工程测绘中GPS测量技术的应用发展李宇桐

工程测绘中GPS测量技术的应用发展李宇桐

李宇桐

黑龙江省地质测绘地理信息院150036

摘要：GPS测量技术的应用水平不断提高，新时期，该技术在各行业中发挥了较高应用价值，尤其是工程测绘方面的应用越加广泛，已经实现了工作质量、工作效率的大幅提升。本文针对GPS测量技术在工程测绘中的应用现状和优势等进行了探讨，并在此基础上提出了工程测绘中的应用实践，以期为工程测绘中的应用提供一定参考价值。

关键词：工程测绘；测量技术；应用

1、GPS技术工作原理

GPS系统又称之为全球定位系统，主要运用球定位系统中的距离交会法，其工作原理是：固定主要设备———GPS接收机。由于发送定位信息的时间无法确定，因此GPS接收机接收定位信息的时间也无法确定，具有一定的随机性，但是满足接收信息需要保证三颗或三颗以上的接收卫星数量。最后，运用相应的技术和方法仔细的处理接收到的信息，对其具体的时间进行推断并计算，卫星和接收机之间的主要路程有三种，分别是cNS、bNS、aNS，这两者之间的距离要准确的计算出来，即可确定接收信息卫星的具体位置，即三维立体坐标。GPS测绘基本上会运用到地固坐标系统和空间固定坐标系统这两类坐标系统，但是无论运用哪一种系统都要讲究因地制宜的原则，根据实际情况来确定，当然，也不排除同时使用、交叉运用这两种坐标系统的可能性，实际上这种做法可以增加目标定位的准确度，使观测效率大大提高。

2、GPS的特点特征

首先，GPS技术具有精确度高的特点在过去很长一段时间内，我国在工程测绘中应用的一直是传统的测量技术，在传统测量技术的应用过程中有一定程度的发展，但由于传统测量技术的精确度较低，因此逐渐被GPS技术所取代。相对于前者来讲，GPS技术在精确度方面能够得到很大程度的保证。GPS技术具有静态测量的功能，通过静态测量，其结果已经达到了能够以毫米进行计算的水平，这在传统的测量技术下是达不到的，由此可见，GPS技术具有很大程度的先进性。

其次，GPS技术具有测量时间短、效率高的特点除了测量精确度高之外，GPS技术还具有测量时间短以及测量效率高的特点。在传统的测量技术下，由于缺乏对相应软件的使用，因此需要大量的人力去完成具体的测量工作。GPS技术的出现及应用很好的解决了这一问题，同时，对于相应软件的应用也大大的提高了测量效率，节约了测量时间。

再者，不着重通视过程。在传统的测量技术下，工程测绘工作的完成通常需要通视过程，这样的需要为测量过程的顺利完成带来了很大的阻碍，同时也延长了测量时间，这对于测量效率的保证十分不利、GPS技术的应用不着重通视过程，因此得到了工程测绘领域的广泛认可。

3、工程测绘中GPS测量技术的应用

3.1GPS定位技术的应用

在工程测绘过程中应用GPS定位技术时，屋面主要是其与物理学科相关理论的有机结合，并根据GPS系统空间分布的卫星与地面接收装置完成对相关测量物体的定位观测工作。如今，很多国内外工程在测绘工作中对GPS测量技术的定位应用有两方面，分别是静态相对定位和动态相对定位。静态相对定位所需要的观测时间比较短，而且操作简单易行，只需将多台地面接收装置排列成一条或者数条基线即可，最后将所测量的数据上报有关技术人员加以分析与整合。与静态相对定位相比较而言，动态相关定位较麻烦，它不仅需要依靠载波进行测量，需要精确度高的控制点作为测量工作的控制基站，还需要安装多台地面接收装置连续接收多角度、连续性的观测结果，并及时将相关信息报送到接收部门。一个GPS接收机要能实现三维定位，至少需要接收4颗卫星。对于实时厘米级定位精度，则要求同时接收5颗以上的卫星。在理想情况下，因为GPS系统有24颗卫星环绕地球运动，因而，通常在水平角10°左右就可观测到7颗卫星。如果所观测的地方位于大山、建筑物等附近时，则所观测的卫星就会相应地减少，这必然会影响到接收机的准确定位，因此，某些应用还要与惯性导航技术相结合，才能将GPS系统的真正作用发挥出来。

3.2水下地形测绘中GPS的应用

GPS技术在进行水下地形测绘的过程中要形成一个完整的水下测绘系统，相关负责人员要注意将GPS机与测深仪、差分GPS接收机、潮位仪与终端设备进行完整连接。GPS接收机接收的主要信号来自于GPS卫星信号和差分基站的信号。我们可通过实例加以说明，当船开始行驶时，我们首先要在计算机中输入测量阶段的起始坐标，通过GPS接收机将所测量的坐标值准确无误地输入到计算机系统中，接下来是对坐标值进行参数的转换与相关计算工作。在具体测量过程中，测量工作者要注意严格按照导航监视器的跟踪路线及时修正航向。在进行测量、定位工作时，相关技术人员要操控计算机，使其自动完成数据记录工作，并及时进行存储。

3.3GPS水准测量的应用

在工程测绘的所有项目中，水准测量是其中较为常见的一种测量项目。传统的测量方法存在一定的弊端，只是使用计算机预估出测量的水准点，而没有进行实地考察验证，导致所测出的水准点与预估出的水准点之间有较大的差异。而现在应用GPS水准测量可以完全避免此类情况的发生，GPS水准测量主要是通过GPS接收机获取相关导航信号，然后进行跟踪记录。在外业实地观测中，测绘人员要注意在每阶段的测量中都要严格遵守相关规定，按步骤进行，这样才能避免误差的出现，最大限度地提高测量结果的准确性。现以大型公路工程项目测量为例进行说明，在该项目中，首先测量人员可通过GPS测量技术观测卫星同步图片，其次按照该公路路段地形特征对其高度进行准确分析，寻求最佳的测量方法，注意要在沿路地区每隔200m建立一个施工用水准点，最后在设置水准点时，测量人员要注意将其选在比较牢固的地方，并对其进行及时、全面的记录。

3.4监测工程变形中GPS的应用

在工程建设的整个阶段中，会出现很多突发事件，工程变形现象是其中一个较为普遍的难题。出现工程变形的原因有很多，有人为因素，比如人为失误造成建筑物的变形等以及其他因素（例如建筑物出现不同程度的位移）等。GPS测量技术的成功应用解决了上述难题，原因在于其具有三维定位的功能，而且精确度高。在实际工程建设中，工程变形现象时有发生，例如建筑物的塌陷、大坝变形等，大坝变形是由于其长时间受到水的冲击作用，时间一长，很容易出现变形现象，因此要尽可能地减少意外情况的发生，提高大坝的可承载力。我们在检测工程变形中使用GPS测量技术可有效避免此类情况的发生。GPS测量技术的作用主要是当大坝出现一定的变形时，GPS测量技术可迅速监测出具体的数据，而且精确度非常高，报送给相关负责人员，以便及时采取有效的措施加以制止。GPS测量技术在工程变形中的应用不仅可以提高工程测量的准确性，还促进了大坝测量工程的自动化与信息化发展，具有深远的影响力。

结语

总而言之，在工程测绘中使用GPS测量技术，不仅可以提高工程测绘的准确性和可靠性，还可以在一定程度上提升工程测绘的整体效果，有效降低工作难度与强度，在提高工程测绘的自动化程度中发挥着巨大的作用。在今后的工程建设中，GPS测量技术将在其中担任工程测绘的主要角色，并且随着GPS测量技术的不断发展壮大，它也会在更多的领域发挥其潜在的价值。

参考文献

［1］常文智，韩小波.GPS测量技术在工程测绘中的应用［J］.商品与质量：建筑与发展，2011（10）：117-127.

［2］任建江，李冬梅，严新军，等.GPS测量技术在水利工程高精度变形监测网中的应用［J］.水利水电技术，2014（02）：145-146.