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GPS技术在地质工程勘察测绘中的应用研究

2021-06-23

世界有色金属 2021年21期
关键词:高程测绘测量

雷 洋

(南昌市土地测绘工程公司,江西 南昌 330000)

近年来,随着社会经济地稳步发展,我国科研工作取得较大成就,使各类型新兴科学技术被广泛应用在各行业领域之中。其中,GPS技术作为应用较为广泛的一种新兴技术,将此项技术与地质工程勘察测绘作业相结合,能有效提高地质工程勘察测绘工作的总体质量水平,推动地质工程勘察测绘模式向科学化、智能化方向发展[1]。与此同时,勘察测绘结果与地质工程施工安全、工程造价、工程质量之间存在密切联系,加上地质工程勘察测绘的工作量大,易受外界因素影响。因此,便需合理、科学地应用GPS技术,从而促进地质工程勘察测绘工作效率及工作质量的全面提升。

1 地质工程勘察测绘应用GPS技术的优势分析

GPS技术作为一种新兴技术,将其科学、合理地应用到地质工程勘察测绘工作中具备多方面优势。总结起来,具体优势如下。

1.1 定位准确

根据GPS技术在地质工程勘察测绘的应用实例可知,GPS技术与传统常规地质工程勘察测绘技术相比,长距离静态定位的准确度更高,并且距离越长,定位准确度越高。与此同时,在地质工程勘察测绘工作开展期间应用GPS技术,测量时间>1小时(h),获取的点位精度误差可控制在毫米(mm)级别。并且从目前我国地质工程勘察测绘技术要求层面分析,应用GPS技术可满足各种类型地质工程勘察测绘的精度要求[2]。此外,GPS技术不受天气因素的影响,在强降雨、暴雪等恶劣气候条件下,均可应用该PS技术,还可保证地质工程勘察测绘结果更加准确。

1.2 耗时较短

GPS技术的应用优势相对突出,尤其是在相对静态测量期间,处于≤20公里的范围内,耗费的观测时间约为15min~20min。以基于卫星导航系统的实时动态载波相位差分技术(GPS-RTK技术)为例,测量过程中主要以基准站为中心,然后以15m半径范围为标准进行测量作业。在移动站接受准基站信号时,观测时间仅需几秒钟,能满足快速测出待测点三维坐标的要求。从中可知,GPS技术在地质工程勘察测绘应用能有效缩短测绘作业消耗时间。此外,GPS技术不但具备三维坐标测量的功能,而且还能精确测量时间、速度,由此可见GPS技术的应用前景非常广阔。

1.3 技术灵活性高

在地质工程勘察测绘过程中应用GPS技术时,无需待测点之间保持通视,仅要求相关待测点地平高度满足一定要求即可,进而保证充分接收≥4颗以上的电磁波信号。在选择控制点期间,需根据地质工程的实际情况,并结合具体的勘察测绘要求,针对精度要求相对严格的工程项目,适当密集布设位置点,灵活布设控制点[3]。此外,受GPS技术快速发展的影响,相关仪器设备类型日趋多样化,以GPS接收器为例,功能多样且操作模式逐步朝向自动化、智能化方向转变。因此,我国应合理选择相关仪器设备,进一步满足地质工程勘察测绘工作的标准要求。

1.4 能够提供精准的三维坐标

基于传统地质工程勘察测绘技术层面分析,测量三维坐标时需分开依次测量平面、高程等。通常情况下,采取经纬仪及测距仪等设备利用导线测量法便可获取准确的平面坐标;高程值则需利用水准测量方法才能保证测量结果的准确性。而运用GPS技术,可直接获取待测地点的大地高程值、平面坐标等。特别是获取的高程值精确度较高,进一步满足地质工程作业的基本标准要求。此外,在地质工程勘察测绘作业期间使用的设备仪器外形更加小巧,使用操作更加便利简单,能减轻户外作业量,提高作业效率,确保三维坐标获取的精准度。

2 地质工程勘察测绘应用GPS技术的具体要点分析

如前所述,地质工程勘察测绘工作开展期间应用GPS技术的优势鲜明。为提高地质工程勘察测绘工作的效率及质量,则需掌握GPS技术的具体应用要点。总结起来,GPS技术的具体应用要点如下。

2.1 在地表变形监测中的应用

地表变形监测是地质工程勘察测绘工作中非常关键的环节,在保证此环节监测结果的完整性及准确性的基础上,能保证地质工程后续施工作业的质量及安全性。同时,基于施工层面分析,准确掌握工程所处位置的实际高程,其前提便是需要精准勘察测绘地质工程周边地表高程,结合勘察测绘结果分析地质工程施工期间受到的各种不良影响,比如地面沉降等。基于此,对于相关技术人员而言,有必要合理运用监测技术,实时掌握地质工程高程变化的数据信息,如合理科学地应用GPS技术,准确捕捉地表是否出现轻微凹陷等情况。此外,应用GPS技术能快速发现地质工程是否出现变形等质量隐患问题,甚至可根据地质工程建设的具体要求,监测地表变形的具体情况,进一步获取相应的监测数据,为工程后续推进作出有效预防,为控制对策的制定提供必要支持。

2.2 在点位测设中的应用

点位测设是地质工程勘察测绘的一大关键性环节,通过利用点位测设方式可明确目标区域各布点的高程,即经纬度。再结合测量结果,与多个点位之间相连接,能形成完整的空间分布图。同时,根据空间分布图,可全面分析目标区域的范围、形状及大小,为地质工程后期作业提供准确可靠的三维坐标数据[4]。因此,在测设点位期间,相关技术人员可灵活运用GPS技术,对目标区域内各关键点中的经纬度、高程进行准确测量,提前确定关键点的三维坐标数据,再使用GIS软件建立相应的三维模型,充分发挥三维模型的作用,构建基于地质工程勘测测绘区域的详细空间结构,为后续施工管理提供有效的模型支持。

2.3 在工程控制测量中的应用

控制测量也是地质工程勘察测绘的关键环节,通过勘察测绘分析工程项目所在建设区域的地质地形、地貌特征,然后根据测量得出的结果绘制相应的三维坐标系,为地质工程设计人员、施工人员了解目标区域的地理条件提供必要依据[5]。同时,运用GPS技术能弥补传统勘察测绘技术的缺陷,通过设置流动站、数据链、基准站等方法,有助于提高勘察结果的准确性及精确度。值得注意的是,在GPS技术应用期间,相关技术人员需率先划分目标区域,以现有的三维坐标控制点为参照,合理安装GPS接收器,再利用GPS卫星连续观测、调试数据信息,将卫星获取的数据信息上传至基准站。并且,地质工程勘察测绘人员仅使用手持移动接收器就可满足在目标区域中定点观测GPS卫星信号的要求,还可接收基站传输的数据链,根据处理结果进一步利用差分处理方法就能准确计算出移动接收器所在位置的经纬度、高程等信息数据。如图1所示为高精度GPS系统技术在地质工程勘察测绘中的应用示意图。

图1 高精度GPS系统技术在地质工程勘察测绘中的应用示意图

3 结语

综上所述,GPS技术具有勘测耗时短、定位准确度高、不受地形地貌条件限制等优势。相关技术人员有必要重视地质工程勘察测绘工作的开展,将GPS技术合理、科学地应用到地质工程地表变形监测、点位测设、工程控制测量等工作中,以此提高地质工程勘察测绘的工作效率及工作质量,为地质工程整体工作质量水平的提高奠定坚实基础。

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