浅谈 GPS 测量技术在工程测量中的应用

引言

全球定位系统（GPS）技术的出现和不断发展为地质勘查带来了革命性变革。GPS技术利用卫星信号进行高精度定位，具有测量时间短、效率高、可靠性和准确性高等显著优势。

1 工程测量的重要性与挑战

工程测量作为测绘技术的核心应用领域，其重要性不言而喻。它不仅为工程建设提供了精确的空间数据支持，而且在确保工程安全、提高工程质量、节约建设成本等方面发挥着至关重要的作用。在大型基础设施建设中，如高速公路、铁路、桥梁和隧道等，工程测量能够提供准确的地形信息，帮助工程师进行科学规划和设计。据国际工程测量协会（ISPRS）的数据显示，通过精确的测量技术，可以将工程成本节约高达 10% 至 20% 。然而，工程测量也面临着诸多挑战，包括数据采集的高精度要求、处理和分析的复杂性，以及在极端环境下的适应性问题。例如，建筑物的变形监测技术需要能够检测到毫米级甚至更小的变化，以确保结构安全。此外，随着城市化进程的加快，城市规划与测绘技术的结合变得日益重要，但同时也带来了数据量激增、处理速度和准确性要求提高等挑战。因此，工程测量测绘技术的革新不仅需要技术上的突破，还需要跨学科的协作和创新思维。

2 GPS测量技术在工程测量中的应用

2.1 控制网设计施测与平差

按首级控控制网标准设计GPS控制网时，通视GPS点的设置间隔应设为5km，若以之作为施工控制网，各GPS点最少有一个相互通视的点。GPS控制网包含一个或多个独立的观测环，且具有多个闭合条件。如果是由不同步的GPS观测边形成闭合环或附合路线，不同等级的GPS控制网的边数并不一致，且控制网的布网方式也有所不同。如果公路路线周边存在高等级GPS点，或相同公路工程项目的GPS控制网具有多个投影带，且在分带交界处与国家平面控制点联测高程。联测时，要确保GPS点与水准点相重叠。若为平原或微丘地区的公路GPS控制网，测点数量范围应为 3～6 个，间距不可超过 20km ，如果是山岭或重丘地区的GPS控制网，联测点应多于 10 个，且至少要按四等水准测量精度要求实施高程联测。

2.2GPS导航系统在楼层定位中的应用

GPS导航系统在楼层定位中的应用是房屋定位测量精度评估中的又一重要组成部分。这种应用已经成为现代建筑和房地产领域中不可或缺的技术。通过GPS导航系统，可以实现对建筑物内部各个楼层的精确定位，为室内导航和定位提供了强大的支持。GPS导航系统在楼层定位中提供了高精度和实时性。传统的楼层定位方法往往受限于信号遮挡、多路径传播等问题，导致定位精度不高或者无法实时更新，而GPS导航系统通过接收卫星信号，能够在室内环境中实现定位，具有较高的精度和稳定性，这使得用户可以准确地确定自己所在的楼层位置，为室内导航提供了可靠的参考。GPS导航系统的应用使得室内定位和导航更加智能和便捷，通过结合地图数据和GPS定位信息，用户可以在手机或导航设备上实时查看室内地图，并获取所在位置周围的信息和服务。这不仅为用户提供了方便快捷的导航体验，还为商场、机场、医院等大型建筑物提供了更好的管理和服务手段，提高了用户体验和建筑物的整体效率。GPS导航系统在楼层定位中的应用为房屋定位测量精度评估提供了重要支持。其高精度、实时性以及智能化特点，使得室内定位和导航更加准确、便捷，为现代建筑物的设计、管理和使用提供了强大的技术支持。随着技术的不断进步和应用范围的扩大，相信GPS导航系统将在房地产领域中发挥越来越重要的作用，为建筑物的定位测量和室内导航带来了更多创新和便利。

2.3 高程测量与工程变形控制的精细化管理

在工程变形监测领域，GPS技术已显示出其独特的优势。面对施工过程中外部环境对路面基础的潜在影响，如基础变形甚至路面开裂，GPS技术可以准确捕捉数据的微小变化，深入分析工程数据以查找质量安全隐患，并将监测精度提高到毫米级，为工程施工质量的提供了前提条件。此外，GPS高程拟合技术通过精确获取空间坐标的高差，结合平差法计算地面高程和高差，为高程测量提供了新的解决方案。该技术以水准点为基础，采用曲线拟合或插值技术，进一步提高测量精度。采用GPS与地图软件相结合的方法进行道路轮廓测量，不仅提高了测量效率，还显著降低了人力成本。

2.4 地质矿产勘查

GPS技术也被应用在地质矿产勘查领域。因为地质矿产勘查本身受到地形、地质构造等因素影响，传统测绘技术已不能满足当前地质矿产勘查工作的要求，所以在实际矿山工程勘测中必须运用GPS-RTK技术，利用其精确、高效、方便的特性，来满足人们对测绘数据的高精度要求。精确的观测数据可以更有效地保证在矿产资源开发利用和矿井建设过程中的安全和效益，这也是GPS技术在地质矿产勘查中的应用优点所在。可以根据获取的数据绘制大比例尺地形图，最后根据地形图开展后续工作，其中主要涉及规划设计及线孔布设等工作。

2.5 高压输电线路勘测

高压输电线路的勘测需要精确确定每一基塔的位置、线路走廊的路径以及周边环境的地形特征。某项目新建管廊长度 1835m ，包括多段电缆隧道和顶管，施工复杂且对精度要求极高。利用GPS技术，可通过卫星信号实现高精度定位，确保每一基塔的位置准确无误，避免因位置偏差带来的安全隐患。在实际应用中，某项目勘测人员携带高精度GPS接收器，沿着预定线路进行实时数据采集。每个测点的位置信息和高度数据通过GPS接收器快速获取，并传输至中央控制系统进行处理和分析。在某站内2.6m×2.5m 电缆隧道的勘测中，通过GPS技术可以精确测量隧道的起始点和终点位置，以及隧道上覆土层的深度，保证施工过程中各项参数的精确性。此外，GPS技术还支持RTK（实时动态）定位，通过差分技术进一步提高定位精度，使得测量误差控制在cm级别。这对于复杂地形和环境下的高压输电线路勘测尤为重要，能够确保线路走廊的路径设计更加科学合理，避免与自然环境和人类建筑的冲突。

结语

总结来看，现代测绘技术与GPS技术在工程建设项目中的结合，展现了极为明显的优势。在项目测量阶段，团队借助高精度的GPS系统，实现控制网设计施测与平差，楼层定位、高程测量与工程变形控制的精细化管理、地质矿产勘查、高压输电线路勘测，为项目的顺利推进奠定了坚实基础。

参考文献

[1]褚福芹.GPS测绘技术在地质勘查测绘中的应用分析[J].中国航班,2022(2):18-20.

[2] 龚晓燕. 探析GPS 测绘技术在测绘工程中的应用[J]. 城镇建设,2020(1):213.

[3]]陈旺.GPS 定位测量技术在房屋建筑工程中的应用[J].四川水泥,2020(10):271-272.