GPS技术在地质工程测量中的应用研究

GPS技术在地质工程测量中的应用研究

潘英

巴州基安岩土工程勘察设计有限责任公司，新疆巴州库尔勒市， 841000

摘要：将GPS技术切实的引用到地质工程测量工作之中，不打可以提升工作的效率和准确性，并且能够促进测量工作的适用范围的不断扩展，最大限度的提升用作的整体效率，为后续各项工作的有序开展打下坚实的基础。所以，GPS技术的切实运用推动了地质勘查测绘工作整体效果的提升，为我国地质工程行业的稳步健康发展起到了积极的推动作用。

关键词：GPS技术；地质工程测量；应用

1 GPS技术的主要概念
GPS技術本身有着非常高的应用率，不论在日常生活之中还是在国家大规模科技研发项目之中，GPS技术都是其中十分重要的一项技术形式。究其原因主要是GPS技术可以在一整天之内持续展开定位工作，同时有着很高的精确性以及工作效率。正是这一原因，GPS技术也被用在矿山测量工作之中。而伴随GPS技术的进步，对于工作人员自身的综合素养也有了更高的要求。测量团队的工作人员必须具备较强的基础素养，同时工作效率也要足够高，从而可以确保GPS技术本身的作用可以全部发挥出来，进而确保测量工作顺利进行。2GPS技术的具体构成一般来说，GPS技术主要可以分成三个不同的部分，分别是GPS卫星星座、地面监控系统以及GPS信号接收机。GPS主要通过互联网的方式进行定位，以此为基础创设网络。而对于GPS网络而言，其又能分成两个部分，分别是外业作业和内业作业。外业作业主要是在野外区域进行操作，同时也能完成测量方面的工作。而内业工作主要是技术方面的工作以及信息的交流，二者在本质层面存在非常大的差异。
2 GPS工作原理
GPS系统属于全球定位技术，该技术已日趋成熟，逐渐运用于工业、军事、矿产、建筑等各个领域，目前已获得较为明显的成果。该技术具有高精度与高效率的优点，对于传统工程测量，通常需布置控制网，实施桩位放样，大多使用全站仪、测距仪等仪器。而GPS系统完全不考虑气候因素，不受地形环境影响，确保工程测量能够高精度与高效率。主要由六个方面表现：首先，动态分析桩位放样，桩位精确度误差可控制于厘米级。其次，构建放样平台。利用GPS技术，可构建放样平台，在施工平台中设置钢管桩放样，有利于减少外业测量时间。第三，偏心检查。为确保精确度，可实现一物两用，利用桩位偏心检查技术，使工程测量效率显著提升。使用GPS技术需注意，部分测量数据不能够直接获取，必须与其它测绘仪器相结合，方可顺利完成工程测绘。第四，GPS与传统测绘技术可有效结合，实现测量定点与定时，现阶段，通常采用静态定位技术与快速的静态定位技术。若采用静态定位，需确保观测时，不改变接收机的位置，因为计算过程，接收机位置与时间无关，主要在工程顶线、基础测量等高精度测量中使用。另外，因静态定位的观测时间一般较长，若无特殊精度需求，在工程测量中不建议使用该技术。由于观测时间长，进而研发了快速静态定位技术，该技术利用载波香味，观测值可控制于毫米级，通过几个历元观测，可达到厘米级定位需求。第五，GPS信号。GPS卫星发射两种频率的载波信号，即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波，它们的频率分别是基本频10.23MHz的154倍和120倍，它们的波长分别为19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分别调制着多种信号，第六，静态定位。所谓静态定位，就是在进行GPS定位时，认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是保持不变的。也就是说，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量。在测量中，静态定位一般用于高精度的测量定位，其具体观测模式多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间由几分钟、几小时甚至数十小时不等。

3 工程测绘中 GPS 技术的具体应用

3.1 虚拟现实技术

由于工程测绘工作大多集中在户外，深入到各种复杂的环境之中，所面临的地形地貌、气候条件等相对较为复杂，这也是传统测绘工作的限制因素，导致传统测绘工作在开展便利性和数据采集效率性、精度等方面受到影响，甚至还可能存在一定的安全隐患。而GPS虚拟现实技术的运用则可以有效规避这类问题，这一技术方式具有明显的交互性特征，而且具有更高的可视化特征，能够建立复杂地形的三维图像模型，细致表现出目标区域的细节信息。利用三维图像的可视化和便利性等特征，能够有效测量出可能存在的安全问题。按照虚拟图像的显示模式，能够对各个重点测量环节进行直观控制，面对各种可能出现的安全事故进行提前预见，从而制定针对性的规避或处理措施，降低事故发生率的同时降低安全事故所带来的影响。除此之外，三维模型的构建也进一步提高了测绘方案的可操作性，为其带来更加可靠的技术保障。根据GPS虚拟现实技术的运用能够查找出测绘方案中潜在的安全隐患，对测绘方案的优化和改进也带来了帮助。

3.2 外业测绘

GPS定位技术在外业测绘中的运用需要正确选取测量点，而在测量点选择完成后便可以进行后续的测绘工作。在测绘工作开展期间，需要将各方面的准备工作尽数完成，比如测绘目标区域的位置信息和收集标型等，当准备工作也完成时便可以提高测绘的准确性。在测绘过程中，GPS技术的应用主要为开机观测和无限安置等，这一环节和传统测绘工作具有明显的区别，GPS安置需要选择合理的定位点，并将其作为基础进行安置，三脚架中安置的GPS设备便需要和定位点垂直的位置相符，利用有关的辅助工具保证点位选择的准确性。除此之外，天线基座也要对应标志上方中心，之后便可以进行现场测绘。GPS测绘需要进行三次方向调整，而且每一次的方向变换都不能相同，后续不同方向的观测则按照顺序进行固定。

3.3 GPS布网

GPS布网是基于GPS测量技术对测绘线路、袋装等工程实施网格化设计，比如饮水工程等。在实际工作中，GPS布网主要通过点连式或边连式等方式建立持续发展的三角锁同步图形，在测绘变形监测网或工程枢纽控制网过程中，一般需要应用网连式或边连式的方式进行布设，能够将GPS测量技术布设的精确性以及几何程度进行提高，确保工程测绘工作的精确性。

3.4 实时动态测绘

GPS实时动态测绘技术的应用原理主要是把GPS接收设备设计在地面测量点位置，将其作为测量点准确点。之后和GPS卫星连接接受测量数据，进行数据内容的获取与处理，针对部分测得数据向测量流动站或中心测量站进行数据传递。测量流动站可以在接受GPS卫星信号以及其他数据信息后进行信息的进一步整合处理，在GPS导航原理的应用下实现数据的观察和全面分析，测量流动站的位置设计可以在计算机系统的应用基础上进行设定，在实现信息数据回转后动态测绘数据便可以形成，完成动态化的工程测绘工作。

4 结束语

对于工程测绘工作来说，GPS测量技术的应用空间十分广阔并且也有着较大的开发潜力，在GPS测量技术应用期间，进行技术的科学开发也能进一步提高工程测绘的技术水平和精度、效率等。GPS测量技术知识现代测绘技术中的一种，在实际工程测绘工作中还有其他新型的测绘技术能够推广和应用，实现多种测绘技术的全面发展，为现代工程测绘工作提供更加可靠的技术支持。

参考文献：

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