探究GPS测绘技术在工程建设中的应用

探究GPS测绘技术在工程建设中的应用

王森梁

深圳市长勘勘察设计有限公司广东.深圳518000

摘要：GPS测绘技术是目前现有测绘技术中应用最广泛的技术，其测绘技术在传统测绘技术上利用现代技术和设备，进行了创新的突破和改革，在实际应用中具有其它测绘技术无法取代的作用。本文将对GPS测绘技术及应用方法进行简单叙述，结合GPS测绘技术在实际工程建设中的应用，分析应用过程中存在问题和不足，并相应的提出能够有效改善和优化GPS测绘技术应用的措施。

关键词：GPS测绘技术；工程建设；应用

前言

随着我国科学技术水平的不断发展，传统的测绘技术已经无法满足测绘工程的需求，各类新型测绘技术随之被引入、发展和创新。在这种测绘技术发展的情况下，GPS测绘技术因为其自身的操作简便又有高准确性的特点，使得其在各类测绘技术中脱颖而出，受到测绘人员青睐和偏爱，自然而然成为测绘工程中最为重要的测绘技术之一。GPS测绘技术有效提升了工程建设中数据信息的准确性和时效性，提升了工程建设的质量水平。

1.GPS测绘技术

1.1GPS测绘技术简述

GPS测绘技术主要依赖于GPS系统，GPS系统一般由卫星星座、地面监控系统以及GPS接收机组成。GPS卫星可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文，并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持正常运转。地面监控系统跟踪GPS卫星，确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数，进行预报后再按规定格式编制成导航电文，并通过注入站送往卫星，还能通过注入站向卫星发布各种指令，调整卫星的轨道及时钟读数，修复故障或启用备用件等。用户用GPS接收机来测定接收机至GPS卫星的距离，并根据卫星星历所给出的观测瞬间卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。

根据定位的模式，GPS定位可分为：

（1）绝对定位：绝对定位又称为单点定位，这是一种采用一台GPS接收机进行定位的模式，以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基础，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定接收机天线所对应的位置。表面上这种定位较为便捷，采用一台GPS接收机就能作业，但由于受卫星轨道误差、钟同步误差及信号传播误差影响，精度只能达到米级，一般用于导航和地质矿产勘察等低精度的测量领域。采用单台双频GPS接收机，利用IGS提供的精密星历和卫星钟差，基于载波相位观测值进行的高精度定位，被称为GPS精密单点定位，精密单点定位实时动态定位精度可以达到分米级，静态定位精度可达到厘米级。

（2）相对定位：相对定位又称为差分定位，采用两台以上GPS接收机对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。

1.2GPS测绘技术应用的测量方法

GPS测绘技术在测绘工程中已得到广泛的应用，一般来说主要有以下几种测量方法：

（1）常规静态测量。这种模式采用两台或两台以上GPS接收机，分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4颗以上卫星，每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm+1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网，建立地壳运动监测网，进行岛屿与大陆联测、精密工程控制网建立。

（2）快速静态测量。这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站[1]，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站，每测站观测数分钟。这种模式常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。 需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。

（3）准动态测量。准动态测量是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站，每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态，除了观测时间不一样外，它要求移动站在搬站过程中不能失锁，并且需要先在已知点或用其他方式进行初始化(采用有OTF功能的软件处理时例外)。这种模式可用于开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。

（4）实时动态测量。实时动态测量与前面所述的几种测量模式最大的区别在于实时动态测量可以实时得到高精度的测量结果，前面所述的几种测量模式都是在采集完数据后用特定的后处理软件进行处理后才能得到精度较高的测量结果。实时动态测量是在一个已知测站上架设GPS基准站接收机和数据链，连续跟踪所有可见卫星，并通过数据链向移动站发送数据。移动站接收机通过移动站数据链接收基准站发射来的数据，并在机进行处理，从而实时得到移动站的高精度位置。

2.GPS测绘技术在工程建设中的应用

2.1工程控制网布设

一般来说，工程控制网的布设工作是跨区域、长路线、规模巨大的项目工程的基础工作内容，由于GPS不需要测站点之间能够通视，且能够同时精确测定点的三维坐标，相对于传统的导线测量，GPS测绘技术在工程控制网布设中有得天独厚的优势。利用GPS测绘技术对工程所涉及内容和范围进行控制测量，以便工程设计人员和施工人员能够了解和掌握工程的周围情况，从大体上对工程内容进行规划和调整，减少工程中相关技术人员过重的工作负担，同时也减少工程建设以及测量过程对建设环境所造成的破坏。当然在实际布网观测应用过程中，相关的测量数据和测量操作会具有不同内容，例如对于道路工程一类，布网观测内容的重点就是线路位置准确、长度精确以及环境情况，让道路设计者能够结合不同地形情况对施工方式、施工材料进行选择，而对于水利工程一类，布网观测内容重点就是对海下整体结构、地质情况进行测绘。[2]GPS测绘技术的应用，能够对布网工作提供准确的定位数据，结合工程布网的实际要求，定位出各个位置，减少以往通过光学仪器定位的人力强度。另外，GPS定位技术还被广泛应用到海洋、水下、航天航空等相关领域的工程控制网布设工作中。

2.2外业数据采集

由于GPS定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累，且GPS-RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大，操作简便，在外业数据采集的应用中也具有无可比拟的优势，作业效率高。而采用全站仪进行数据采集时，受地形限制较大，在不通视的情况下，必须支导线进行点位和高程传递，在传递过程中，误差会进行积累，影响数据精度。但在一些无法立杆进行测量的区域进行数据采集，全站仪的免棱镜模式相对于GPS测量有得天独厚的优势。

2.3实时动态测量

实时动态测量在工程应用的内容中分为两个方向，即横纵两个方面，横向是时间，纵向是建设。首先横向内容的实时动态测量，多数工程规模大、横跨多区域、建设周期又长，即便在工程设计初期在各个细节方面做好了周全工作，但是随着时间流逝，区域地形和结构很有可能出现变动，这就需要GPS测绘技术定期对工程周围环境进行测量，以便技术人员能及时对出现变化情况进行建设方案调整；其次纵向内容的实时动态测量，就是工程建设情况，对于道路工程类，GPS测绘主要以道路建设方向和后期道路情况为主，而对于水利工程以及超高层建筑项目来说，GPS测绘就要注重工程建设位置、上下结构建设之间的偏差，确保工程建设的安全性和质量水平。

3.改善和促进GPS测绘技术应用的措施

在工程建设中，通过应用GPS测绘技术能够获得良好的测绘效果，确保测绘结果的精准性。因此，下文主要针对于如何改善和促进GPS测绘技术应用进行详细的分析和研究，以实现最佳的测绘效果，推动测绘工作的顺利实施。

3.1充分利用科学技术，改进GPS设备

“工欲善其事，必先利其器”，优化GPS测绘技术应用的首要措施就是充分利用科学技术，改进GPS设备。GPS设备是测绘作业的工具，只有高技术、高精度的GPS设备才能确保测量数据的真实性和可靠性，[3]面对工程建设对GPS测绘技术越来越高的标准和要求，测绘团队需要不断进行GPS设备的改进和提升，不再固守于几种测绘技术种类，而是要跟随着测绘科学技术发展，结合现有的顶尖科技手段，将各类技术和相关测绘设备集成，在传统GPS测绘技术内容上进行提升，尽可能减少GPS测绘流程的繁琐，降低外界因素对测绘过程的影响，[4]确保GPS测量技术中采集数据自身准确性，拓展对不同工程项目的测绘方式，使GPS设备测绘功能更强大，更人性化更轻便更易于操作。

3.2提升测绘技术人员的专业水平

即便有再好的测绘设备和系统，终究是离不来专业技术人员来进行操作，因此，测绘技术人员的专业水平直接决定着GPS测绘技术的应用水平。需要定期对测绘技术人员进行技能知识和实践操作的培训，新人多累积经验，老人学习更多先进技术，主动提供更大、更加广阔的学习平台，技能优异者可增加同国外先进技术的相互交流，从思想上让测绘人员开始重视对自身技能水平的提升，不再局限于传统GPS测绘技术，主动对GPS技术中新兴技术内容学习和交流，并给予一定的资金支撑，进行GPS测绘技术的深入研究与应用领域拓展，增加我国GPS测绘技术在测绘市场中的竞争力。

3.3建立完善的GPS测绘技术应用管理制度

除了以上两种优化GPS测绘技术应用的措施以外，还有就是不断建立和完善GPS技术应用管理制度。相较于国外，我国GPS技术应用起步较晚，不仅在技术方面同国外技术来说存在一定差距，就连在管理制度方面，我国同样存在差距，为了更好的提升GPS测绘技术在工程中的应用，测绘团队要正确认识管理制度的重要性，将其视为保证测绘流程正常运行的政治保障，结合自身测绘技术水平和各类测绘技术内容、操作流程，依照相关法律法规及规范要求，建立一整套管理制度，严格要求技术人员按照制度进行技术操作、数据处理等，同时建立一支属于自身的、又具有高专业性的管理队伍，明确作业流程中不同内容的分工，以及相关技术人员的任务和责任，减少由于人为操作原因，造成测绘数据的不准确和偏差，或者测绘设备的损坏，提升测绘技术应用的质量水平。

4.总结

测绘数据是工程建设中必不可少的基础内容，测绘数据信息的准确性直接决定了工程建设的质量水平。精度高、准确性好的数据信息不仅能够减少不必要的工程成本损失，还能够减轻技术人员的工作负担，避免返工造成人力、财力的浪费。GPS测绘技术因为其自身的操作简便又有高准确性的特点，使其在工程建设中应用日渐广泛。随着科学技术的不断进步，GPS测绘技术的应用也应与时俱进。

参考文献

[1]史悦明.试论当代测绘新技术在测绘工程中的应用[J].科学技术创新,2019(20):36-37.

[2]吴陶异.探究GPS测绘技术在测绘工程中的应用[J].居舍,2019(19):181.

[3]孙义仁.GPS测绘技术在测绘工程中的应用研究[J].数字通信世界,2019(04):220-221.

[4]楚艳玲.测绘工程技术在地籍测量中的应用研究[J].现代物业(中旬刊),2019(03):108.