工程测绘中GNSS测绘技术的应用

工程测绘中GNSS测绘技术的应用

杨伟

国核工程有限公司上海200233

摘要：GNSS测绘技术作为一种新型的测绘技术，在我国的建设工程领域中得到了广泛的应用。与传统的测绘技术相比较，GNSS技术利用地球导航卫星系统来开展测绘工作，具有极高的精度，减少了资金和人力资源的使用量，操作简单快捷，测绘成果质量高。对建设工程的顺利开展具有积极的意义。本文就工程测绘中GNSS测绘技术的应用进行了详细的讨论。

关键词：工程测绘；GNSS测绘技术；应用分析

目前，在经典测量技术上，GNSS定位技术是一项重大的突破。在测量的理论以及方法上，这项定位技术产生了深刻的变革，同时它还渗透于测量学以及其他的学科，对现代的测绘科学技术有着一定程度的促进作用。

一、GNSS技术的介绍

（一）GNSS的基本概念

GNSS是指所有的卫星导航系统，有全球的、区域的和增强的等类型，比如说美国的GPS、中国的北斗卫星导航系统、欧洲的静地导航重叠系统等。它主要是指现代的一种先进的科学技术手段。通过这种技术，可以有效地获得准确的点线面三维坐标和相关的信息数据。

（二）GNSS系统的基本组成以及工作原理

GNSS系统的基本组成有地面控制、用户设备和空间星座。通过地面控制不仅可以监视卫星，而且可以获取卫星的相关数据，还可以将卫星的星历注入到卫星的存储系统中。用户设备主要指GNSS接收机采用空间距离交会的方式接收卫星信号，从而获取点位坐标与基线向量。空间星座指在高空的轨道内，卫星均匀分布，卫星导航系统在特定的运行周期内，在全球范围每时每刻、在任何地点都能观测到所需观测的卫星。GNSS系统的工作原理主要包括以下几点：载波相位时差分、相对定位以及绝对定位。

二、GNSS测绘技术的特点

（一）准确度高

应用传统的测绘技术，进行的是点坐标的测绘，是一类单独的坐标测绘，也是一类离散形式的测绘，所获取的数据对工程决策有着重要的意义。尽管应用传统的测绘技术，在工程的实际建筑中具有重要的作用，且促进工程取得了较大的进展，但是在测绘技术的应用过程中，也存在着一定的弊端，比如测绘精度较低，已经不能满足于工程建设的实际需要。随着工程技术的发展，传统的测绘技术已经逐渐被淘汰，取而代之的是GNSS测绘技术，这种测绘技术的优势是可以获取较高精度的数据，使测绘结果更加满足工程的实际要求。在施工中，GNSS技术通过对静态测绘技术的应用，来满足测绘的实际要求，测量结果通常以毫米为单位。采用GNSS可以满足较高的测量精度。

（二）操作简单

GNSS技术是在自动化技术的基础上发展起来的，随着互联网技术的发展，实现了测量工作的智能化、现代化以及设备微型化等特点。在测绘工作中，在设备正常运转的前提下，工作人员只需要将参数进行调整，控制天线到指定的位置，便可以接收到准确的测绘数据。GNSS将接受到的数据传入到计算机以及互联网当中，通过软件对数据以及资料进行进一步的处理，得到所需要的测绘点的三维坐标。

（三）工作范围广

GNSS测绘技术具有较为广泛的应用范围，在获取测绘点三维坐标数据的同时，还向用户提供准确的信息来实现正确的导航。信息的内容包括时间信息以及速度信息。GNSS技术对环境没有太高的要求，所以在不同的领域中具有极为广泛的应用。包括大地测绘、航空测绘以及工程测绘等。

（四）应用方便

网络技术、自动化技术、计算机技术都与GNSS技术高效地融合起来，基于GNSS具有较强兼容性以及可操作性，可以通过电缆来实现测绘设备的连接，保证测量记录的合理性。当测绘工作完成以后，关闭设备与电源。GNSS为一类自动化的设备，操作简单，使用方便。

三、工程测绘中GNSS测绘技术的应用

（一）GNSS模拟技术在工程测绘中的应用

GNSS模拟技术应用主要通过GNSS信号仿真器来实现。GNSS信号仿真器是一种精确的、可重复的、可控制的测试和开发工具。为GNSS接收机的研制开发、测试提供真实的仿真环境。能够在实验室等室内环境中根据载体动态特性等各种因素对GNSS卫星信号的影响，模拟产生接收机在各种实际环境下能够接收到的GNSS卫星发出的模拟射频信号，具有控制性能好、灵活性高、完整性强、可靠性高、成本低和应用效率高等优势，因此要广泛应用于工程测绘中。具体应用如下：第一，利用GNSS信号仿真器接收GNSS卫星发出的模拟射频信号，并对信号进行动态性分析，为工程环境模拟提供高精准度的信号数据资料；第二，利用GNSS信号仿真器对GNSS卫星信号进行模拟，然后根据模拟信号确定工程测绘的范围，最后为GNSS接收机的进一步研发和测试提供仿真环境；第三，可以用GNSS信号仿真器模拟出工程环境，然后在工程环境模型中对工程的地形、地貌、气候等进行数据测量和图片绘制，以及时了解工程所在地的地质环境和气候环境。例如，阴雨天气展开测绘，或者在陡峭的山崖展开测绘，这样的测绘结果存在误差，没有精准的科学性作为支撑，而且这种情况进行测绘工作，有很大的危险，可能发生意外事故，所以要在工程测绘工作中采用利用GNSS信号仿真器进行测量，以避免这些不良状况的影响。第四，在应用GNSS信号仿真器前需要先运行计算机软件将三维立体图像搭建起来，然后GNSS信号仿真器将测绘工程的每一个细节模拟出来。在测绘现场的考察地形工作中，使用三维模拟图像还可以对工程的细节内容进行观察，这样的测绘结果有科学性支撑，结果精准，而且还能快速得出，节约时间。对测绘工作中可能存在的安全问题，测绘工作人员都应该做好标识，并探讨解决问题的措施，可以最大程度地降低安全事故发生率，以保护人员的生命健康，减少经济浪费为目标。

（二）GNSS测绘技术在工程测绘中的应用

变形监测应用在工程建设当中，会受到多方面的因素影响，例如地性的突然变化、人为的操作不当等，这会导致工程出现变形，影响测量数据的精准性。比如，如果有的建筑的地基突然变形，就会影响建筑整体的稳定性，这时如果通过传统的测量技术进行监测，由于传统测绘技术易受环境影响产生误差，这就导致测绘结果错误，工程的建筑不能符合实际，容易产生工程事故，当然传统的测绘人员了解传统测绘技术的缺点，他们会进行多次反复检测，可这样会增加测绘人员的工作量，浪费过多时间，而且不能保证结果就一定精准，太过得不偿失。但利用GNSS测绘技术不受外界影响的优势，对测量工程的变形地基进行自动监测，由于测绘数据能够自行处理并自动传输，大大提高了工作效率，减少了工作时间，而且还可以得出高精准度的测绘数据，有助于了解工程变形的程度，对改变工程方案，让工程的建设更加实际。配合使用数据传输技术，就可以对测量数据快速收集，实时处理，将准确的数据提供给有关人员，以对工程变形准确判断。在建筑工程的基地施工中，采用GNSS测绘技术能够更好地控制地基变形，为工程的工作开展提供技术保障。

综上所述，在工程建设施工中，如果使用传统的测绘技术，受到的影响因素较多，天气的改变以及环境条件的变化都会对测绘结果的准确度和精度产生影响。导致测量数据无法很好地支持工程建设的开展。应用了GNSS技术以后，极大地提高了测量的准确程度，不会受到环境以及人为因素的干扰，很多工作都是依靠设备自动完成的，不仅减少了人力资源的使用量，而且极大地提高了测量数据的可靠性，使其为建设工程的顺利开展提供准确的依据和保证。

参考文献：

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