GPS测量技术及其在工程测量中的应用黄富君

GPS测量技术及其在工程测量中的应用黄富君

黄富君

贺州市城乡建设服务中心广西贺州542899

摘要：随着科学技术的发展，GPS测量技术已经成了工程测量中的重要工具，为工程测量技术的发展提供了新方法与新技术，提升了工程测量的效率和可靠性。本文简述了GPS的工作原理及其特征，对GPS测量技术在工程测量中的应用进行了探讨分析。

关键词：GPS测量技术；工作原理；工程测量；应用

GPS测量技术不但测量时间短，而且技术含量和精确度都非常高，其主要由接收装置和环球通讯卫星组合而成，属于一种无线电导航定位系统，可以为用户提供十分精确的时间信息、导航及三维坐标。因此其将成为工程测量中不可缺少的重要技术，对于工程测量事业的持续发展有着深远的积极影响。以下就GPS测量技术在工程测量中的应用进行探讨。

一、GPS测量技术的工作原理

随着现代科学技术的发展，传统的采用全站仪、水准仪、测距仪等进行土地地形测量的方式已经不能满足建筑工程的高效率要求，而GPS测量技术由于其具有较高的测量精度和高效的测量效率，被广泛应用与工程测量当中。并且GPS测量技术是世界上最实用的一种全球导航、指挥和调度系统，且应用十分广泛。当前在工程测量过程中，GPS测量技术的应用较为普遍，这就对测绘工作者提出了更高要求，而了解GPS的工作原理则是至关重要的。通常来讲，GPS测量技术定位的实现，主要根据测量中的距离交会定点原理。首先，假设在待测点某处，设置一个GPS接收机，然后于某一时刻，同时接了三颗或三颗以上卫星所发出的信号，依次为：卫星S1、卫星S2、卫星S3等的信号。其次，通过计算和处理数据，就可以知道此时接收机天线的中心到卫星之间的距离：分别为P1、P2、P3。最后，再根据卫星星历，得出卫星的三维坐标。

二、GPS测量技术的主要特征

GPS定位技术的精准度高，自动化程度高，且潜力很大，这种优点使得它倍受各国测量人士的无比青睐。一般来说，GPS定位具备静态相对定位的作业模式，比如：待定点安装GPS接收机，以此对某组卫星进行续同步观测，随后再处理观测数据，并获取待定点间的基线向量。

GPS测量技术的应用主要由接收装置和环球通讯卫星组合而成，属于一种无线电导航定位系统，可以为用户提供十分精确的时间信息、导航及三维坐标。因此，伴随着数字化进程的不断加剧，GPS测量技术的应用是不言而喻的，它将成为工程测量中不可缺少的重要技术，对于工程测量事业的持续发展有着深远的积极影响。伴随着研究的深入，快速静态定位开始成了一种新的短基线测量作业，从而提高了GPS的测量效率。同时GPS全站仪（RTK或者RTKGPS）应运而生，GPS测量技术的主要特点包括：测站间无需通视；定位精确度高；观测时间较短；提供三维坐标；操作相当简便；全天候作业等等。

随着科技的进步发展，GPS测量设备和测量理论知识不断成熟，逐步提升着GPS测量技术的应用水平。也就是说，GPS测量功能在逐步完善，测量范围在逐步扩展，测量设备低廉又好用，所以GPS测量的自动化和实用化程度将会越来越高。自从1980年开始，GPS定位技术在不断完善的过程中，进一步变革着测绘定位技术，为现代化工程测量提供了许多先进的技术手段，GPS测量技术正在取代传统定位技术，特别是静态定位方法也在朝动态定位方向发展，同时将大大拓展其定位的服务范围。

三、GPS测量技术在工程测量中的应用分析

1、GPS定位技术在工程测量中的应用分析。GPS定位技术在工程测量中的应用原理：将物理和几何学科的相关基本原理进行有效结合，利于GPS系统的地面接收装置和空间卫星，多角度地定位测量对象。至今为止，在工程测量的实践中，GPS定位技术主要包括两个方面：一种是实时动态相对定位；另一种是静态相对定位。具体地讲，静态相对定位主要由多台地面接收装置排列而成一条基线，同步观测目标对象，整个观测时间大约持续45分钟，最后由专业技术人员来统计和处理测量结果。具体地讲，静态相对定位的操作流程比较简单，实时动态相对定位则要根据载波相对观测量，然后选取比较精确的控制点位，以此作为工程测量的控制基站，安装地面的连续接收装置，连续观测不同角度所传送的实时动态信息。通常对于一个GPS接收机而言，需要准确的三维定位，且要同时接收四颗或四颗以上的卫星信号。不过，如果将定位精度设在厘米级，这时就需要接收五颗及五颗以上的卫星信号。大体上讲，一般GPS系统都拥有24颗环绕地球运动的卫星，而且在十度以上的水平角观测点时，可以接收到7颗卫星信号。然而，如果接收站附近存在遮挡物时，接收装置观测到的卫星就会变少，这时的接收机很难定位。因此，在必要的条件下，GPS定位技术结合惯性导航技术，这样有利于实现更好的测量效果。

2、虚拟现实技术在工程测量中的应用分析。通常对于传统工程测量，需要工作人员进行实地测量，一旦遇到较差的地质条件，极容易发生安全事故；而利用GPS虚拟现实技术测量时，可以有效解决这一问题，它能够测绘地质条件相对复杂的地区，由GPS虚拟现实技术创建的测绘环境，常常具有交互作用、逼真等优点。同时，在GPS系统中，不只是虚拟现实技术，还有计算机绘图技术，都可以高效率地描绘出清晰的三维图像，从而建立科学的工程测绘流程，准确地指出重点测量项目，以及需要注意的安全事项。除此以外，采用工程测绘合理地分析模拟流程，可以有效地解决传统测绘技术应用效率低的问题，而且可以增强测量方案的安全性、技术性和可操作性。比如：现阶段，在我国矿井工程测绘工作中，应用较广泛测量技术就是GPS系统虚拟现实技术，通过运用GPS虚拟现实技术，可以及时地监测出测绘方案中存在的问题与弊端，以便尽快组织相关人员进行修改与完善，最大限度地确保工程测绘中GPS测量技术的合理运用。

3、施工水准点的测定。传统技术进行工程水准测量时，设计单位几乎都没有进行实地考察和严密预算，以至于水准点的距离普遍较大，比如：设计单位会给出距离在500-100m范围内的水准点，因距离偏大，所以不便于施工。而利用GPS接受机收集卫星信号，进而测量和确定临时的水准点，可以更加地协调工程观测的进程，确保测量结果的精确度，而且能够提高工程测量的工作效率，大致的作业步骤表现为：安置天线——操作接收机——观测记录。进行测量时，需要严格按照技术设计制定的观测计划来观测，比如在大型公路项目中，进行实地测量时，可以采用GPS测量技术，然后观察卫星同步图片，全面分析路基高度，再根据地貌和地形，沿公路线每隔200m左右，设置一个施工临时水准点。实际上，临时水准点可以设置于附近的机井台、房基等，这些地方一定要坚固；埋设过程中，需要详细记录每一个加密的临时水准点位置。

四、结束语

综上所述，在现代工程测量中，研究GPS测量技术至关重要，其不但提高了工程测量的效率和可靠性，而且降低了作业强度。不过，应用GPS测量技术时，同样避免不了错误，且难以察觉，这就要求从事工程测量的技术人员不断摸索和总结GPS测量技术的运用方法，从而充分发挥GPS测量技术的应用价值。

参考文献

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[2]张莉.GPS技术在工程测量中的应用探讨[J].计算机技术与信息发展.2011（9）

[3]杨雪樵.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].价值工程.2014（17）

[4]连来舒.现代测绘技术在建筑工程测量中的应用[J].城市建筑,2014(21)