GPS测量技术在工程测量中的应用

 GPS测量技术在工程测量中的应用

叶尚莹

上海市岩土地质研究院有限公司 上海市 200072

摘要：随着科学技术的快速发展，GPS技术发展速度较快，并在实际应用中取得了较好的成效。在当前工程测量中应用GPS技术，能够为工程建设提供更为准确的信息支持。而且GPS测量技术具有自动化程度、准确度和效率高等特点，因此在工程测量中进行应用，其能够为工程测量提供重要的支持。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

1 GPS测量技术的应用原理

GPS技术是一种利用卫星确定空间位置的技术，在工程测量中可减少外界的干扰，获得精确的测量数据。GPS技术由空间、地面控制、用户设备三部分构成，空间部分采用GPS星座，地面部分采用地面控制，用户终端采用GPS接收装置。利用这种技术可以实现对整个场地的全面测量，从而强化项目的质量管理。利用GPS实现自动定位，具有很高的自动化程度，而且所需时间很短，它主要是利用地面GPS接收器接收GPS信号，计算GPS频率，然后根据GPS的位置来确定坐标。GPS是国内外地图测量中常用的一种定位技术，其定位精度与接收量密切相关。3个以上的卫星可同时发射，由于卫星和接收机之间的距离和抵达目的地的时间不同，精确的位置也会有所不同。

2关于GPS测量技术的特点具体表述

2.1定位时间更加迅速

相较于传统的人工进行定位的方法，GPS测量技术则是通过卫星来进行定位。测量人员利用卫星在很短的时间就能够获得所要测量目标的具体信息，并将获得数据和信息利用GPS测量仪等设备传送过来，测量人员就可以通过这些数据和信息进行具体的分析以此来计算出测量结果。相对于传统的人工采用测量工具进行实地测量的方式，使用GPS测量技术不仅可以大大提高测量工作的效率，特别是在进行一些危险系数比较高的测量工作时也能够很大程度上保障测量人员的安全问题。

2.2测量方式更加便捷

在采用人工进行测量的传统测量工作中，测量工作需要考虑天气或者时间等各种因素的影响，只有在天气状况比较良好、时间比较充分恰当的情况下才能进行测量工作，如果测量人员在天气状况比较差的情况下进行工作，则会严重影响测量工作的准确性。而采用GPS测量技术进行测量的方法，则可以基本上排除天气和时间等因素的影响，为工程测量的施工进度和测量工作的准确性提供保障。

2.3测量结果更加准确

传统的人工测量方式不仅测量效率很低，而且也很难保证测量结果的准确性。GPS测量技术则可以利用动态定位的技术，将测量的结果进行精确的定位，极大地提高测量获得数据的准确性。施工单位也可以利用这些精确的数据来确保建设施工项目的准确性，使工程建设的质量得到很大的保障。

3 GPS测量技术在工程测量中的具体应用类型

3.1高程测量与变形控制

工程施工期间容易受外界因素的干扰，从而导致地基发生变形问题，严重时会引发断裂现象，不利于道路稳定性提升。这时人们需要对工程进行处理，重视测量结果中的细小变化，了解工程安全隐患，依靠GPS技术弥补传统监测的不足，将精确度掌控到毫米级，最大程度上保障工程施工质量。GPS高程拟合计算技术，即经过GPS定位获取不同空间点精度高差，应用平差获取大地高度和高程差，根据上述数据计算正常高度。当前人们以水准点为GPS高程计算基准，采用曲面拟合解析的方法，或者融合内插方式获取GPS高程结果。除了上述高程测量，GPS技术还能用于公路的断面测量。

3.2带RTK的碎部测量与放样

RTK系统由参考台和移动台组成，在进行工程测量时，向使用者传送载波相位信息，由使用者根据差分信息进行差分运算，由此判定坐标位置。此外，RTK技术还可以应用于地籍地图的测量、不动产地理位置的测绘。这种技术不需要太多的人力和财力，一般只需要1个人就可以完成，只需将GPS定位器放置在特征点上，2秒后按照需要输入特征点的代码，对某一地区进行地形特征测量后，将特征点的数据上传到电脑中，以避免外部环境干扰对工程造成负面影响，从而保证结果图的质量。利用RTK技术进行工程放样，标定后可直接进行坐标标定，并使用相应解析方法进行标定和放样。

利用RTK测控系统及DL5-C数传广播站对路面资料进行编辑，若有纬地、海地等资料，可采用经地或海地的PM输入方式，将资料直接输入系统中。在没有设计文档的情况下，可以根据断链、平曲线、垂直曲线、加宽数据、结构数据等来构建道路数据库。进行横截面复测时，需要将桩号里程档案输入到软件中，根据预先设定的桩号进行转换，即可完成外业作业。

利用RTK技术对公路进行野外放样，要根据需要确定边桩和构筑物的边坡，找准位置后再进行机械施工，然后利用公路检验功能对其进行检查。在公路中进行边桩放样工作时，需要将路面面板全部显示，如果路面有拓宽，则需要直接进行信息显示。试样边桩的摆放必须与图纸上的边线重合，如果有结构物，则平面图中必须准确地显示出距离内的结构。

3.3对静态数据的有效处理

采用GPS技术进行静态数据处理时，应将GPS设备观测到的数据上传到数据存储装置中，随后进行数据分流。记录原始数据内容，采用解码技术对数据分类处理，过滤掉没有用处的数据内容，将剩下的数据统一并形成文件格式。整合相位观测值的时候，需要经过探索与测量多个环节，随手修正恢复载波，有效测量载波中的静态数据。

一般情况下，工程测量需要进行大比例尺地图的绘制，高等级公路选线时需要做好1：1000的大比例尺带状地形图绘制。以往的测图方式不仅耗费时间长，且速度较慢，会对地图有效性造成影响。GPS动态测量技术应用之后，技术人员可以快速确定各个碎部点的坐标位置，合理绘制出碎部点，再经过1分钟左右获取坐标信息。

3.4构建工程控制网

由于施工现场控制网的覆盖范围一般较小，而且点位密度大，因此对控制网的精度有较高要求。常用的GPS定位方式有多种，比如利用边角网来实现GPS定位。利用GPS技术建立公路勘察控制网，这种控制网具有横向狭窄的特性。以往，测量者多采用三角形锁线的方法来避免误差累积，但是这种方法会使整个过程更加复杂。应用GPS技术后，可组成更长的GPS点三角锁具，能实现远距离直线坐标测量，避免在使用过程中出现问题。

测绘控制网是工程建设的基础，其测量结果的准确性直接关系到工程建设的质量。对精度要求高的控制网称为一级控制网，也是工程测量中的参考，对位置数据的要求非常高。在建设工程一级控制网时，一般都是采用角法，利用测绘仪器对三角网和导线进行测量，然后再进行坐标定位和绘制控制。事实上，边角方法只适用于小规模的测绘，不能用于大规模的工程测量，由于采用边角方法会造成测量误差，不能保证测量精度。因此，这种情况下，利用GPS技术可以有效弥补边角方法的不足，完成对点的精确控制，确保测绘网的精度和实用性。

结语：

GPS测量技术相较于传统的人工测量技术的优势非常明显，其在测量的定位速度、便捷性和测量数据的准确性方面都是传统的人工测量方式无法比拟的。因此未来的工程测量工作对于GPS测量技术的应用肯定会越来越广泛，工程测量人员也应该顺应时代的要求，积极地去学习GPS测量技术以满足工程测量的需要。

参考文献：

[1]范文涛.GPS测量技术在工程测量中的应用[J].中国新技术新产品，2019（23）：112-113.

[2]杨柳青.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].科技经济导刊，2019，27（27）：46.

[3]徐鑫.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2019（8）：94.