馬玉林 苗小芒

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學院，河南 鄭州 451100)

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，GPS技術(shù)發(fā)展的速度不斷加快，從而獲得了人們普遍的認可，因此其應(yīng)用范圍也在不斷擴大。將其應(yīng)用到工程測量之中，其原本的特點及優(yōu)勢便能夠充分展現(xiàn)，可以提高工程測量的定位精度，也可大幅度提高工程測量的實際效率。

1 GPS測量技術(shù)的基本原理

所謂GPS，就是指全球定位系統(tǒng)，早在20世紀70年代便開始投入研發(fā)。美國研究人員歷經(jīng)20年左右，最終在90年代完成建設(shè)。這個系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€地區(qū)展開全天候、連續(xù)性、全覆蓋的測量，并能夠?qū)崟r獲得定位點的三維空間位置。該系統(tǒng)最大的優(yōu)勢便是全天候、高精度、操作簡便以及高效益，因此在測量工作中有著極佳的應(yīng)用效果，它主要依靠GPS接收機獲得觀測數(shù)據(jù)，在經(jīng)過相應(yīng)處理之后，可以計算出接收機系統(tǒng)與衛(wèi)星之間的距離，從而能夠利用空間距離交匯的原理解算出接收機的位置信息。

2 GPS測量技術(shù)的主要特點

2.1 各個測站之間不需要進行通視

GPS工程對于各個測量站之間沒有太多要求，無需采取通視的方式，僅僅只需要確保上部空間保持足夠的開闊，以此能夠促使接收的信號不會由于其他因素導(dǎo)致干擾出現(xiàn)。正是基于這一特點，從而能夠大幅度減少造標費用的投入。不僅如此，各個點位的選擇也十分靈活，可以根據(jù)工程本身的需要進行位置確定，從而降低了工程難度[1]。

2.2 定位精度高

一般情況下，雙頻的接收機，其定位精度基本上為5 mm+1 ppm，其結(jié)果大致與紅外儀本身的精度完全相同。通過實踐應(yīng)用能夠知道，當GPS的定位基線能夠保持在30 km之內(nèi)，可以達到毫米級的定位精度。

2.3 觀測時間很短

在進行GPS網(wǎng)絡(luò)布置的時候，每個測站的觀測時間可以不超過40 min，而如果采取快速靜態(tài)定位方法之后，測量的時間將會大幅度縮短。而如果采用實時動態(tài)的方法，則能夠在幾秒之內(nèi)獲得坐標數(shù)據(jù)[2]。

2.4 實時提供三維坐標

傳統(tǒng)的測量方法，都是把平面位置和高程的測量分開進行，而GPS不但可以觀測測站點的平面位置，同時也可以觀測測站點位置的大地高，通過高程擬合，也可以求出測站點的正常高。

2.5 操作十分簡便

GPS接收機也正在不斷完善，其本身自動化水平也在逐漸提升。表現(xiàn)最為明顯的便是接收機本身的體積在不斷縮小，重量也在不斷下降，從而能夠大幅度降低測量人員的工作強度，而且數(shù)據(jù)接收的效果也在持續(xù)加強?，F(xiàn)如今GPS接收機已經(jīng)逐漸向小型化以及簡便化發(fā)展，工作操作步驟大幅度減少，僅僅只需要完成天線整平、量取高度以及打開電源即可。而得到的數(shù)據(jù)資料可以利用多種軟件進行處理。不僅如此，GPS觀測的工作隨時都能夠開展，通常外界環(huán)境以及氣候因素都不會造成較大的影響。

3 GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

3.1 GPS測量技術(shù)的應(yīng)用原則

在采用GPS測量技術(shù)進行定位的環(huán)節(jié)，一定要認真做到以下幾點：將觀測點位選擇在基礎(chǔ)穩(wěn)定的位置，便于長期保存，安裝接收設(shè)備和相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，從而開拓視野。在測量中，保證其截止高度角不得大于15°，同時還需要及時繪制相應(yīng)的點位環(huán)視圖，避免建筑對衛(wèi)星信號造成干擾。對于大功率的發(fā)射源，確保建筑與觀測點距離不得小于420 m。合理的安排工程測量點位，從而便于進行工程放線和其他測量工作[3]。

3.2 利用GPS技術(shù)建立工程控制網(wǎng)

利用GPS技術(shù)可以建立工程控制網(wǎng)，包括測圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測控制網(wǎng)。測圖控制網(wǎng)是在工程建設(shè)的初期建立的，主要目的是為測繪施工場地的地形圖提供控制點；施工控制網(wǎng)是在工程開始施工的時候建立的，主要目的是為施工測量提供控制點；變形監(jiān)測控制網(wǎng)是為對重大工程進行變形監(jiān)測提供控制點。利用GPS技術(shù)取代傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)的建立方法，能夠降低工作強度、提高工作的效率，同時也能夠提高控制點的精度。利用GPS技術(shù)建立工程控制網(wǎng)可以采用動態(tài)實時定位(RTK)的方法，也可以采用靜態(tài)相對定位的方法。例如：在隧道施工測量中，通常需要在洞外進行施工控制測量，如果采用傳統(tǒng)的測量方法，由于兩個洞口之間不通視，那么在進行控制測量的時候就需要在兩個洞口之間設(shè)置若干個傳遞坐標的點，這樣不但增加了控制測量的工作量，而且不容易控制誤差的累計，如果采用GPS技術(shù)進行施工控制測量，就可以解決這樣的問題，因為GPS測量并不需要控制點之間通視。

3.3 利用GPS技術(shù)進行碎部測量和施工放樣

在工程建設(shè)的勘測設(shè)計階段，需要測繪工程建設(shè)場地的地形圖，可以利用GPS技術(shù)建立測圖控制網(wǎng)，也可以利用GPS技術(shù)進行碎部測量。利用GPS技術(shù)進行碎部測量的原理是GPS技術(shù)可以實現(xiàn)動態(tài)實時定位(RTK)，利用一臺GPS接收機以測圖控制網(wǎng)的控制點為基礎(chǔ)建立基準站，通過GPS接收機之間的數(shù)據(jù)傳輸，利用另一臺GPS接收機建立移動站，從而實時的測量出碎部點的三維坐標。同時利用GPS技術(shù)也可以進行施工放樣，既可以放樣點的平面位置，又可以進行已知高程的測設(shè)。利用GPS技術(shù)進行施工放樣的原理同樣是GPS技術(shù)可以實現(xiàn)動態(tài)實時定位(RTK)，利用一臺GPS接收機以測圖控制網(wǎng)的控制點為基礎(chǔ)建立基準站，通過GPS接收機之間的數(shù)據(jù)傳輸，利用另一臺GPS接收機建立移動站，把需要放樣的點的坐標文件傳給移動站，移動站就可以實時的進行坐標放樣。特別是在公路工程、鐵路工程等線路工程的施工過程中，由于線路工程的施工區(qū)域一般都是一個狹長的地區(qū)，因此，相比較傳統(tǒng)的測量方法，利用GPS技術(shù)進行施工測量就會大大提高工作效率。

3.4 利用GPS技術(shù)進行高程測量

雖然GPS技術(shù)測量得到的高程一般是指大地高，而工程建設(shè)中使用的高程一般是指正常高，但是，我們?nèi)匀豢梢岳肎PS技術(shù)來測量正常高，從而提高工程建設(shè)中高程測量的效率。利用GPS技術(shù)測量正常高的原理是先用GPS技術(shù)測量出點的大地高，再通過其他方法測出點的高程異常，從而求出點位的正常高。這樣就會大大提高高程測量的工作效率。

3.5 GPS技術(shù)在變形監(jiān)測工作中的應(yīng)用

在工程建設(shè)開展的時候，工程變形的情況時有發(fā)生，由于建筑物變形將會危害建筑物的安全使用，因此，各級政府和單位都相當重視變形監(jiān)測工作，特別是關(guān)系國民經(jīng)濟的大型建筑物的變形監(jiān)測。建筑物變形監(jiān)測主要包括建筑物沉降監(jiān)測、建筑物傾斜監(jiān)測、建筑物裂縫監(jiān)測、建筑物位移監(jiān)測等。隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，目前對變形監(jiān)測的精度要求也越來越高。由于GPS技術(shù)具有操作方便、觀測時間快、精度高、自動化、測站之間無需通視等優(yōu)點，它在變形監(jiān)測工作中的應(yīng)用越來越廣泛。應(yīng)用了GPS技術(shù)，大大提高了變形監(jiān)測的效率和精度，同時也可以節(jié)省變形監(jiān)測的費用。特別是利用GPS RTK測量技術(shù)可以實現(xiàn)實時動態(tài)自動化變形監(jiān)測，為大型建筑物實時安全性監(jiān)測提供了條件。

總之，隨著GPS技術(shù)的進步與發(fā)展，特別是我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣。

4 GPS技術(shù)在具體應(yīng)用中的優(yōu)化和發(fā)展

在進行工程測量的時候，主要要求能夠保證測量數(shù)據(jù)的精確性。目前而言，GPS技術(shù)在實際使用時仍然會有一定的誤差存在。為了能夠?qū)⒃撜`差降至最低，需要將智能技術(shù)與測量工作相結(jié)合，提升數(shù)據(jù)信息的處理能力，以此擴大GPS測量技術(shù)應(yīng)用的具體范圍。

5 結(jié)語

GPS技術(shù)在當前工程測量工作中有著極高的應(yīng)用價值，能夠有效提升測量的準確性，提升工作質(zhì)量，減少測量人員的工作負擔，大幅度縮短測量工期。然而，該技術(shù)的應(yīng)用并不完善，仍然有一定缺陷存在，因此便需要采取相應(yīng)措施予以解決，提升應(yīng)用效果和應(yīng)用范圍。