GPS测量技术及其在工程测量中的应用韦晓勇

GPS测量技术及其在工程测量中的应用韦晓勇

韦晓勇

宁夏煤炭基本建设有限公司宁夏回族自治区750000

摘要：GPS（GlobalPositionSystem，全球定位系统）是由接收装置和环球通讯卫星所组成的无线电导航定位系统，能够为用户提供精确的时间信息、导航与三维坐标。GPS作为新一代卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。随着数字化进程的不断加剧，全球定位系统的迅速发展，GPS技术已经成为了工程测量中不可或缺的重要技术，对工程测量有着深远的影响。本文对GPS测量技术的特点进行了分析，论述了GPS测量技术在工程测量中的应用。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

工程测量事业已经成为了我国采矿事业中的重要组成部分，这已经引起了相关部门的极度重视。加快工程测量事业的发展，已经成为了适应社会发展的必然趋势。在工程测量中，GPS测量技术的应用至关重要。GPS测量技术操作起来比较简单，而且本身该技术的自动化程度很高，应用该技术于工程测量中，不仅提高了工程测量的工作效率，同时也提高了测量的精度，整个测量的范围相比以前也扩大了很多。因此充分地掌握GPS测量技术，才能更好地将其应用于工程测量中。

一、GPS测量技术简述

GPS测量技术是新发展不久的高新技术，正是由于它本身的特点鲜明，精度高、自动化程度高、潜力大等优势，才使得它的应用范围逐渐拓宽。在十九世纪八十年代的时候，GPS定位系统开始慢慢地出现，当时它的应用并不广泛，而且功能也不全面。随着经济的不断发展，科技水平也在不断提高，因而GPS测量系统也在不断地发展、完善。尤其是GPS定位技术的发展，极大地改善了GPS测量技术的性能。也正是这一进步，让更多的科研之士对这一块更加关注。运用GPS定位技术作为工程测量技术的基础和手段，进一步加快了GPS测量技术的发展。

二、GPS测量技术的特点分析

1.定位精度高。GPS测量技术定位精度高是所有人的共识，只要人们一说到GPS测量技术，自然而然地就会想到它的定位技术，由此可见GPS定位技术已经深入人心，这也是它比较成功的一点。相关数据表明，GPS测量精度与红外仪的测量精度有一定的可比之处，但是随着距离的增加，GPS测量的优越性越加凸显出来。

2.观测时间短。运用GPS测量技术进行工程测量时，整个过程需要花费的时间是比较短的。如果是采用布设控制网的方法，在每个控制点上观测花费的时间在30-40min左右，而如果此时采用快速静态定位法的话，观测的时间可以大大缩短。

3.操作简单、自动化程度高。GPS测量技术操作简单、自动化程度高的特点已经成为了公认的优势。正是因为GPS测量技术综合了多种现代的高新科技，将其综合应用于GPS测量技术中，才使得它本身的性能更加突出。对于操作GPS测量技术的操作人员，需要负责的内容并不多，操作者只需要负责对测量的内容进行数据的采集，并且安装一下开关仪器、量取测量时所用仪器的高度即可，整个测量工作极其简单。

三、GPS测量技术在工程测量中的应用

1.控制测量。采用GPS静态测量的方法。建立控制网极具精密性，同时对大型建筑物的控制测量也尽量采用静态测量的方法，比如隧道、特大桥梁、互通式立交等，然而对普通公路工程的控制测量最好选用GPS动态测量，以实时获取定位精度，注意待点位精度达到既定要求后，应随即停止观测，如此提升控制测量的效率，此外GPS测量过程测站间无需通视，因此测量操作相当简单。若对道路的设计线路进行控制测量，那么所选的数据链方案必须适宜，以提高长边静态测量过程RTK的测量效果，注意若边长＞20km，对流动站进行15-30min的观测，便可知晓基线解逐步呈稳定状态；若基线解稳定状态的持续时间＜10min，那么三维坐标分量的最大变动≤5μmD，同时最后5min内的互差＜2μmD，此时应结合实际情况，判断测量工作是否继续推进。

2.GPS定位技术应用。GPS定位技术在工程测量实践中的应用原理是把物理和几何学科的相关基本原理进行结合，通过GPS系统的地面接收装置和空间卫星对测量对象进行多角度定位。目前，工程测量实践中所应用的GPS定位技术主要有：实时动态相对定位和静态相对定位。静态相对定位是由多台地面接收装置排成一条基线，对目标对象进行同步观测，观测时间可达45分钟左右，最后由专业的技术人员对测量结果进行统计与处理。静态相对定位具有操作流程相对简单的优点。实时动态相对定位根据载波相对观测量，选取较为精确的控制点位当作工程测量的控制基站，安装地面连续接收装置对不同角度传送的实时动态信息进行连续的观测。一般GPS系统拥有24颗环绕地球运动的卫星，在10°以上的水平角观测点能够接收到七颗卫星信号。但如果接收站附近有建筑物等遮挡物，会因为接收装置观测到的卫星数量变少导致接收机难以定位。因此，在必要时GPS定位技术可以和惯性导航技术相结合以发挥更好的测量效果。

3.施工水准点的测定。设计单位采用传统的测量技术进行工程水准测量时，往往不能够进行实的考察和严密的预算，导致得到的水准点距离普遍较大。通常设计单位会给出距离在500-100m之间的水准点，由于水准点的距离过大而导致施工不便。利用GPS接受机收集卫星信号来测量和确定临时的水准点能够协调好工程观测的进程，确保工程测量结果的精度，提高工作效率。其大致的作业步骤是安置天线、操作接收机、观测记录。在测量时应严格按照技术设计制定的观测计划进行观测。

4.道路中线放样。从大比例尺带状地图定线以后，设计人员需从地面标定出公路中线。若采用GPS实时测量来实现此操作，设计人员仅需把中桩点坐标输入GPS电子手簿，此时放样点的点位便会被系统软件自动定出来。各点要求被独立完成测量，因此累计误差难以产生，如此便可确保各点的放样精度相当。众所周知，道路路线包括缓和曲线、直线、圆曲线三部分，因此道路中线放样过程，应该依次输入各主控点桩号、起终点的方位角、缓和曲线距离、直线段距离、圆曲线半径，外加GPS电子手薄能够完成所有工作，如此便可降低放样操作的难度，实践表明，上述方法具有简单实用的优点，同时若各曲线段或者直线段间需要加桩，仅需输入目标点的桩号即可。

5.虚拟现实技术应用。传统的工程测量工作需要测量人员进行实地测量，在地质条件恶劣的地区测量时容易发生安全事故。GPS虚拟现实技术所创建的测绘环境具有交互作用、逼真等特点可以有效的解决这一问题。利用GPS系统中的虚拟现实技术和计算机绘图技术能够有效、快速地在计算机描绘出清晰的三维图像，建立科学工程测绘的流程，能够准确指出重点的测量项目和应当注意的安全事项。工程测绘进行合理的模拟流程分析能够有效地解决工程测绘中传统测绘技术应用效率不高的问题，有效地增强测量方案的安全性、技术性和可操作性。

GPS测量技术是科学发展应运而生的现代高新技术，它的应用也促进了时代的发展，将GPS测量技术应用于工程测量中，不仅提高了工程测量的准确性和可靠性，而且极大地降低了人们的工作强度。相信在技术人员的不断探索下，GPS测量技术的功能将会更加完善，从而它的应用范围也会逐步拓宽。

参考文献：

[1]叶积龙，张维宽.关于GPSRTK技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程.2012（10）

[3]李震章.工程测量中GPS测量技术的优、缺点[J].中国新技术新产品，2010（1）.

[3]李银萤.浅谈GPS测量技术在工程测量中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012（15）.