广西壮族自治区遥感信息测绘院 530023
摘要：在国内外各类工程项目的建设中,GPS测量技术在工程测绘中的应用发挥了重要的作用,并且成为推动国内工程测绘工作效率和质量提升的重要因素。该文仅就GPS测量技术在工程测绘中应用的以举例子方式作以浅谈。
关键词：工程测绘；GPS 测量技术；应用
1 GPS 测量技术概况
GPS 测量技术的出现以及发展给工程测绘工作带来了很大的变化，这种以传统的测量技术与现代电子技术结合而成的新型技术，应用在工程测绘当中，不仅能够促进测绘工作方式根本性发生变化，也能够极大程度上提高工程测绘的工作效率以及服务项目。如今GPS 测量基线精度和GPS 静态相对定位的精度都得到了大幅度提升，基线精度由10-6 提升到10-7，静态相对精度已提高到毫米级，有的可以达到亚毫米级。在动实时态定位精度上，GPS 也取得了显著突破，定位精度提高到了厘米级，因此可以满足几乎所有的工程测量需求。
2 GPS 测量技术在工程测绘中的应用
2.1 GPS 技术在工程测绘中的应用
工程测绘中GPS 定位测量技术结合了交互定位和物理以及几何学科中的相关原理，并且通过GPS 卫星与地面接收装置来完成对测量物的定位。GPS测量技术可以在多方面工程建设中加以应用，诸如工程测绘、城市建设、水下地形测绘、监测工程变形、虚拟现实方面等等都可以应用，也有如运用GPS技术与其它技术结合服务于交通管理、环境监测、灾害监测。下面笔者就自己的工作实际经历，以实际工程例子谈一下GPS测量技术在公路工程测量中的运用。
2.2 在广西乐业至百色高速公路隧道平面控制网建设中的应用
隧道工程测量是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量。为保证隧道能按规定的精度正确贯通及相关的建筑物与构筑物的位置正确，要求在规划阶段建立永久的控制点，保证隧道勘测设计阶段、隧道施工阶段、隧道运营管理阶段，定期进行地表、隧道身各部位及其相关建筑物的沉降观测和位移观测。现以乐业至百色高速公路乐翁隧道为例，为保证隧道准确贯通，减少横向与纵向误差，对GPS隧道平面控制网测设的方法加以介绍。
2.3.1 工程概况
广西乐业至百色公路是《国家公路网规划 G69 银川至百色高速公路》的重要路段，路线全长约170公里，拟建隧道36座，其中乐翁隧道长8.2公里。
2.3.2人员设备投入
高级工程师,2人; 工程师3人; 助理工程师,8人; 技术员4人. GPS（拓普康）8台; 全站仪（拓普康）1台; 水准仪（天宝）1台; 越野车2台.
2.3.3 测量基准
平面基准：建立施工独立坐标系, 以隧道的纵向为X坐标，隧道横向为Y坐标；CGCS2000坐标系，中央子午线106度30分，高程低偿面800米。
高程基准：1985国家高程基准。
2.3.4野外测量
（1）图上设计
乐翁隧道开挖均是采用进口、出口和一个斜井三个开挖面同时进行的掘进方案，在隧道每个道口处分别布设四个GPS控制点，该点兼做水准控制点，作为隧道控制和施工测量的起算点。根据隧道控制测量规范要求与实际情况，本次测量等级采用D级GPS测量精度。
（2）选点、布网
①所有点位均采用GPS观测墩作为隧道道外控制点；
②三个道口的控制点均相互通视，方便全站仪检测与道内施工测量；
③所有点位均布设在地质稳定、视野开阔、通视良好、远离了障碍物，减少了GPS对卫星信号的干扰；
④控制点组成网连式，点位边长、图形强度均符合D级GPS测量规范。
（3）GPS测量
①对中整平：GPS接收机均安装在强制对中的观测墩上，减少了对中整平误差；
②仪器高量取：仪器高采用GPS接收机天线相位中心至观测墩平面的垂高；
③开机记录：每个时段作都记录了点名、开关机时间、卫星状态、日期、仪器型号、点位周边环境信息；
④各时段均采用网连式的观测方去推进。
2.3.5 内业数据处理
①数据预处理：
数据传输:将GPS接收机记录的观测数据，传输到计算机磁盘上，以备处理和保存。数据分流:从原始记录中，通过解码将各项数据分类整理，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件，如星历文件、观测文件和测站信息文件等。观测数据的平滑、滤波:剔除粗差并进一步剔除无效观测值。统一数据文件格式:将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样间隔，统一为标准化的文件格式，以便统一处理。卫星轨道的标准化:为了统一不同来源卫星轨道信息的表达方式，和平滑GPS卫星每小时更新一次的轨道参数，采用了多项式拟合法，使观测时段的卫星轨道标准化，以简化计算工作，提高定位精度。
探测周跳、修复载波相位观测值；下载了观测时间段各卫星的精密星历文件。
②基线处理：
基线处理采用软件：Pinnacle V1.07 中文版。
a、GPS观测接收机数量较多，因为同步产生许多长基线，即许多相距较远的点连接而成的基线。这些长基线同步观测时间不长，属于不必要的基线，对于控制网质量也无多大益处，所以为了节省计算时间，在基线解算进行了清理删除。
b、处理超限闭合环基线解算完成后，检查环闭合差（同步或异步环），对于闭合差大的环，应该进行处理。一般按相对精度≤1／80000估算，相对闭合差应小于5ppm，所以大于5 ppm的环进行了处理。
c、重复基线:所有重复基线均符合D级GPS测量规范要求。
③网平差：
由于本控制网属于隧道工程根据隧道工程的特点，进行了独立坐标系网平差和与国家基本控制点联测的网平差。网平差软件采用Pinnacle V1.07 中文版。网平差符合D级GPS测量规范要求。
2.3.6 精度评定
根据误差传播定律与洞内外测量方法相结合通过精度估算，本控制网的精度符合作为8-10公里隧道工程洞内施工测量的起算点，并且达到隧道工程贯通误差的要求。现在该控制网已应用到了实际工作中，工作进展十分顺利。
2.3.7 GPS运用于工程测量的注意事项
①选点：通视条件良好，附近无强信号源（手机信号发射塔）、无强磁、强电（高压线）等干扰，场地开阔，附近无树木、建筑物等遮挡,地面基础稳固，交通便利；
②观测时长：适当增加规范的要求时长，以防此卫星失锁。
③守护人员应记录以下数据：守护人姓名,GPS仪器箱号码，点号，开始时间，结束时间，仪器高度（应在仪器臵好后量测一次，关机后拆仪器前再量测一次，如每站观测两个时段，应在每个时段输入仪器高度前量测一次），附近遮挡情况；
④每隔10分钟重新看一下仪器是否工作，电池电量剩余情况；
⑤观测时注意要点：不得在仪器20米内使用手机和对讲机，守护人员应在20米以外，（特殊情况：仪器不安全情况下除外）
⑥查看仪器时不要遮挡接收机天线的天空，防止影响接收来自天空的卫星数据；
⑦没有准确听到关机的命令时，不得私下关机，因为关机时间是以最后一台仪器的开始时间加上同步时间为准的。
象乐翁隧道这样的复杂地形，利用传统光学测量，是费时费力，测量精度也难于保障。运用GPS测量技术，使得仪器操作更简单、观测用时时间更短，具备有低成本、定位精度高、全天侯的定位测量的众多优点，可以说是省事省力省心。
3 结束语
我国社会经济规模持续增长的情形下,社会产业渐次优化,数字网络技术也逐步扩展到工程测绘等工作的实践应运当中,其中尤以GPS测量模式为代表的自动化测绘作业方式最引人瞩目。在国内外各类工程的建设中，GPS 测量技术在工程测绘的应用中发挥了至为关键的作用，GPS 定位测量技术以独具优势的高精度和经济高效等特点在工程测绘中应用相当之广泛。为工程测绘的发展提供了良好的技术保障，加快了信息全球化趋势的大力发展和社会经济的进步。
参考文献
[1]孙兰彩.论GPS 技术在测绘工程的有效运用[J].科技致富向导，2012，23:422.
[2]陈绵清.浅谈GPS 技术应用于工程测绘[J].科技致富向导，2012，21:103-272.
[3]工程测量规范CJJ/T8-2007
论文作者:黎继东
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：测量论文; 隧道论文; 工程论文; 基线论文; 精度论文; 技术论文; 仪器论文; 《基层建设》2017年第33期论文;