GPS测量技术及其在工程测量中的应用

GPS测量技术及其在工程测量中的应用

樊经宇

中铁六局集团太原铁路建设有限公司山西太原030000

摘要：随着21世纪经济的不断发展，科技水平的不断提高。在新兴的众多科学技术里，GPS测量技术的发展也极其迅速，它具有测量时间短、精准度高、技术含量高等优点，所以应用范围也越来越广泛。尤其在工程测量中，GPS测量技术日益突显出其重要性。本文简要阐述了GPS技术及GPS测量技术的概况，分析了GPS测量技术的特点，对GPS技术于工程测量中的应用进行分析，笔者进行论述旨在进一步提高现今GPS测量技术的水平。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

近年来，随着社会的发展，科技技术的进步，作为科技技术之一的GPS技术也迅猛的发展。GPS全称GlobalPositionSystem，中文含义全球定位系统，接收信号的装置通过由其和全球通信卫星组成一个无线电导航定位系统中接收实时信号，从而为用户提供准确的位置信息、时间信息以及导航信息。随着技术的推进，GPS因为其具有全天候、全球性、连续定位性、抗干扰能力强、保密稳定等特点，因此GPS受到了广泛推广和使用，如今已经成为主流的卫星导航和定位工具。在测量工程中，精确的测量技术一直是我们关注的重点，自从将GPS引入至测量工程中，不断发展GPS测量技术，现在GPS测量技术在其工程测量中扮演着至关重要的角色。

1GPS及其测量技术的概述

1.1GPS系统

GPS全球定位系统是由地面接收站和空间卫星群两部分组成。理论上只需要两颗卫星就可以全球定位，但是现实中使用了24颗卫星均匀分布在六个轨道上组成空间卫星群，其中卫星高度约20万公里，运行周期约12小时。通过对卫星的这样布局，信号接收装置在地球的任何一个地方均可以保证同时接收到至少4颗卫星的数据，多则能达到11颗。信号接收装置，也就是GPS用户部分，通常由GPS接收机、终端设备以及数据处理软件等，通过GPS接收机接收信号数据，然后通过数据处理软件进行数据处理，最后终端设备进行信号导航定位。

1.2GPS测量技术

GPS测量技术属于新兴发展起来的高新技术之一，从上个世纪八十年代开始，人们才逐渐开始接触GPS，当时GPS应用范围不广，主要用于航天航空领域，但是随着社会的发展，科技技术的不断创新，GPS的优点不断被发觉，因而GPS的使用范围也被不断的拓展。当GPS第一次融入到测量工程中时候，GPS由于其本身优良特点、定位精度高、自动化方便等特点而被逐步认为是测量领域中的一颗新星。如今，GPS在测量领域的应用有了长足的进步，它已经成为测量工程领域中测量的基础方法了。在GPS测量技术中，具体测量过程为卫星群是一些已知位置的系列点，通过至少4台卫星同时定位目标，从而可以产生出四组三角形计算面，然后通过相应的数学解方程组，最终求出目标位置。具体的测量技术包括动态和静态两种，动态指的是通过全球定位卫星系统，采取在地面实地放样法来获取测量点的位置坐标信息；而静态是指通过卫星的相关信息进而推算出测量点的坐标信息。

2GPS测量技术的特点分析

2.1定位精度高

定位精度高是GPS测量技术的主要特点之一，通常情况下GPS测量精度和红外仪测量的结果相差较小，据相关资料数据显示，在双频GPS接收机基线解精度为5mm+1xD，而后者的精度为5mm+5xD，但是随着测量距离的增加，GPS测量结果的精确性就尤为明显。由此可见，GPS测量技术的精度适用距离很广，这也就奠定了它在测量领域的广阔应用前景。

2.2观测时间短

GPS测量技术在测量工程领域中进行工程测量时，整体消耗时间较短，通常情况下采取GPS布设控制网，那么在每个测量站上会消耗半个小时波动十分钟左右的时间；倘若采取快速静态定位的方法，其测量时间还会进一步缩短。

2.3操作简单

通常一项技术操作的难以程度也是决定其在同类型产品中的应用价值，由于GPS测量技术中已经融入了高度的自动化技术，这就使得操作人员在整个测量工作中操作量大大减小。操作人员只需要将测量天线整平对中，然后量取高度，最后打开开关进行自动化测量即可。测量完成后通过数据处理软件进行数据处理从而得出目标点位置。

2.4提供三维坐标

GPS测量技术的测量结果可以提供高度坐标，也就是说GPS测量结果包含横、纵、高三维坐标。一般情况下，定位结果包含横纵二维坐标，但是GPS可以测量出海拔高度，从而可以给出高度位置，确定三维坐标。

2.5全天候工作

由于GPS测量技术应用的是全球定位系统，全球定位系统24小时不间断工作，因此GPS测量工作可以任意时间任意地点的进行测量工作，并且GPS不受天气影响（特别恶劣天气除外）。

3GPS测量技术在工程测量中的应用

随着GPS测量技术在测量工程领域的不断深入，越来越多的GPS测量技术得到完善，并且深入测量工程领域。在实际的测量工程中，存在着很多我们无法通过普通方法获取的数据情况，但是GPS的引入后这一个问题得到了解决，因为其测量精度高、准确、效率高等，因此GPS测量技术在测量工程领域深受欢迎。下面介绍几种GPS常用测量技术：

3.1控制测量

因为GPS测量技术中包括动态和静态两种方法，两种方法适用范围略为不同，需要根据实际情况作出适当选择。例如，在隧道工程中，我们需要建立一个相应的控制网，并且控制网的精密性必须达到高要求方可，这样可以通过静态方法进行GPS测量。又例如，对于公路的控制测量，由于通常情况下我们需求的精度不是太高，因此可以采用动态方法，从而实时获取GPS定位数据，定位数据可能会出现一定的波动期间，但是当达到测量精度时候就应当马上停止整个测量。

3.2施工水准点的测定

施工水准点的测定是GPS测量技术中较难的技术之一。以前，我们在测量过程中因准备不充分、技术不到位、预算不充足等问题，在施工水准点的测定中错漏百出，测量结果严重精度不足。那么精度的不准确将会为后续的施工带来很多麻烦事情，因此很有必要提高施工水准点的测定的技术方法。GPS测量技术通过接收卫星信号，从而准确定位临时水准点的实时位置，因而可以相比以前明显提高测量精度，那么对于工程的帮助将大大提高。但是，值得一提的是在进行施工水准点的测定的时候有必要严格按照相应的标准执行，从而有效控制测量工作的进行。

3.3大比例尺地图绘制

地形图在建筑施工过程中有着重要的作用，它是一种通过一定的手法将实际的情况在图纸上进行绘制，图纸中的比例大小与实际情况相辉映。在传统的制作方法过程中，测量物体之间的距离工作量繁琐，耗时长，并且测量结果误差较大，图纸的制作严重退后的工期的进行。如今，采用GPS动态测量技术，可以实时的获取各个点的位置信息，在测量过程中按照线性测量，线上取若干个点，每个点测量时间2分钟，最后将所有点数据组合起来应用于绘图软件，从而制作出大比例尺地图。

结论

随着现代科技的不断向前发展，GPS测量技术也是当今时代产物之一，对社会的发展起到了极大的促进作用。GPS测量技术应用于工程测量以后，较大的减少了工人们的工作强度，GPS测量技术具有定位准确度高，观测时间短，操作简单、自动化程度高的特点，在工程测量中，很多重要复杂的参数人力用平常的方法难以获取，借用GPS技术以后大幅度地提高了工程测量的可靠性与精准性，所以GPS测量技术在工程中的应用也越来越广泛。本文主要对GPS测量技术与它在工程的测量中的应用进行研究，希望在和技术人员一起不断探索的情况下，GPS测量技术的功能会更趋近于完善，将该技术的应用范围进一步拓展开来，使更多的行业都能感受到其先进性。

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