陳華

（江西省勘察設(shè)計研究院 江西南昌 330000）

GPS測量技術(shù)在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

陳華

（江西省勘察設(shè)計研究院 江西南昌 330000）

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，推動了各個領(lǐng)域的發(fā)展，尤其是當(dāng)前信息技術(shù)的普及，給各行各業(yè)的工作帶來快捷便利，大大提升了工作質(zhì)量。GPS技術(shù)是信息技術(shù)中的一種，具有支撐全球范圍內(nèi)信息傳遞的功能，并在工程測繪中也發(fā)揮了重要的作用。本文就GPS定位測量技術(shù)在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

GPS測量技術(shù)；工程地質(zhì)測繪；應(yīng)用

前言

工程地質(zhì)測繪是工程勘察的基礎(chǔ)工作，是認(rèn)識場地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法。高質(zhì)量的測繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況，起到有效指導(dǎo)其它勘察方法的作用，處于測繪領(lǐng)域的領(lǐng)先位置。近年來，我國工程測繪行業(yè)通過使用GPS技術(shù)取得科技型技術(shù)進(jìn)步。GPS測量技術(shù)是當(dāng)前工程測繪中廣泛運用的一項技術(shù)，具有精度較高、操作便捷、功能多樣等特征，大大提升了工程建設(shè)質(zhì)量。這一技術(shù)的發(fā)展前景良好，相關(guān)人員還應(yīng)加強對該項技術(shù)的研究運用，充分發(fā)揮其優(yōu)勢作用，編制成工程地質(zhì)圖，可對場地或各建筑地段的穩(wěn)定性和適宜性作出評價，以確保國家基礎(chǔ)建設(shè)工作的有效順利地開展。

1 GPS測量技術(shù)概述

GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)，最早出現(xiàn)在1937年的美國，在1993年正式投入使用[1]。GPS定位系統(tǒng)主要包含三個部分：①衛(wèi)星星座，主要負(fù)責(zé)信號的發(fā)射等；②地面監(jiān)控系統(tǒng)；③用戶終端設(shè)備，通過對信號的接收，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航定位功能。這一技術(shù)自出現(xiàn)以來，在我國各個領(lǐng)域都得到了廣泛的關(guān)注和運用，現(xiàn)階段已經(jīng)深入到了地質(zhì)測繪領(lǐng)域，實踐證明，它能加速地質(zhì)調(diào)查，節(jié)省地面測繪的工作量，提高測繪精度與質(zhì)量。

2 GPS測量的操作要點

2.1 控制網(wǎng)點

GPS測量技術(shù)一般需要結(jié)合路線的地形特點等進(jìn)行施工放樣，從而保證施工放樣的精度，同時還需要進(jìn)行加密控制點的設(shè)置。加密的控制點的布設(shè)方案如下：以路線走向布設(shè)一級加密點，每隔400m左右布設(shè)一點。同時，采用多臺GPS接收機進(jìn)行觀測，加強對網(wǎng)點的控制。當(dāng)然，每個網(wǎng)點交接處都要進(jìn)行聯(lián)測，以滿足一級測量點的設(shè)計要求。GPS測量技術(shù)對于平面控制和高程控制也有一定的要求，從而保證測量的準(zhǔn)確度。

2.2 外業(yè)實施

外業(yè)實施主要包括以下兩個方面：①觀測。在多個不同的位置安裝多臺GPS接收機。操作步驟主要包括以下幾點：a.架站。提前認(rèn)真架好儀器，同時對其進(jìn)行對中和整平處理。b.量測天線高度。GPS天線高的量測一般測量的都是其斜高，而不能改為垂直高度，并且需要進(jìn)行多次測量，然后取其平均值。c.觀測過程。在進(jìn)行觀測時，首先需要關(guān)掉儀器的開關(guān)，GPS就可以自動進(jìn)行觀測。同時，工作人員需要認(rèn)真做好記錄，要求觀測時段長度要對每個測站點至少觀測一個小時以上。d.觀測結(jié)束。當(dāng)觀測結(jié)束后，應(yīng)該立即關(guān)掉開關(guān)，同時還需要測量天線高，以判斷觀測儀器的位置。②數(shù)據(jù)處理。在采用GPS測量技術(shù)測量完成后，需要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X中，然后采用GPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理，編制工程地質(zhì)圖。通過平差法處理后，可以減小網(wǎng)點中的誤差，平均誤差可以控制在很小值。但是，如果采用常規(guī)的測量方法，不僅進(jìn)行測量的時間會更長，而且測量的精確度也不高。

3 GPS測量技術(shù)在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 提高工程地質(zhì)測繪效率

在以往的工程測繪工作中，通常需要大量的時間和人力，才能夠保證工作的順利完成，而GPS測量技術(shù)的運用，則有效提高了工作的效率。例如運用靜態(tài)相對定位模式開展工程測繪工作，測量基線在20km范圍內(nèi)的情況下，雙頻接受的觀測時長在15～20min，單頻則需要1h作用。若是在這一工作中使用GPS測量技術(shù)，工作人員僅需要在初始觀測階段耗費不到5min的時間，隨后在任意位置進(jìn)行觀測，都只需要幾秒鐘。同時，GPS技術(shù)在實際運用中，工作人員的操作十分便捷，系統(tǒng)本身已經(jīng)具備較高程度的智能化，工作人員只需要將一些儀器安裝完備，便能夠開展測繪工作。且用戶接收機的體積較小，便于操作，攜帶方便，不僅大大提升了工作效率，同時也有效節(jié)省了人力、物力，實現(xiàn)了測繪成本的降低。另外，GPS技術(shù)在工程測繪工作的運用過程中，對通視性的要求不高，只需要具備觀測站15°以上空間開闊的條件，便能夠?qū)崿F(xiàn)其功能的充分發(fā)揮，有效突破了傳統(tǒng)測繪技術(shù)應(yīng)用中環(huán)境等條件的限制，大大提升測量選點的靈活性及測繪工作的高效性。

3.2 增強工程測繪精度

工程地質(zhì)測繪要求的精度較高，對一些地質(zhì)現(xiàn)象的觀察描述，除了定性闡明其成因和性質(zhì)外，還要測定必要的定量指標(biāo)，所以定位十分重要。在以往的工程測繪工作中，若是基線在50km范圍之內(nèi)，工作人員應(yīng)選擇載波相位法，從而確保靜態(tài)相對定位。GPS技術(shù)在運用中，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確定位，使運動載體在最佳的線路上運行，并在測繪中，使工作人員獲得1×10-6和2×10-6的精度。若是工程測繪工作中基線在100～500km范圍內(nèi)，則能夠獲得10-6及10-7的精度。

4 GPS測量技術(shù)在工程地質(zhì)測繪中的具體應(yīng)用

4.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)方面應(yīng)用

傳統(tǒng)的工程測繪工作中，人工操作工作量較大，極易因人工失誤而造成測繪結(jié)果出現(xiàn)誤差，且工程測繪工作環(huán)境往往較為復(fù)雜，僅依靠人工開展工作，也十分容易出現(xiàn)安全事故。因而，在工程測繪工作中，很多工作人員都開始運用GPS測量技術(shù)，這一技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)交互定位，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合運用，還能夠?qū)y繪數(shù)據(jù)以生動形象的圖像等形式呈現(xiàn)出來。在正式開展工程測繪工作前，工作人員也可以運用計算機技術(shù)，實現(xiàn)進(jìn)行模擬流程分析，通過利用GPS測量技術(shù)進(jìn)行測量演練，找出其中可能存在的問題，并制定相應(yīng)的應(yīng)對方案，從而提升測繪工作的安全性，不斷優(yōu)化工程測量方案。

4.2 形變測量中的運用

形變是工程測繪中的主體項目[2]。現(xiàn)階段，很多工程因地質(zhì)、人為等方面的影響，都存在形變情況，且形變控制難度較大。GPS技術(shù)的運用，能夠為形變控制提供有效的數(shù)據(jù)。例如在某工程存在著嚴(yán)重的形變問題，沉降危害較大，工作人員在工程測繪工作中，運用了GPS技術(shù)，對地基沉降基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行測量，獲取了精確的數(shù)據(jù)，并通過三維定位技術(shù)，針對其中存在的細(xì)微變化進(jìn)行檢測，從而對地基形變進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測、控制，使其沉降情況始終處于安全范圍內(nèi)，從而保證工程現(xiàn)場的安全性，提升抗形變風(fēng)險能力。

4.3 城市測繪中的應(yīng)用

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市建筑工程數(shù)量大量增加，因而更需要測繪的精準(zhǔn)度充分保障。GPS技術(shù)是城市測繪中運用較為廣泛的一項技術(shù)，常與GIS、RS技術(shù)一同使用，工作人員能夠運用這一技術(shù)實現(xiàn)對城市測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取。例如在某次城市測繪工作開展過程中，需要進(jìn)行三級導(dǎo)線測繪，測繪面積較大。且在基礎(chǔ)建筑影響下，各個層次的導(dǎo)線測繪都受到一定程度的破壞[3]。在這種情況下，工作人員選擇使用GPS靜態(tài)測繪，并通過其中PTK技術(shù)的應(yīng)用，在不破壞設(shè)定好測繪基點的同時，實現(xiàn)測量的直接連接，提升了測繪工作的效率及便捷性。

5 GPS測量技術(shù)應(yīng)用流程

GPS技術(shù)在工程地質(zhì)測繪工作應(yīng)用過程中，準(zhǔn)備好有關(guān)儀器、設(shè)備與工具后：①需要對測量點進(jìn)行定位，確定測繪范圍，制定具體工作計劃。要求工作人員根據(jù)便捷、安全的要求，選擇視野開闊、信號傳輸良好的位置，必須遠(yuǎn)離高壓線，并將測量點記錄在測繪圖紙上。②應(yīng)設(shè)置測量標(biāo)志。設(shè)置方法通常為埋入標(biāo)石，既具備良好的提示作用，又具有相對穩(wěn)定的特征。③工作人員正式進(jìn)行測量觀測，由于這一技術(shù)在室外測繪作業(yè)中應(yīng)用，因而，工作人員必須根據(jù)相應(yīng)的室外觀測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。在測量點上安裝GPS接收機，并將其與衛(wèi)星連接，實現(xiàn)信息的接收以及與中心測量站之間信息的傳輸。④工作人員需要利用計算機技術(shù)，對所接收信息進(jìn)行整合、分析，實現(xiàn)動態(tài)測繪，為工程的開展提供實時、準(zhǔn)確的測繪信息。

6 結(jié)論

在當(dāng)前我國城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，工程地質(zhì)測繪工作的重要性愈發(fā)得以體現(xiàn)，測繪技術(shù)也得到了一定的發(fā)展。GPS技術(shù)引起高效、高精度等優(yōu)勢，在我國工程地質(zhì)測繪工作中得到了廣泛運用，為城市建設(shè)提供了良好的數(shù)據(jù)支持，工作人員在測繪工作的開展過程中，還應(yīng)充分了解該項技術(shù)優(yōu)勢，針對實際情況，予以合理運用，良好掌控其應(yīng)用流程，從而確保測繪效率及精準(zhǔn)度。

[1]王家吉，江子凱，張林.GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探討[J].低碳世界，2014，5（15）：165～166.

[2]郭肖肖.GPS定位測量技術(shù)的優(yōu)勢及其在工程測繪中的應(yīng)用[J].江西建材，2014，7（19）：193～194.

[3]邵海亮.GPS測量技術(shù)特點分析及其在工程測繪中的應(yīng)用[J].江西建材，2016，5（15）：223～225.

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2016-8-13