GPS测量技术及其在工程测量中的应用

GPS测量技术及其在工程测量中的应用

冯志刚

孝感市城乡规划建筑设计院有限责任公司，湖北省孝感市，432000

摘要：GPS测量技术是一种全新作业应用，它对传统方式进行了完全颠覆，一经应用便取得了突出成效。这种技术有多种技术分类，静态相位定位技术，实时动态技术以及动态相对定位技术是工程测量常用的技术类型。本文就GPS测量技术在工程测量中的适用类型及具体应用和操作进行全面阐述，意在通过知识普及和技术推广，在工程测量中更好地引进GPS技术应用，提高测量精度和效率，降低测量难度，保证人员安全，促进工程建设顺利完成。

关键词：GPS测量技术；工程测量；技术应用

引言：GPS技术在应用于工程测量期间，需要重点对GPS定位技术进行掌握和运用，同时在工程的高程测量，变形控制，带RTK的碎部测量放样以及道路中线放样中加以合理利用，落实规范化操作和技术标准，力求为工程测量提供方便快捷，简便易行的测量技术应用和操作模式，保证工程建设获得精度极高的测量数据和图像，促进工程优质高效推进。

1.工程测量适用的GPS测量技术种类

1.1动态相对定位技术

这种技术的主要测量定位对象是移动中的物体，它是把GPS定位设施安装在移动中的物体上获得所需数据。利用这种技术，移动站通过接收机收到基站发出的信号，再利用数据连接进行信号转化，生成数据的位置信息。这种技术应用在工程测量期间还可与RTK技术联手，科学构建综合性的测量系统，可大幅提高测量成效。

1.2静态相对定位技术

这项技术的主要应用对象就是工程测量，它包括2种常用模式：第一，GPS1+N模式，又叫快捷静态测量模式；第二，常规静态测量模式。利用相对位置进行定位，它的数据处理以及定位功能非常高效，但是需借助设置2个坐标点才能完成。基准站内安装GPS测量仪接收机一台，其它移动站安装另外的一台或者多台，两种站点的关系始终维持相对位置状态，且利用已知点坐标得到测量点位的绝对位置信息。快捷静态测量模式在目标区域测绘地形图以及施工放样中最为常用，较之测量作业的传统方式，这种测量模式精度和效率更高。静态相对定位技术的实现，需要的GPS接收机数量最少3台甚至更多，已知坐标点2个，也可通过未知坐标点完成，只要获关于坐标的信息，就能对大于等于4颗的卫星进行观测。虽然作业人员在进行观测时间设定时会受到一些限制，但是一般情况下观测时长都能达到45分钟或以上，进而实现高效观测。较之其它模式的测量作业，常规静态测量模式在大范围控制系统更加适用。

1.3实时动态技术

这种技术又叫RTK技术，它在工程测量中应用频次最高，范围最广，测量作业人数为1人。作业人员通过通过对地面终端进行操控，即可轻易得到测量所需数据。通过RTK技术完成目标测量点设置，通过信息技术得到该点位数据，汇集数据后精准测算。即可得到测量地形图。这种技术的优势在于方便快捷，作业人员无须太高专业素质，非常简便易行，便于推广普及。

2.GPS测量技术的工程测量应用

2.1.GPS定位技术

GPS定位技术在应用于工程测量的基础是GPS技术原理，通过对位置信息进行整合，促进系统设备共同发挥作用。它的定位角度非常多元，借助这项功能得到精准数据，保证测量作业达到预期成效。这种技术应用可以实现动态和静态测量的有机结合，在地面上完成接收设备组装，设置成静态基线同步观测作业目标，常规观测时长是45分钟。结束观测后对数据信息加以统一整理，再开展信息动态观测。GPS定位技术的实际应用须对测量时间点和周期进行精确掌控，须提前联系气象部门获得天气信息，判断天气条件对测量作业有无影响，确保测量作业取得实效。

2.2.高程测量与变形控制

第一，工程变形控制应用GPS技术。工程施工在外部因素影响下，地基变形事故比较高发。这就要求作业人员对测量结果出现的各种细微变化给予高度关注，排查存在的安全隐患。变形监测的传统方式不够精确，引入GPS技术，可实现毫米级的变形监测，为工程建设提供精度极高的监测数据；第二，GPS高程拟合计算技术。就是利用GPS定位精准获取各个空间点位的高差，通过平差处理得到大地高度及高差，再利用数据测算获取正常高度数据。目前开展GPS高程测算时通常选取水准点为基准点，通过曲面拟合解析或融合内插，得到最终的GPS高程数据。同时，公路工程在测量断面时也可借助GPS技术完成，这项技术结合专业测图软件，可精准获取纵横两种断面测图。

2.3.带RTK的碎部测量与放样

RTK技术实质上就是载波相位差分技术，是一种对观测站载波相位进行差分处理的作业方式。移动站和基准站共同组成RTK系统，测量作业时用户接收到基准站传来的载波相位信息，结合差分完成求差测算，进而确定坐标位置。同时，RTK技术测绘房地产界址点以及测绘地籍图作业中也非常适用，这种技术非常节约人力物力，测图作业可单人完成，即在特征点设置GPS接收机停留2秒，遵照提示把特征点的编码输入进去就能达成测图。特征点获取之后向计算机传输，避免外部因素带来不必要的干扰，保证成图精准。RTK技术如果应用于工程放样，只要完成界标点设定，坐标点就可直接标定出来，再结合解析法实现标定放样。如果利用RTK测量系统结合DL5-C数传电台进行道路数据编辑，可借助海地以及纬地文件导入，在系统中导入设计数据。如果不存在上述两种设计文件，也可借助断链，平曲线以及竖曲线，结构物以及加宽等方面的数据完成道路数据库建设。如果要对横断面进行二次测量，就要在软件中输入桩号里程文件，结合预设桩号完成切换即可。RTK技术支持下的道路外业放样，可根据自身要求对结构物边坡以及中边桩进行放样，确定点位再开展机械作业，结合道路复核对设计成效进行检验。对中边桩进行放样要求整体展示道路板块，遇到加宽须清晰呈现加宽信息。对边桩进行放样，边线即时位置要完全重叠图中位置。如果路中有结构物存在，平曲线界面须对其图形进行清晰呈现。

2.4.道路中线放样

结束对大比例尺带状地图进行定线作业，须进行施工中线标定。借助GPS技术实时获得中线信息，GPS电子手簿信息输入到中桩点坐标位置中，系统自动完成放样点定位后分别进行测量，减少测量误差。掌握道路的直线。缓和曲线以及圆曲线，放样期间依次把主控点桩号，线段距离以及圆曲线半径输入系统，做到测量作业既简易又精准。期间如果还有加桩测量需要，加上桩号输入就行。工程测量目前已经出现了虚拟现实技术应用案例，改变了传统测量方式人工亲力亲为的模式，安全性得到保障。GPS技术与计算机联手的测量模式提供三维图像，非常安全高效。

结束语：综上所述，在工程建设的传统测量模式中，测量作业人员需要深入现场实地勘察，测量结果往往还会存在很大误差。尤其是如果测量环境存在很大安全风险，人工测量模式要求作业人员以身犯险，生命安全无法保障。GPS测量技术引入工程测量作业，极大改变了测量作业的模式，精度以及难度，测量作业更加安全高效，结果更加精确，现代先进技术支持下的全新测量模式，无论测量还是放样都更加卓有成效，值得大面积推广应用。

参考文献

[1]季厚振.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点[J].科技传播,2011(13):2.

[2]李震章,代洪君.工程测量中GPS测量技术的优、缺点[J].中国新技术新产品,2010,000(001):61-61.

[3]白杨,陈赛,曹璇.GPS测量技术及其在工程测量中的应用探讨[J].四川水泥,2015.