張恩東

GPS技術(shù)在勘察測(cè)量控制中的應(yīng)用與注意事項(xiàng)探討

張恩東

隨著工程測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)被運(yùn)用到工程測(cè)量中，尤其是GPS控制測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)前，很多工程測(cè)量中都融入了現(xiàn)代化的GPS控制測(cè)量技術(shù)，因?yàn)樵摷夹g(shù)測(cè)量速度快、精度高，操作便捷且費(fèi)用較低，被很多工程項(xiàng)目所應(yīng)用。但在具體的工程測(cè)量中，GPS控制測(cè)量技術(shù)受多種因素的影響，例如已知點(diǎn)少、已知點(diǎn)分布不均勻、已知點(diǎn)位置不合理、控制網(wǎng)型不佳和難以進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量等因素，難以通過直觀性方法來進(jìn)行修正，必須通過平差軟件等來修正誤差。

勘查測(cè)量；GPS技術(shù)；應(yīng)用

GPS測(cè)量技術(shù)是通過無線導(dǎo)航設(shè)施和環(huán)球通信衛(wèi)星把很精確的信息傳輸給我們的，GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用使得工程施工更加精確，確保工程施工能夠有條不紊的進(jìn)行。鑒于GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的巨大優(yōu)勢(shì)，對(duì)工程施工產(chǎn)生了巨大影響，給工程施工帶來了很多的便利。

1 GPS技術(shù)的概述

1.1 GPS綜述

GPS技術(shù)最早來自美國，是一款應(yīng)用在軍方無線電導(dǎo)航中的項(xiàng)目。GPS系統(tǒng)可以進(jìn)行全天候的服務(wù)，能夠提供三維位置的定位活動(dòng)，保證時(shí)間、信息的真實(shí)有效性，完善了傳統(tǒng)的測(cè)量定位遙感技術(shù)的不足。從整體上看，GPS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)包括：空間段、控制段、用戶段，這三個(gè)部分都具有自身獨(dú)特的構(gòu)成結(jié)構(gòu)。

1.2 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)的測(cè)量方法是以衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)作為主要的根據(jù)，借助衛(wèi)星分布在不同軌道上的特點(diǎn)，進(jìn)行多角度的定位活動(dòng)。技術(shù)工作人員根據(jù)衛(wèi)星軌道與地球赤道之間的交叉角、衛(wèi)星運(yùn)行的規(guī)律、周期等因素進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)GPS的定位，保證定位的精準(zhǔn)度。通過高科技與GPS技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，確保了衛(wèi)星傳遞出的信號(hào)在地面的每一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)上都可以有效地接收到。參與測(cè)量的工作人員依據(jù)接收到的信息，有效地完成測(cè)量任務(wù)。同時(shí)，這種測(cè)量的工作不需要工作人員全天候地工作，只要將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與分析便可完成。

2 GPS 測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 工程測(cè)量應(yīng)用

目前工程測(cè)量中GPS測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用，由于工程項(xiàng)目建設(shè)的環(huán)境較為復(fù)雜，且條件有限，很多場地難以使用大型的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，而通過便攜式的GPS測(cè)量儀器就可以進(jìn)行工作。GPS測(cè)量是以遙感技術(shù)與衛(wèi)星定位技術(shù)為基礎(chǔ)，通過測(cè)量儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和計(jì)算的過程，測(cè)量時(shí)間短，測(cè)量速度快，且具有較高的精度，尤其是平面坐標(biāo)精度較高，大大降低了測(cè)量人員的工作量，提高了測(cè)量工作的效率和質(zhì)量。

圖1 GPS測(cè)量示意圖

例如，在某區(qū)域工程測(cè)量項(xiàng)目中，GPS測(cè)量如圖1所示，測(cè)量區(qū)域內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)分別為D1和D2，坐標(biāo)系中高程使用四等水準(zhǔn)；GPS測(cè)量C級(jí)測(cè)量點(diǎn)C4、C5、C6、C7，坐標(biāo)系中使用二級(jí)水準(zhǔn)高程起算。然后通過GPS控制測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量設(shè)備選用6臺(tái)靜態(tài)GPS儀器，獲取的數(shù)據(jù)使用平差軟件進(jìn)行平差處理，首先使用4個(gè)C級(jí)點(diǎn)當(dāng)做已知點(diǎn)進(jìn)行推算，并應(yīng)用其中3個(gè)C級(jí)點(diǎn)當(dāng)做起算已知點(diǎn)，將剩余的1個(gè)C級(jí)點(diǎn)和其余2個(gè)點(diǎn)D1和D2作為未知點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)平面坐標(biāo)的精度值滿足要求，但高程誤差超出了勻速誤差的范圍，最大高程誤差大于0.568m，最小高程誤差為0.051m。

2.2 利用GPS布設(shè)控制點(diǎn)

GPS技術(shù)在勘測(cè)控制中的另一項(xiàng)重要應(yīng)用便是可以輔助工程布設(shè)科學(xué)、合理的控制點(diǎn)。地質(zhì)勘測(cè)作業(yè)主要包括基線測(cè)量、剖面測(cè)量以及工程點(diǎn)布設(shè)等，利用GPS技術(shù)，根據(jù)測(cè)距極坐標(biāo)或經(jīng)緯儀視距方法布設(shè)控制點(diǎn)能夠保證控制點(diǎn)的科學(xué)性。首先在剖面和基線的端點(diǎn)位置埋設(shè)水泥柱，并用相應(yīng)的符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記；在鉆孔布設(shè)后對(duì)布設(shè)的點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，鉆孔下面位置以封孔后的標(biāo)志中心為準(zhǔn)，高程測(cè)至終孔標(biāo)志頂面并量取相應(yīng)的高度；量取槽探寬度，槽探工程點(diǎn)通常利用極坐標(biāo)或根據(jù)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析判斷，最終制定符合實(shí)際情況的工程規(guī)劃方案。在GPS工程控制網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中要滿足各待測(cè)點(diǎn)的布設(shè)次數(shù)相同，并優(yōu)先測(cè)量距離相近的點(diǎn)，在最短距離遷站方向上聯(lián)測(cè)相距較遠(yuǎn)的高等級(jí)已知點(diǎn)，并做到在待測(cè)點(diǎn)的每次重復(fù)設(shè)站中使用相同的接收機(jī)，以保證網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)精度的均勻性?？刂泣c(diǎn)的科學(xué)布設(shè)是勘測(cè)工程控制網(wǎng)絡(luò)能夠充分發(fā)揮作用的前提，利用GPS技術(shù)進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)及控制網(wǎng)絡(luò)的建立在勘測(cè)控制中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

2.3 工程測(cè)量觀測(cè)時(shí)間的測(cè)定

GPS 測(cè)量技術(shù)是通過幾顆衛(wèi)星在空間形成一定的圖形，然后根據(jù)一定的公式算出來的結(jié)果，衛(wèi)星在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中可能由于某些因素使得衛(wèi)星之間形成的圖形并不是很規(guī)則或者是觀測(cè)時(shí)不太好觀察。還有就是我們觀測(cè)的時(shí)候還會(huì)受到大氣折射的影響，工作人員在進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)候要注意很多方面的問題，我們?cè)谟^測(cè)的時(shí)候也要考慮到這方面的影響因素，盡可能使得我們的觀測(cè)數(shù)據(jù)是最準(zhǔn)確的。因?yàn)槲覀冇^測(cè)到的數(shù)據(jù)關(guān)系到我們的建筑工程的質(zhì)量，關(guān)系到很多人的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以工作人員在觀測(cè)時(shí)候要謹(jǐn)慎，要選擇適當(dāng)?shù)挠^測(cè)時(shí)間。

3 注意事項(xiàng)

現(xiàn)階段GPS技術(shù)發(fā)展的并不完善，在測(cè)量工作的過程中，還存在一些不足之處，需要進(jìn)一步研究與分析。接收器與衛(wèi)星信號(hào)是保證GPS定位的基礎(chǔ)設(shè)備，兩者之間的距離運(yùn)算是GPS定位的關(guān)鍵，這種計(jì)算方式采用的是電磁波的直線傳播公式：距離=速度×?xí)r間。假設(shè)在電磁波傳播的過程中，出現(xiàn)了不均勻的介質(zhì)，得出的測(cè)量數(shù)據(jù)是經(jīng)過GPS技術(shù)調(diào)整后的平均數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)度不高。導(dǎo)致發(fā)生電磁波不能直線傳播的因素還有遮蔽物。

綜上所述，GPS測(cè)量技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工程測(cè)量中，其不僅提高了測(cè)量的效率、測(cè)量精度，還大大降低了測(cè)量人員的工作任務(wù)量，能夠快速準(zhǔn)確地計(jì)算出測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)果。但由于外界環(huán)境以及測(cè)量技術(shù)本身的復(fù)雜性等影響，導(dǎo)致高程測(cè)量精度受到影響，因此，必須加強(qiáng)對(duì)高程測(cè)量精度的研究，以最大程度上降低高程測(cè)量誤差，提高測(cè)量的整體質(zhì)量。

[1]王德保.GPS在城市控制網(wǎng)中的應(yīng)用研究[D].山東科技大學(xué)，2005. [2]徐文財(cái)，吳清華.GPS在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2010，12：225.