dāng)作檢測(cè)值以及修正值運(yùn)用至定位計(jì)算之中，確保GPS測(cè)量平均誤差可以小于1mm。對(duì)測(cè)量定位相對(duì)較為嚴(yán)格、較高的工程測(cè)量而言，GPS技術(shù)則可以充分符合具體標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3 操作簡(jiǎn)單、全天候

目前，GPS測(cè)量技術(shù)具備十分良好的自動(dòng)化以及智能化程度，便于操作人員的日常使用。針對(duì)靜態(tài)導(dǎo)線(xiàn)而言，技術(shù)人員僅需對(duì)接收器具體工作狀態(tài)做出相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)接收參數(shù)做出具體設(shè)置，便能夠位于控制點(diǎn)進(jìn)行架設(shè)，并進(jìn)行開(kāi)機(jī)工作。系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)完成對(duì)信息數(shù)據(jù)的采集以及整理，測(cè)量完成之后，僅需關(guān)閉按鈕，并合理保存便可。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用階段，通過(guò)接收機(jī)配置標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員可以對(duì)所需坐標(biāo)做出計(jì)算和設(shè)置，完成即時(shí)現(xiàn)場(chǎng)定位。同傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，不但使操作更加方便，且作業(yè)時(shí)間得到明顯的減少，增加工作效率。

1.4 觀(guān)測(cè)點(diǎn)間無(wú)需通視

傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)需彼此相鄰控制點(diǎn)進(jìn)行通視，作業(yè)期間需確保觀(guān)測(cè)儀器同棱鏡之間保持通視。若地形起伏相對(duì)較大，會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生相應(yīng)的影響。不過(guò)GPS測(cè)量無(wú)需過(guò)于擔(dān)心，因?yàn)槠涠ㄎ挥?jì)算參照點(diǎn)位于空中，所以不用對(duì)現(xiàn)場(chǎng)通視情況做出考慮，以此使測(cè)量工作的靈活性以及流暢性得到充分保障[1]。

2 GPS測(cè)量技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

針對(duì)靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)而言，主要用于構(gòu)建工程控制網(wǎng)。然后，通過(guò)其他測(cè)量方法完成加密的附合導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量。關(guān)于控制網(wǎng)常規(guī)控制測(cè)量方法，涵蓋三角以及導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量，測(cè)量方法主要為對(duì)控制網(wǎng)點(diǎn)做出提前布設(shè)，基于國(guó)家高等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)為前提，對(duì)次級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的加密，通常使通過(guò)全站儀和棱鏡等完成，在此階段要求點(diǎn)間應(yīng)該保持通視，且外業(yè)無(wú)法及時(shí)掌握、獲取測(cè)量結(jié)果的具體精度。GPS靜態(tài)相對(duì)定位系統(tǒng)測(cè)量階段，不用考慮點(diǎn)間保持通視，便可以完成精度相對(duì)更高的測(cè)定，通視能夠?qū)Σ煌燃?jí)控制點(diǎn)具體坐標(biāo)做出精度更高的快速準(zhǔn)確測(cè)量[2]。

2.2 動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 施工放樣階段的應(yīng)用

放樣主要為測(cè)量坐標(biāo)的相反過(guò)程，即將圖中設(shè)計(jì)坐標(biāo)和高程位于現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域做出準(zhǔn)確標(biāo)定。通常使通過(guò)全站儀和棱鏡等完成放樣，需不少于兩名操作人員的配合，放樣點(diǎn)同測(cè)站點(diǎn)之間需保持通視，如不通視情況下需采取轉(zhuǎn)站。如果附近缺少相應(yīng)的控制點(diǎn)，還需完成引點(diǎn)操作。針對(duì)GPS技術(shù)來(lái)講，位于放樣階段，僅需對(duì)放樣點(diǎn)具體坐標(biāo)準(zhǔn)確輸入至電子手薄，測(cè)量人員攜帶GPS接收器，按照提出達(dá)到放樣點(diǎn)位置即可，測(cè)量流程十分簡(jiǎn)單方便。因?yàn)镽TK技術(shù)具備更高的測(cè)量精度，各個(gè)放樣點(diǎn)之間的無(wú)法影響互不影響，且相互獨(dú)立，所以測(cè)量工作整體精度相對(duì)更高。

2.2.2 地籍測(cè)量階段的應(yīng)用

地籍測(cè)量階段，應(yīng)用RTK技術(shù)對(duì)土地測(cè)繪地籍圖與權(quán)屬界址點(diǎn)做出精準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)，因?yàn)镽TK技術(shù)具備更高的精度，對(duì)GPS接受獲取的信息數(shù)據(jù)做出科學(xué)處理，便可直接錄入至GPS系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確的得出地籍圖。建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量階段，RTK技術(shù)還能夠?qū)鐦段恢米龀鰧?shí)施精準(zhǔn)測(cè)定，對(duì)土地具體使用界線(xiàn)范圍做出明確，對(duì)用地面積做出準(zhǔn)確計(jì)算。土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)階段，同樣可對(duì)RTK技術(shù)加以充分應(yīng)用，能夠使監(jiān)測(cè)精度以及速率得到明顯的增加，以此完成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.2.3 地形測(cè)圖階段的應(yīng)用

因?yàn)镽TK技術(shù)具備更高的測(cè)量精度，所以，RTK技術(shù)同樣能夠應(yīng)用到地形測(cè)圖、地籍與控制測(cè)量等相關(guān)測(cè)量方面。地形測(cè)圖主要由全站儀對(duì)地物碎部點(diǎn)與地形做出有效采集，通過(guò)測(cè)圖軟件進(jìn)行制圖。具體標(biāo)準(zhǔn)主要為測(cè)站點(diǎn)同地物與地貌碎部點(diǎn)之間需要保持通視，且需2～3人共同完成操作。通過(guò)應(yīng)用RTK技術(shù)，測(cè)圖過(guò)程中，一名人員事先位于基準(zhǔn)站架設(shè)儀器，另一名人員攜帶儀器至各碎部點(diǎn)進(jìn)行立桿，同時(shí)將特征編碼記錄數(shù)據(jù)輸入至電子手薄，取3s當(dāng)作記錄單元。信息數(shù)據(jù)記錄階段，要求測(cè)量人員立點(diǎn)應(yīng)保證精準(zhǔn)，保持中桿穩(wěn)定，并繪制草圖，便于內(nèi)業(yè)整圖加以參考。定位精度充分滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)區(qū)域范圍地形以及地物點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量完成需將信息數(shù)據(jù)傳輸至電腦，通過(guò)專(zhuān)業(yè)繪圖軟件完成地形圖的繪制工作[3]。

2.3 動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)在公路工程測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用

動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)位于公路測(cè)量中的具體應(yīng)用，即對(duì)（RTK）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的應(yīng)用。RTK技術(shù)是基于載波相位觀(guān)測(cè)值作為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分GPS技術(shù)（RTDGPS），動(dòng)態(tài)定位模式位于公路勘測(cè)中的應(yīng)用，完成對(duì)橫斷面測(cè)量、樁測(cè)量與地形測(cè)繪等相關(guān)工作。無(wú)需通視的前提下，測(cè)量時(shí)間僅需1-3s左右，測(cè)量精度可以保持在10～30mm左右，該技術(shù)較常規(guī)測(cè)量?jī)x器具備更加明顯的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。所以，RTK技術(shù)存在十分顯著的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，對(duì)精準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果做出實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)；避免因?yàn)檎`差產(chǎn)生的返工，使測(cè)量工作效率得到有效增加；作業(yè)效率相對(duì)較高，各放樣點(diǎn)僅需停留1-2s，流動(dòng)站小組僅需2人左右便能夠?qū)?～10km左右的中線(xiàn)進(jìn)行有效測(cè)量。若開(kāi)展地形測(cè)量，各小組每天平均可以實(shí)現(xiàn)對(duì)0.8～1.5km范圍的地形測(cè)繪，精度以及效率相對(duì)較高；中線(xiàn)放樣期間還可同步進(jìn)行中樁抄平；關(guān)于竣工測(cè)量，GIS前端信息數(shù)據(jù)采集眾多環(huán)節(jié)，如對(duì)有關(guān)軟件加以輔助，RTK同全站儀搭配開(kāi)展作業(yè)，能夠使彼此優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。

3 結(jié)論

綜上所述，工程測(cè)量階段，GPS技術(shù)的應(yīng)用非常關(guān)鍵，能夠使測(cè)量作業(yè)環(huán)節(jié)得到相應(yīng)的簡(jiǎn)化，使測(cè)量精度得到有效提高，同時(shí)節(jié)約測(cè)量施工所需的時(shí)間，且無(wú)需較多的技術(shù)人員，使工程測(cè)量的效率以及質(zhì)量得到切實(shí)提高。因此，工程測(cè)量時(shí)，務(wù)必重視對(duì)GPS技術(shù)加以科學(xué)合理應(yīng)用，促進(jìn)工程測(cè)量施工的穩(wěn)定順利開(kāi)展。