GPS测绘技术在地质工程测量中应用

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摘要：近年来，随着我国经济发展速度加快，地质行业得到进一步提升，对地质工程项目的测量、设计、作业要求也在逐渐提高。测量工作是地质工程项目作业的基础工作，测量数据的准确度影响着地质工程的作业质量。随着地质行业的发展，测量技术的研发持续进行，越来越多新型测量技术被成功研发并应用到地质工程中。主要研究gps测绘技术在地质工程测量中的应用，希望能为广大同行提供一定的参考。

关键词：地质工程；工程测量；GPS测绘技术

随着我国经济发展速度加快，地质工程的数量与规模不断扩大。测量工作是地质作业的前期准备工作，如果测量数据不准确，对作业进度与效率的影响非常大，所以，地质工程的测量工作受到高度重视。随着科学技术水平的提高，各种新型测绘技术相继问世并被应用到地质工程测量中，加快了测量速度[1-3]。全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）测绘技术就是一种新型技术，本研究主要探讨在地质工程测量工作中应用GPS测绘技术的优势和具体方法。

1GPS测绘技术在地质工程测量中的应用优势

1.1测量准确度高

以往主要选择设置控制测量网的方法开展测量工作。虽然控制测量网具有较高的密集度，但容易被测量区域内的遮挡物、人工操作水平、测量设备质量等因素影响，导致测量结果不够精准。随着地质工程建设水平的提高，地质工程对测量数据的准确度要求越来越高，传统的控制测量网方法逐渐被淘汰。新兴的GPS技术是利用地球卫星对需要测量数据的区域进行测量，且测量过程为静态，所以数据准确度非常高，能精确到0.1mm。此外，GPS技术使用计算机操作，测量的数据能传送到计算机中，不需要人工读取数据，降低了人为操作失误的概率。

1.2工作效率高

以往进行地质工程测量时，提高测量数据准确度的方法是让工作人员在测量区域增设控制测量点，每增加一个测量点，都要增加人力、物力。如果在测量过程中出现失误，数据不够准确，还要重新测量，投入的成本更高。但是，使用GPS测绘技术不需要设置大量控制测量点，极大地降低了测量成本。如果是在地势较为平坦的地区进行测量，GPS测绘技术的测量范围会更大，以测量点为圆心，半径5km以内的区域都能测量，不仅能减少人力、物力的投入，还能极大地缩短测量时间，减少时间成本。GPS测绘技术测量的准确度高、误差较小，可以减少重测的次数，不仅缩短了测量时间，还提高了测量工作的效率[4-6]。

1.3中间过程不用校核

以往进行地质工程测量时，工序比较复杂，测量结果出来后，需要工作人员收集控制测量点的数据进行统计。但是，人为操作容易失误，为了保证数据的准确度，工作人员读取数据之后还要核验。比如使用全站仪测量数据时，利用测量前视镜与后视镜的方法进行数据统计，两种数据如果存在较大误差，就表示数据不准确，要重新测量。如果使用GPS测绘技术，则不需要工作人员人工核验数据。在放置设备时，设置好测量设备的相关参数，工作人员只需将设备放在测量点就能离开，测量的数据会自动传送到电脑上，避免数据审核不通过而再次进行测量的步骤，节省测量时间。

1.4操作步骤简单

传统测量方法使用的测量设备都需要人工操作，主要设备为全站仪、棱镜、锚杆、直尺等，开始测量前都要提前设置好参数、调试好设备，因此，工作人员要做大量的前期工作，由于每次测量的要求都不同，测量前还要针对工程情况进行培训，保证测量工作能顺利开展。GPS测绘技术使用的测量设备与电脑相连，具备自动测量并且自动传输数据的功能，工作人员只需将设备准确放到测量点，设备就可以自行工作，操作方便简单，对工作人员的要求较低。

2GPS测绘技术在地质工程测量中的具体应用

2.1定位技术

GPS测绘技术具有静态定位功能，主要作用是可以设置精密、完整的控制网，通过定位技术达到实时监控测量区域的目的。如果测量区域发生变化，定位功能可以改变测量区域，保障测量的准确性。定位技术还可以根据测量工作的需要，调整工程项目的示意图比例，根据工程建设情况实时更新示意图。此外，使用定位技术时，能任意选择定位区域中的测量点进行测量，还可以保证测量准确度。使用GPS测绘技术的设备也有多种，不同设备的准确度不同，所以要根据工程建设的需要选择合适的设备。

2.2定线测量技术

保障地质项目作业质量的基础是精准的测量数据。传统的测量工作需要较多工作人员进行测量，但是GPS测绘技术操作简单方便，极大地节约了人力和测量时间。使用GPS测绘技术时，工作人员只要确定起始桩点方位，在进行定线测量时，给需要测量的点设置编号，在测量设备上输入各项参数后，设备就会自动测量，与设备连接的电脑上会出现测量结果，对数据进行校对核准。如果校对时发现数据误差过大，还可以人工调整，能够确保数据的准确度[7-8]。

2.3控制测量技术

在开展地质工程前期测量工作时，测量工作人员除了要测量建设区域的数据，还要测量作业现场周围的数据，尤其是正在作业或即将作业的区域。根据周围环境的测量数据，可以预测周围的作业活动对己方作业项目的影响，并设计应对方案，保障工程建设的顺利开展。使用控制测量技术，可以将测量区域分块测量，使用GPS测绘技术，极大地缩短测量时间，为设计人员多争取一些构思时间。

2.4放线测量技术

放线测量技术和定线测量技术不同，需要在整个地质项目建设过程中使用。测量工作的开展主要考虑测量数据的准确度和项目的空间布局。GPS测绘技术能有效推进该项工作，提高测量结果的准确度，达到放线测量的要求。同时，在进行放线测量工作时，测量结果要使用统一的记录方法，有利于后期计算数据。

2.5采集和处理数据

首先，在采集数据的过程中，工作人员要备份测量数据，做好相关的预处理作业，尽可能将环境和人为因素对测量结果准确度产生的影响降到最低，消除测量误差，根据获知的高程点数量和三维坐标等数据，评估实际采集的数据的可靠性与准确性，并输入相应软件中。其次，在处理数据的过程中，工作人员可以合理使用基线解算法和网平差结算法，相较于以往的数据处理技术，能辅助或取代人工，实施自动化计算，提升工作效率，最大限度地降低人为失误对数据准确度产生的影响，还能降低计算偏差和错误等发生的概率。工作人员可将快速静态测量技术和静态测量技术有效结合，若实际测量所得数据相近，且准确度符合要求，则代表数据准确可靠，能直接解译处理GPS信号。若所得数据存在较大偏差，则表示点位位置影响了测量精度，要求工作人员优化数据处理，调整观测时间段，尽可能减小数据处理的偏差。

2.6外业测量

在实施外业测量的过程中，使用的GPS作业模式不同，操作要点也有差别，要求工作人员重视3个方面。（1）在使用经典静态定位方式的过程中，要求将信号接收机同时布设于基线两段位置，至少对4颗GPS卫星实施同步跟踪监测。此后，需要平差处理基线观测封闭图形，将测量偏差降到最低。（2）在使用快速静态定位方式的过程中，需将流动站以及基准站布设于测区中，且将信号接收机装设于每一个站点中，基准站主要用于连续跟踪GPS卫星，流动站用于观测GPS卫星。（3）在使用准动态定位方式的过程中，要事先将一个基准点设置于测区中，同时布设信号接收机来连续观测GPS信号。

3GPS测绘技术在地质工程测量中应用的改进与优化

3.1GPS技术层面

开展测量工作时，要在基准点精准的基础上进行复核校对，GPS测绘技术和传统测绘技术相同，测量起算点和观察点的设置都要合理。为了尽可能减小GPS测量的误差，可以使用以下两种方式：（1）开展测量工作时，要尽量避开遮蔽物，在条件允许的情况下，尽量清除遮蔽物。（2）提高设备的抗干扰能力，增强设备的信号。GPS测绘技术测量数据的准确度较高，但是放置设备的测量点还需要人工检验核准，以全面保障测量结果的准确度。

3.2工作人员层面

人工测量数据时，操作失误是导致数据误差的主要原因之一。因此，使用GPS测绘技术要求工作人员的专业能力和综合能力必须过关。首先，地质作业单位要定期开设培训班，对测量人员进行专业技能培训，实时关注更新的测量技术并及时组织工作人员培训。其次，制定测量工作的操作守则，对于违法操作的工作人员要予以惩罚，提高测量人员的工作规范程度。最后，细化测量工作的各个流程，制定各个阶段的工作计划和目标，严格按照工作计划推进测量工作。

4结语

GPS测绘技术的应用越来越广泛，在众多行业中发挥了重要作用。在地质工程中使用GPS测绘技术，不仅可以提高测量结果的准确性、科学性、合理性，还可以减少测量工作的投入成本。应用GPS测绘技术可以提高地质工程项目的作业质量和经济效益，对推动地质行业的发展具有重要意义。

作者:李洁 郭梦 单位:河南测绘职业学院遥感工程系