GPS测绘技术在工程测绘中的应用

2020-02-16叶楠

江西建材 2020年11期

叶楠

九江地质工程勘察院，江西九江 332000

工程测绘是现代工程项目建设过程中必不可少的重要环节，只有掌握精确、完备的地形地势、空间定位等资料，决策、规划、设计、施工等后续工程环节才可顺利开展。从目前来看，工程测绘广泛见于电力、水利、城建、环保、海洋、航空等多个领域当中，对我国社会经济乃至综合国力的整体发展具有重要支撑作用。基于此，我们有必要对GPS 测绘技术在工程测绘中的应用展开探究讨论。

1 GPS 测绘技术在工程测绘中应用的工作原理

GPS为“Global Positioning System”的缩写，意为“全球定位系统”。该技术主要以地外人造卫星为基础，在全球范围内进行动态化、实时化的定位与导航。在此背景下，GPS 测绘技术就是基于GPS 衍生出的现代测绘技术。在应用实践中，GPS 测绘技术的工作原理为：首先，根据工程方案，在目标区域内设置出若干个测绘点，并装设接收机，以此建立与GPS 卫星的通信交互。然后，运用数据运算、三维建模等计算机技术，对接收机所接收到的卫星导航电文进行整合、处理与利用，从而建立起目标区域的三维坐标模型。在此过程中，平面坐标可直接通过GPS 卫星的定位导航信息获得，高程坐标可通过运算接收机与卫星之间的距离获得。最后，在确定基本的三维坐标模型后，相关人员再对测绘点进行灵活控制，并进一步提高主要测绘点或测绘区段的数据精确性，最终绘制出符合预期的工程测绘资料［1］。

2 GPS 测绘技术在工程测绘中应用的优势特点

2.1 定位效果好

尽可能地做到“图实一致”，是工程测绘工作的第一要义。在这一方面，GPS 测绘技术具备高度的可靠性与优质性。现阶段，GPS 卫星星座的24 人造卫星已全部投用完成，在全球范围内的定位导航覆盖率高达98%。同时，随着相关技术的不断发展，GPS 测绘技术的测绘精度也不断提升。现阶段，在300m至1500m 范围的工程测绘中，GPS 测绘技术可将数据的定位误差缩小至毫米级别，由此产生的测绘图纸自然也更具应用价值。除此之外，GPS 技术对电磁干扰、障碍物干扰等的应对能力也比较强，可满足复杂环境下的工程测绘需求，具有良好的技术适应性与工作稳定性。

2.2 操作更便捷

在传统时期，人们若采取人工化的测绘方法，需要亲身进入到目标区域当中，并开展长周期、持续性的信息采集与位置分析工作。在信息采集、分析完成后，手绘图纸也会耗费人员大量的时间与精力，且成品精度很难保证。相比之下，GPS 测绘技术以接收机、传感器、计算机等设备为依托，可表现出很强的去人工化特性，实现便捷、高效的数据采集与数据反馈。同时，在测绘数据传入计算机系统后，相关人员可通过GIS、CAD 等软件工具，直接进行三维坐标模型的建立生成，并通过调整局部参数、编辑模型要素的方式，便捷地实现绘图精度的进一步提高。这样一来，不仅可有效节省时间、人力等成本，还能降低工程测绘中误差风险的出现几率。

3 GPS 测绘技术在工程测绘中应用的主要方向

3.1 GPS 测绘技术在工程变形监控中的应用

在建筑工程项目的建设过程中，受到施工技术、建筑材料、受力结构、地面沉降等多方面因素影响，建筑体的变形问题时有发生，对工程质量构成很大威胁。所以，及时感知和掌握建筑体的变形故障，并实施出有效的应对策略，对建筑工程的保质交付与成本控制具有重要意义。此时，将GPS 测绘技术应用到建筑工程的测绘实践中，可达到良好的变形监控效果。

例如，在全长500m 的大坝建设中，相关人员先按照100m的间隔距离设置出了5 个大坝监测基准点，后又在大坝两侧陆续增加了三个重点监测点。在此基础上，将8 个精确度10±5m、检测频率5700 的GPS 检测设备装设在监测点处，以此构成大坝的全天候、实时性监测网络。30 日周期结束后，综合8 个监测点的数据发现，大坝的总体位移在±1mm～±2mm之间，处在大坝平稳的位移变化规律之下，即没有明显的变形故障发生，代表大坝的建设效果符合工程预期。

3.2 GPS 测绘技术在地理网点布控中的应用

集宏观布网与微观布点于一体，对目标区域的地理地形分布状态进行了解，并明确出具体的基准点、基准线、轮廓线，是城市规划、国土调查等工程领域中常用的测绘思路。在此背景下，做好GPS 测绘技术的有效应用，能显出提升地理网点布控的效率与质量。例如，相关人员可将GPS-RTK 技术、航拍摄影技术、GIS 技术等综合运用到城市地理信息的动态采集当中，从而绘制出既有三维坐标体系，又能具体表现城市布局细节的模型图。在此基础上，再利用GPS 数据光束法，对既有区域网络进行平差控制，进一步明确控点数量。最后，以GPS 导航卫星传回的动态数据为基础，利用像片调绘技术对模型图中的变更物、遮挡物进行补测调整，从而获得最终的地理网点布控资料，为城建规划与改造工程的方案制定、施工实践提供充足依据。

3.3 GPS 测绘技术在水下地形测绘中的应用

水下地形测绘是地质测量的必要环节，同时也是地质测量的重难点。在传统时期，人们通常会使用测深仪、经纬仪、潮位仪等设备进行水下地形测绘，但这些设备的技术难度比较大、应用流程相对繁琐，既会引起不菲的人员培训投入成本，也不利于测绘效率、测绘精度的充分保障。而在应用GPS 测绘技术后，相关人员将GPS 检测设备、接受装置布设到水下环境当中，便可建立起与人造卫星相反馈、与计算机系统相交互的水下测绘体系，从而实现水下地形地势的便捷化采集、自动化成图，为地质图纸的完整性提供有力保障。