网络GPS在工程测量中的应用

摘要：网络GPS的应用对于提高工程测量质量、降低劳动强度等具有非常重要的作用，故对其进行探讨具有非常重要的意义，本文以下内容将对网络GPS在工程测量中的应用进行研究和探讨，仅供参考。

关键词：网络GPS；工程测量；应用

中图分类号：[TU198+.2] 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

GPS是在八十年代由美国发展起来的一种定位系统，起初其主要被用于军事方面，随着技术的发展，其不断被应用到工程建设的各个领域，特别是其应用到工程测量领域，改变了以前那种高强度、低效率、工序繁琐、成果难以保证的工程测量方法，大大的降低了工作强度、提高了工作效率和测量精度，但是由于种种原因，尽管GPS的优点很多，普及度并没有想象的那么高，故对网络GPS在工程测量中的应用进行探讨具有非常重要的意义，本文以下内容将对网络GPS在工程测量中的应用进行研究和探讨，仅供参考。

二、GPS简介

2.1 GPS的构成

GPS主要由空间卫星系统、地面监控站及用户设备三部分构成。其中空间卫星系统由3颗备用的卫星及21颗工作卫星组成，这些卫星均匀分布在6各轨道平面内，卫星的平均高度为20200km，其轨道平面的倾角为55°，在地球的任何时刻、任何地点，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星；地面监控站由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成；用户设备主要是指GPS接收机、数据处理软件及其终端设备等。

2.2 GPS的测量优点

根据作者多年的实践经验，总结出GPS的测量优点主要有如下几个方面：能实时动态显示厘米级精度的测量成果；彻底摆脱由于常规器具的局限性产生的误差造成的返工，提高了测量的工作效率；工作效率高，每个放样点只需要停留1-2s，流动站小组作业，每小组可完成中线测量5-10km，其精度和效率是常规测量所无法比拟的；应用范围广，可以涵盖公路测量，施工放样等诸多方面；如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

2.3 GPS的测量程序

根据作者多年的实践经验，总结出GPS的测量程序为：将一台接收机设置在基准站一台或几台接收机放在移动站，同步采集相同卫星的信号将观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息一起传送给移动站移动站通过数据链接收来自基准站的数据利用GPS控制器内置的随机实时数据处理软件与本机采集的GPS观测数据组成差分观测值进行实时处理给出待测点的坐标、高程及实测精度将实测精度与预设精度指标进行比较若实测精度符合要求，手簿将提示测量人员记录该点的三维坐标及其精度。

三、网络GPS在工程测量中的应用

3.1 绘制大比例尺地形图

过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，但是这些测量方法都需要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，在后期数据处理过程中，如果发现精度不合要求还得到外业去返测，费时费力。现在采用GPS RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上一二秒种，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，这样用RTK仅需一人操作，不要求点间通视，既省时又省力，非常实用，大大提高了工作效率。

3.2 网络GPS在公路工程测量中的应用

根据作者多年的实践经验，认为网络GPS在公路工程测量中的应用主要有如下几个方面：第一，控制点加密的测量。在首级控制网的基础上，为满足地形图及断面等测量的需要，必须进行加密控制点的测量。而公路工程多位于偏远地区，已知高等级控制点较少，常规的控制测量方法是测距仪导线，测量精度受到很多条件限制，且工作量大。而用GPS加密测量控制点则很简单，只需在测区10km范围内有3 个以上且包含测区的高等级测量控制点即可，操作简单方便，平均每天可测量30~40个加密控制点，效率较高。第二，施工放样测量。 利用GPS随机软件中放样的功能进行点、直线、曲线放样功能，进行施工放样测量。输入设计好的已知坐标作为参考点和目标点，移动站实地所在位置的坐标作为修正点，电子手簿屏幕上的图形显示出实地待定点相对于目标点所偏移的距离，按照指示移动移动站，直到满足所要求的精度。第三，进行土方量计算。可以利用GPS的放样数据，生成放样测设点，进行土方的计算，

3.3 网络GPS在水电工程测量中的应用

在水利工程测量时，GPS的高精度为测量工作减少了大量的人力和物力，并为数据采集的精度提供了必要保障，为实际施工创造了良好的条件。以引水工程为例，由于引水工程距离较长，地形损坏较大，一般是采用明架和隧洞为主要方法进行引水的，采用传统的测量方法耗时费力，而采用GPS技术则能较为准确的进行测量并减少施工费用。以某地的水电站为例，用传统测量方法需对长约五公里的隧洞进行位置测量，并在测量范围内设十六个控制点，其中有四点位的位置在坝下，四点位在引水位置，其余点位在过渡点位，且因地形和地势影响，交通和作业不方便，给测量工作增加了许多困难，采用GSP技术进行测量，可以省去中间过渡点位，整体测量一天就可以全部结束，为测量施工节省了大量的时间和金钱，而且提高了测量精度，也为后期的施工带来了极大的方便。由此可以看出，GPS技术测量对水利工程的测量有着非常广泛的应用，能够节省测量时间和财力的消耗。

3.4 网络GPS在电力线路工程测量中的应用

根据作者多年实践经验，认为网络GPS在电力线路测量中的应用主要有如下几个方面：第一，校验转角塔的转角偏差。这项工作只需用移动站测定转角塔前后两基塔的桩位,用手簿中的软件即可计算出实际转角角度,与图纸相比即可校验转角偏差。第二，杆塔定位测量。用GPS测设杆塔位的方法与定线测量类似,一般在相邻两耐张杆塔之间架设基准站,用移动站分别测出直线段两端点的坐标。在获取转点的坐标信息后,将两端点的坐标信息设置为直线的两点,然后以该直线作为参考线,在电子手簿中输入测设的杆塔位置与端点之间的间隔后,即会生成包含各杆塔位桩点坐标的折线文件。第三，利用GPS进行断面测量。进行断面测量时,有两种测量方式:直接利用数据采集功能,采集特征点的坐标,然后在内业数据处理中,输出断面图；利用GPS数据处理软件中断面测量功能模块进行断面测量。第四，定线测量,就是精确测定线路中心线的起点、转角点和终点间各线段的工作。由于采用GPS定线不需要点与点之间通视,所以施测过程中非常容易控制线路的走向以及其他构筑物的几何关系。

3.5 网络GPS在土地测量中的应用

根据作者多年的实践经验，认为网络GPS在地籍测量中的应用主要有如下几个方面：第一，在建设用地勘测定界测量中，GPS可以实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围、计算用地面积。利用GPS进行勘测定界放样是坐标的直接放样，建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由GPS软件中的面积计算功能直接计算并进性检核，避免了常规的解析法放样的复杂性，简化了建设用地勘测定界的工作程序。第二，在土地利用动态检测中，也可利用GPS。传统的动态野外检测采用是简易补测法或平板仪补测法，如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量，对于交通范围广的地区采用平板仪补测法，这种方法速度慢、效率低。而应用GPS新技术进行动态监测则可提高检测的速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。第三，地籍测量中应用GPS技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置，并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入GPS系统，可及时、精确地获得地籍图。

3.6 网络GPS在工程变形监测中的应用

变形监测主要是用在监测像大桥、水坝、高层建筑等这些建筑物、构筑物的地基沉位移和整体的倾斜情况如何。这种监测的工作特点是被测体的尺寸非常巨大，而且监测的环境十分复杂，相对于监测的技术就很高。常规的检测技术主要是应用水准测量的方法，监测地基的沉降，对于地基的位移和整体的倾斜度是采用三角测量的方法，GPS技术在这个领域中有广泛的应用。比如说，为了要监测大坝和边坡的形变，就可以在原来大坝或边坡的的适当位置选择若干个几点，同时在变形区选择若干监测点。然后在基准点和监测点上分别安装GPS 接收机，进行连续的自动观测，同时要采用适当的数据传、 输技术实时将数据自动传输到数据处理中心来分析和处理。

四、结论

以上内容首先对网络GPS的组成、优势及测量程序等进行了简要的介绍，随后根据作者的实践经验，从绘制大比例地形图、在公路测量中的应用、在水电工程测量中的应用、在电力线路工程测量中的应用、在土地测量中的应用及在工程变形监测中的应用等方面对网络GPS在工程测量中的应用进行了分析和探讨，表达了观点，提出了见解，可以为工程技术人员提供相应的借鉴及参考。

参考文献：

[1]《GPS测量技术》翟翊等，中国建筑工业出版社

[2]《GPS测量实施与数据处理》刘智敏等，测绘出版社

[3]《测量学》顾学烈等，同济大学出版社

作者简介：秦付才（1972.2-），男，汉族，本科学历，测绘助理工程师。