GPS測繪技術在地質工程測量中應用
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摘要：近年來，隨著我國經濟發展速度加快，地質行業得到進一步提升，對地質工程項目的測量、設計、作業要求也在逐漸提高。測量工作是地質工程項目作業的基礎工作，測量數據的準確度影響著地質工程的作業質量。隨著地質行業的發展，測量技術的研發持續進行，越來越多新型測量技術被成功研發并應用到地質工程中。主要研究gps測繪技術在地質工程測量中的應用，希望能為廣大同行提供一定的參考。
關鍵詞：地質工程；工程測量；GPS測繪技術
隨著我國經濟發展速度加快，地質工程的數量與規模不斷擴大。測量工作是地質作業的前期準備工作，如果測量數據不準確，對作業進度與效率的影響非常大，所以，地質工程的測量工作受到高度重視。隨著科學技術水平的提高，各種新型測繪技術相繼問世并被應用到地質工程測量中，加快了測量速度[1-3]。全球定位系統（GlobalPositioningSystem，GPS）測繪技術就是一種新型技術，本研究主要探討在地質工程測量工作中應用GPS測繪技術的優勢和具體方法。
1GPS測繪技術在地質工程測量中的應用優勢
1.1測量準確度高
以往主要選擇設置控制測量網的方法開展測量工作。雖然控制測量網具有較高的密集度，但容易被測量區域內的遮擋物、人工操作水平、測量設備質量等因素影響，導致測量結果不夠精準。隨著地質工程建設水平的提高，地質工程對測量數據的準確度要求越來越高，傳統的控制測量網方法逐漸被淘汰。新興的GPS技術是利用地球衛星對需要測量數據的區域進行測量，且測量過程為靜態，所以數據準確度非常高，能精確到0.1mm。此外，GPS技術使用計算機操作，測量的數據能傳送到計算機中，不需要人工讀取數據，降低了人為操作失誤的概率。
1.2工作效率高
以往進行地質工程測量時，提高測量數據準確度的方法是讓工作人員在測量區域增設控制測量點，每增加一個測量點，都要增加人力、物力。如果在測量過程中出現失誤，數據不夠準確，還要重新測量，投入的成本更高。但是，使用GPS測繪技術不需要設置大量控制測量點，極大地降低了測量成本。如果是在地勢較為平坦的地區進行測量，GPS測繪技術的測量范圍會更大，以測量點為圓心，半徑5km以內的區域都能測量，不僅能減少人力、物力的投入，還能極大地縮短測量時間，減少時間成本。GPS測繪技術測量的準確度高、誤差較小，可以減少重測的次數，不僅縮短了測量時間，還提高了測量工作的效率[4-6]。
1.3中間過程不用校核
以往進行地質工程測量時，工序比較復雜，測量結果出來后，需要工作人員收集控制測量點的數據進行統計。但是，人為操作容易失誤，為了保證數據的準確度，工作人員讀取數據之后還要核驗。比如使用全站儀測量數據時，利用測量前視鏡與后視鏡的方法進行數據統計，兩種數據如果存在較大誤差，就表示數據不準確，要重新測量。如果使用GPS測繪技術，則不需要工作人員人工核驗數據。在放置設備時，設置好測量設備的相關參數，工作人員只需將設備放在測量點就能離開，測量的數據會自動傳送到電腦上，避免數據審核不通過而再次進行測量的步驟，節省測量時間。
1.4操作步驟簡單
傳統測量方法使用的測量設備都需要人工操作，主要設備為全站儀、棱鏡、錨桿、直尺等，開始測量前都要提前設置好參數、調試好設備，因此，工作人員要做大量的前期工作，由于每次測量的要求都不同，測量前還要針對工程情況進行培訓，保證測量工作能順利開展。GPS測繪技術使用的測量設備與電腦相連，具備自動測量并且自動傳輸數據的功能，工作人員只需將設備準確放到測量點，設備就可以自行工作，操作方便簡單，對工作人員的要求較低。
2GPS測繪技術在地質工程測量中的具體應用
2.1定位技術
GPS測繪技術具有靜態定位功能，主要作用是可以設置精密、完整的控制網，通過定位技術達到實時監控測量區域的目的。如果測量區域發生變化，定位功能可以改變測量區域，保障測量的準確性。定位技術還可以根據測量工作的需要，調整工程項目的示意圖比例，根據工程建設情況實時更新示意圖。此外，使用定位技術時，能任意選擇定位區域中的測量點進行測量，還可以保證測量準確度。使用GPS測繪技術的設備也有多種，不同設備的準確度不同，所以要根據工程建設的需要選擇合適的設備。
2.2定線測量技術
保障地質項目作業質量的基礎是精準的測量數據。傳統的測量工作需要較多工作人員進行測量，但是GPS測繪技術操作簡單方便，極大地節約了人力和測量時間。使用GPS測繪技術時，工作人員只要確定起始樁點方位，在進行定線測量時，給需要測量的點設置編號，在測量設備上輸入各項參數后，設備就會自動測量，與設備連接的電腦上會出現測量結果，對數據進行校對核準。如果校對時發現數據誤差過大，還可以人工調整，能夠確保數據的準確度[7-8]。
2.3控制測量技術
在開展地質工程前期測量工作時，測量工作人員除了要測量建設區域的數據，還要測量作業現場周圍的數據，尤其是正在作業或即將作業的區域。根據周圍環境的測量數據，可以預測周圍的作業活動對己方作業項目的影響，并設計應對方案，保障工程建設的順利開展。使用控制測量技術，可以將測量區域分塊測量，使用GPS測繪技術，極大地縮短測量時間，為設計人員多爭取一些構思時間。
2.4放線測量技術
放線測量技術和定線測量技術不同，需要在整個地質項目建設過程中使用。測量工作的開展主要考慮測量數據的準確度和項目的空間布局。GPS測繪技術能有效推進該項工作，提高測量結果的準確度，達到放線測量的要求。同時，在進行放線測量工作時，測量結果要使用統一的記錄方法，有利于后期計算數據。
2.5采集和處理數據
首先，在采集數據的過程中，工作人員要備份測量數據，做好相關的預處理作業，盡可能將環境和人為因素對測量結果準確度產生的影響降到最低，消除測量誤差，根據獲知的高程點數量和三維坐標等數據，評估實際采集的數據的可靠性與準確性，并輸入相應軟件中。其次，在處理數據的過程中，工作人員可以合理使用基線解算法和網平差結算法，相較于以往的數據處理技術，能輔助或取代人工，實施自動化計算，提升工作效率，最大限度地降低人為失誤對數據準確度產生的影響，還能降低計算偏差和錯誤等發生的概率。工作人員可將快速靜態測量技術和靜態測量技術有效結合，若實際測量所得數據相近，且準確度符合要求，則代表數據準確可靠，能直接解譯處理GPS信號。若所得數據存在較大偏差，則表示點位位置影響了測量精度，要求工作人員優化數據處理，調整觀測時間段，盡可能減小數據處理的偏差。
2.6外業測量
在實施外業測量的過程中，使用的GPS作業模式不同，操作要點也有差別，要求工作人員重視3個方面。（1）在使用經典靜態定位方式的過程中，要求將信號接收機同時布設于基線兩段位置，至少對4顆GPS衛星實施同步跟蹤監測。此后，需要平差處理基線觀測封閉圖形，將測量偏差降到最低。（2）在使用快速靜態定位方式的過程中，需將流動站以及基準站布設于測區中，且將信號接收機裝設于每一個站點中，基準站主要用于連續跟蹤GPS衛星，流動站用于觀測GPS衛星。（3）在使用準動態定位方式的過程中，要事先將一個基準點設置于測區中，同時布設信號接收機來連續觀測GPS信號。
3GPS測繪技術在地質工程測量中應用的改進與優化
3.1GPS技術層面
開展測量工作時，要在基準點精準的基礎上進行復核校對，GPS測繪技術和傳統測繪技術相同，測量起算點和觀察點的設置都要合理。為了盡可能減小GPS測量的誤差，可以使用以下兩種方式：（1）開展測量工作時，要盡量避開遮蔽物，在條件允許的情況下，盡量清除遮蔽物。（2）提高設備的抗干擾能力，增強設備的信號。GPS測繪技術測量數據的準確度較高，但是放置設備的測量點還需要人工檢驗核準，以全面保障測量結果的準確度。
3.2工作人員層面
人工測量數據時，操作失誤是導致數據誤差的主要原因之一。因此，使用GPS測繪技術要求工作人員的專業能力和綜合能力必須過關。首先，地質作業單位要定期開設培訓班，對測量人員進行專業技能培訓，實時關注更新的測量技術并及時組織工作人員培訓。其次，制定測量工作的操作守則，對于違法操作的工作人員要予以懲罰，提高測量人員的工作規范程度。最后，細化測量工作的各個流程，制定各個階段的工作計劃和目標，嚴格按照工作計劃推進測量工作。
4結語
GPS測繪技術的應用越來越廣泛，在眾多行業中發揮了重要作用。在地質工程中使用GPS測繪技術，不僅可以提高測量結果的準確性、科學性、合理性，還可以減少測量工作的投入成本。應用GPS測繪技術可以提高地質工程項目的作業質量和經濟效益，對推動地質行業的發展具有重要意義。
作者:李潔 郭夢 單位:河南測繪職業學院遙感工程系