GPS测绘技术在测绘工程中的应用探究.pdf

西部资源163WESTERNRESOURCES西部资源遥感测绘2023年第3期GPS测绘技术在测绘工程中的应用探究戴君琴（安徽省地质测绘技术院，安徽合肥230022)摘要】传统测绘技术已无法满足当前测绘工程高速发展的需求，而GPS(全球定位系统测绘技术的科学运用，不但能够弥补传统测绘技术的不足，而且可保证测绘结果准确。本文对CPS测绘技术自动化程度高、操作简单、定位精度高的特点与优势加以说明，并阐述当前GPS测绘技术在测绘工程中的应用现状，分析该技术在精密工程、城市建设工程、工程变形测绘中的运用，结合工程实例，深入探讨GPS测绘技术应用要点与流程。关键词 GPS测绘技术；测绘工程；精密工程；城市建设如今，GPS测绘被广泛应用，从根本上优化工程测绘方式，是常使用的技术手段。工程作业期间，利用GPS测绘技术对现场地质环境实现智能化测绘，大幅提高工程测量质量与效率，推动工程建设工作顺利、高效开展。1.GPS测绘技术应用特点与优势分析1.1定位精度高GPS测绘技术操作原理是利用卫星在太空中的位置，计算得到在地球上的相应点，以此测量三个卫星地球某一点的距离。CPS测绘技术应用过程中，主要包括三项基本内容即地面控制、用户设备、空间星座。依托技术原理，可快速得到点、线、面三维坐标，提高测量精确性。同时，GPS测绘技术还能够根据不同标准，达到预期测量效果。1.2测绘自动化GPS测绘技术表现出极高的自动化特点，可实现智能化操控，为测绘结果的汇总与计算提供可靠技术支持。借助该技术开展绘图时，能够优化流程，省去一些不必要环节，特别是部分图标、符号，只需进行简单选择便可。此外，由GPS测绘技术绘制的图纸具备较高清晰度，还能降低图标区分难度，为工程测绘工作提供参考。1.3操作便捷GPS测绘技术可自动开启卫星定位系统，并实现对测绘目标的跟踪定位，因其自动化优势极具应用意义。同时，技术的运用可从根本上弥补传统测绘技术在操作方面的不足，并起到减少工人工作量的作用，既能够大幅提升工程测绘效率,又可规避人为因素对测量结果的影响。一般来说，GPS测绘技术可以在2 0 min内，有效测量2 0 km范围内的静态目标，还能够以最短时间将初始化状态转变为跟踪定位模式，促使GPS测绘技术优势得到充分发挥。1.4测绘范围广以往使用的基线测量方法受自身条件的限制只能执行短距离测绘作业，且无法保证测绘结果准确。GPS测绘技术的应用可有效解决这一问题，弥补传统基线测量的不足。对于静态定位模式测绘工程来说，若基线小于50km，测量精度为1 1 0 2 x10；如果基线在1 0 0 500km之间，GPS测绘技术测量精度为1 1 0 1 1 0-7。现如今，科技的发展促使GPS技术越发完善并被应用于多类测绘工程，比如土地测量、工程测量、航空测量等，打破时间、地点的限制，极具应用优势。2.工程测绘中GPS测绘技术应用现状研究传统测绘技术表现出效率低、精度低、成本高的缺点，因此，GPS测绘技术逐渐取代传统测绘技术应用于工程测量，依托技术操作便捷性、测绘精度效率高等优势，提高工程测绘质量。将GPS测绘技术与RTK技术结合运用，还可起到精准定位地形的作用，得到更准确的数据。对GPS测绘技术应用现状进行调查，技术测量精确度见表1。表1GPS技术测量精度测量距离（km）测量精度1000110-此外，应用GPS测绘技术定位30 0 1 50 0 km范围内的工程时，可连续作业1 h，且误差始终控制在1 mm以下。在GPS测绘技术帮助下，能够大幅提高工程测绘效率，增强测量结果精准性，为工程测绘作业高质量推进提供可靠技术支撑。3.工程测绘中GPS技术应用探讨3.1精密工程测量GPS测绘技术表现出极高的精确性，能够基本满足精密工程测绘工作在测量精度方面的需求。将技术应用于精密工程测绘，执行前期数据采集与数据处理工作，可为工程后期建设提供完整数据支撑。GPS测绘技术的具体操作：建立与测绘需求相适合的【作者简介戴君琴（1 98 2 一），女，本科，主要从事工程测量、摄影测量和遥感等方面工作。164西部资源WESTERNRESOURCES西部资源WESTERNRESOURCES高等级控制网，在布设时，一般采用C级或D级GPS控制网结合三等水准高程控制网布设方式（标准如表2 所示），并在工程施工区域内，合理确定控制点位置与数量。借助GPS接收机，以边连接的方式连测各控制点，实现对工程现场数据的采集，使用随机软件、专业处理软件完成数据的汇总与校验工作。若在此过程中，发现数据与工程实际数据偏差较大，则需重新执行测绘工作，对重测数据进行分析，执行平差计算作业，保证测绘结果准确2 1。表2三等水准测量技术参数（部分）单位：m前后视前后视视线离地视线长度距离较差累积差最小高度100360.33.2工程变形监测工程施工期间，很多因素会影响工程质量，包括地质因素、人为因素、施工因素等，甚至会导致工程变形，不利于施工有序进行。若不能在第一时间进行处理，还会对人身安全构成极大威胁。对此，首先，须在工程建设前，科学使用GPS测绘技术，发挥技术优势，实现对监测点位置变化情况的全过程采集与记录，施工人员则需根据数据判断该施工区域整体情况。技术操作流程为先结合现场作业条件与地形、地势情况，执行变形监测点的布设工作，合理确定监测点数量，完成工程初始数据信息的采集。其次，严格按照工程施工进度，开展监测点跟踪监测工作。最后，汇总每次观测结果，并与前一次监测数据进行对比分析，找出数据变化规律，预测数据变化趋势。数据分析过程中，若发现形变量不在合理范围内，则需立即采取措施加以处理，比如增设支护结构、运用锚固技术等，从而达到工程形变及时纠正的目的，还能起到增强施工安全性的作用。3.3城市建设测绘城市建设的目的是合理开发现有资源，确保城市经济良性、长远发展。在对城市建设工程进行控制网设计时，需利用GPS测绘技术保证科学性、有效性。GPS测绘技术的应用可采集到大量与城市建设作业有关的数据信息，比如基础地理信息数据，为城市设计工作提供多元数据支撑，还能够为城市规划提供精准定位保障。城市的可持续发展需在各类资源的支撑下实现，而城市发展速度会受土地资源存量的影响。这就需要重视GPS测绘技术的运用，合理评估城市当前土地资源损耗情况，以此为依据，着手城市规划与设计，确保规划方案的科学性、可行性。与此同时，在城市建设工程中应用GPS测绘技术，还可利用采集到的数据，优化现有城市规划。但需注意的是，开展城市建设时，杜绝破坏城市生态环境，城市建设方案需做到与城市生态环境的协调发展，促使生态效益大幅提升3。3.4工程定位测量工程定位测量是测绘工程基础工作，将GPS测绘技术应用，可保证定位测量质量，GPS测绘技术的应用主要有两种方法即动态定位法、静态相对定位法。前者表现出较高的烦琐性，需利用多个参考点完成参数的求取与转化，并对未知控制点的坐标信息进行确定，但能够获得精准测绘结果。静态相对定位法的操作原理是采集某一时间节点的静态数据，尽管操作简单，但需要花费较多观测时间，通常需在点位上安装CPS接收机。依托GPS测绘技术自动化程度高的优势，执行工程动态测量，可通过运行设备系统完成数据的自动化处理,并在此过程中发现存在的测量问题，有助于数据处理精度与速度的进一步提高。此外，工程水准测量也是测绘工作重要内容。借助GPS测绘技术，根据地球曲率与高度，开展点位之间高差的计算工作，合理约束水准误差累积值，着手于水准测量点之间高差的比较分析工作。同时，技术的应用可不间断测量高程监测点，充分发挥平台同步数据处理功能，实现对测量数据的规范化处理，还可以精准反映空间模型数据变化，确保测绘结果精确性。4.GPS测绘技术在工程测绘中的应用实例4.1工程概况某河流改建工程分为两个测区即北、南测区。北测区为山区，河流分布广泛，山谷深且狭窄，对山谷进行测量，结果为山谷宽度约50 m、相对高度差6 0 0 m；南测区地势较平坦。工程测绘总面积6 0 km,海拔高度为50 0 350 0 m。测区环境以及地质条件表现出复杂性特点，传统测量技术无法保证工程测绘作业有序进行，且需投人大量物资，结果精确度不高。4.2精度分析结合测绘工程现场条件与作业要求，决定采用GPS测绘技术，为对技术的测量精度进行验证，观察是否满足规定标准，组织专业测绘人员检测分析已知坐标点。在测区内设置三个监测点，各点高差最大值为-0.2 34m，依据水利水电工程测绘要求，须将基本高程误差控制在+h/20m范围内，比例尺为1：50 0 0 的地形图等高距为5m。经过对比分析，本测绘工程所得结果均符合规范要求4。4.3监测点选择为凸显GPS测绘技术应用优势，需做好监测点选取、标志设立两项工作，为技术操作提供条件。而在执行测量点选择时，应满足三项基本要求：其一，尽可能在交通较为便利的区域布设监测点，同时，还需为接收机的安装预留足够空间，并保证接收机整体水平；其二，布设监测点时，西部资源165WESTERNRESOURCES西部资源遥感测绘2023年第3期应保证布设区域具备开阔性；其三，选择测量点时，确保周围没有电视台等干扰性物体。还应积极落实事前检查工作，将坐标系统完整程度的检查作为重点，并做好对比分析工作，实现监测点的优质选择，强化GPS测绘技术应用效果，确保工程测绘质量。此外，监测点选择过程中，还需系统性分析外部环境条件，包括风力、风向等，如果监测点在风口处，则应借助坐标架，并将其布置成三角形，确保架体整体稳定后，执行坐标系统的安装作业，保证坐标系统稳定运行。4.4外业观测为发挥GPS测绘技术应用优势，需高质量落实外业观测工作，主要观测内容有天线安置与观测等，观测要点如下：首先，天线安置。静态相对定位操作时，先将事先准备的天线放置于三脚架上，并在标志中心上方进行安装，开展对中调整工作。定向操作的主要目的是确保天线定向标志线始终朝正北方向，在此期间，须严格控制定向误差，不得超过5。其次，测量作业。该项工作目的是获取、追踪、接收GPS卫星信号，以此得到极具参考意义的测量定位信息，并保证观测数据精准性。但为达到这一效果，就需在天线安装作业结束后，在与天线接近的安全位置合理布设GPS接收机，接通接收机电缆，并做好全方位检查工作，确保准确无误后，在规定的监测点处启动接收机，开展观测作业5。最后，观测记录。应用GPS测绘技术后，可执行两种形式的观测记录：（1）人工记录。安排专业人员记录观测作业所得数据，确保记录的及时性、完整性、准确性，并做好各类数据的整理工作，为工程后期建设提供数据支持。（2)接收机自动记录。将观测数据上传存储器，由计算机系统自动整理与分类，便于工程施工人员进行数据查询与应用。4.5数据处理为增强本工程测绘结果准确性，需对观测作业采集到的数据信息进行校验与核对，提高外业观测质量的同时满足测绘工程在精度方面的需求。外测作业结束后，在第一时间组织专业团队系统化校核观测数据，但需严格按照规范进行，同时，还需积极落实外业预处理成果的分析工作。在此期间，若发现测绘结果与实际偏差较大或未达到标准要求，则需安排技术人员重新开展测量工作，也可进行补测处理。若测绘数据满足工程测绘要求，应立即执行内业数据处理工作，主要工作内容有数据预处理、平差计算等。在本工程中，为提高测绘数据的质量，通过GAMIT软件，修正测绘结果中的无价值数据。而数据编辑则利用AUTCLN模块直接完成，待编辑处理结束后，可直接生成测绘数据文件，供进一步测算。一是重复基线，可判断基线解精度水平。根据此项目的分析结果来看，基线分量的总体重复性较高。其中，基线长度方向是1.0 mm+0.1x10-8；垂直方向是6.2 mm+0.110-8，东西方向是1.0 mm+0.110-；南北方向是0.6 mm+0.210-8。平差计算则直接利用GLOBK软件，形成三维地心坐标，整体精度较高。4.6误差控制要想将精准的测绘结果提供给工程建设部门，就需做好误差的控制工作，GPS测绘技术操作时，可采取三项措施实现对测量误差的有效把控：其一，建设高精度控制网。根据工程测绘规模以及工程性质，全方位把控控制网精度，同时，还需保证网型选择合理性6。本工程选用边角网强化GPS测绘技术应用效果。若站在技术应用层面加以分析，通过运用GPS测绘技术，可打造多类型控制网，比如施工控制网，以此满足工程不同建设作业多样化需求。其二，执行观测作业期间，需科学布设基线向量网，并着手测绘数据信息质量的全过程把控工作。其三，注重多台GPS接收机的使用，从而达到多个区域同时测绘的目的，实现对测量误差有效控制，提高数据精确程度。此外，依托测绘技术打造测量值改造模型，促使GPS测绘误差把控水平提升。5.结论前期设计与测量误差控制工作直接决定了工程建设进度与质量，同时，也是保证工程测绘作业数据信息精准的关键。对此，需在测绘工程中，注重GPS测绘技术的运用，完善测绘控制网内容，优化测绘工程作业环境，降低由人为因素、施工因素对工程测量结果影响的同时，提高工程测绘水平，依托可靠测绘数据，助力测绘工程作业高效率、高质量进行。参考文献1叶惊春.测绘新技术在测绘工程测量中的应用J.中国住宅设施，2 0 2 1(0 2）：7 2-7 3.2王，王英琨.基于测绘工程技术中GPS技术分析J.农家参谋，2 0 2 0(0 1)：1 38.3聂昌龙.浅析GPS测绘技术在测绘工程中的应用研究J.科技创新导报，2 0 1 9,1 6(2 2)：2 2+2 4.4温丽利.基于GPS测绘技术在测绘工程中的应用分析J.西部资源，2 0 1 9（0 5）：1 33-1 34.5董甜甜，王伟成，苗丹.测绘工程中GPS测量技术应用研究J.经纬天地,2 0 1 9(0 3)：8 9-91.6刘鹏，胡瑾宇.GPS技术在地质工程勘察测绘中的应用探讨J.内蒙古煤炭经济，2 0 2 2，（2 4）：1 8 4-1 8 6.