GPS测量技术在工程测量中的应用

GPS测量技术在工程测量中的应用

周丽华,石敏

夏津县自然资源局 山东省德州市 253200

摘要：工程测量是工程项目建设的重要基础，新时期工程测量技术不断创新，GPS测量技术的应用更是具有成本低、效率高等特点。文章对GPS测量技术特点进行分析，探讨GPS测量技术在工程测量中的应用。

关键字：GPS技术；测量技术；工程测量；GPS测量

引言

GPS测绘技术是当前国内全新的现代化高科技管理手段，与传统测绘工作方法相比，GPS测绘技术有着更加突出的效率和精确程度，从而更便于实际操作。GPS测绘技术的出现不但能够大幅提高行业效率，同时可以有效保证工程测绘的最终效益。因此，工程测绘过程中合理运用GPS测绘技术具有十分重要的意义。

1GPS测量技术的原理分析

基于GPS技术的定位测量系统原理为，借助于接收GPS信号的工具以及发射该信号的卫星设备，确定卫星与接收机之间的实际距离参数，然后测算卫星发出一直到被反射回信号的整体时间，进一步计算测量点的准确坐标数据。GPS的测量定位最原始是运用了空间的后方距离交会测定指定点坐标方法，具体来说，实际测量载波信号时，可能会同时选择4颗卫星，也可能数量更多，其中将信号从发射到反射回卫星装置的时间设为t，而卫星与实际测量位置两点距离为S，那么其定位测量的公式可表示为S=c*t/2，其中，卫星的三维坐标位置参数是可以获取的，再结合公式进行计算，就可以得到更为测量点的准确坐标数据。GPS测量技术的实践方法有许多种，在实际测量工作中具体采用哪种类型方法还需结合实际情况判断。

2GPS测量技术特点

2.1观测时间短

GPS可以对待观测对象进行实时定位与导航,以此来满足高动态运动载体在导航方面的需求。在接收器中应用GPS技术,极大地缩短了静态相对定位数据的采集时间,它只需1h便可完成数据采集,并且能够保证数据的完整性、真实性。在GPS测量技术的支撑下,建立完善的控制网,也可以起到减少观测时长的作用,从而有效提高观测效率。现如今,科技的进步使GPS技术得到了快速发展,并且扩大了相对静态数据的定位范围（最大可达20km）。观测时间需要16min～20min,定位时间只需要几秒钟。

2.2精准性高

作为信息化技术的特色内容，GPS完美地继承了精准性的优点，通过动态化的操作内容，能够打破传统测量技术中的空间与时间特性，操作相关设备便能够在短时间内获取到较为完善的高程信息以及地理坐标内容，而这要归功于人造地球卫星，通过对卫星的应用，能够有效提高数据的真实性与实时性，所花费的时间较低，在成本管控上也能够实现有效保障。

2.3可操作性强，操作环境要求不高

GPS监测技术在工程建设监测中的使用，极大地提高了工程建设的监测效率。人员不需烦琐地操作就能够轻松监测，相对于传统的地面监测设备，这种技术更好使用，同时，也降低了人员的工作压力，从而开拓了获取信息的新渠道，能够收集更多的资讯，从而极大地提高了工程建设监测的效率。GPS监测技术能够通过卫星来获取信息，不需要过多的人力干预，监测结果不但显示具体的三维位置，而且还能够反映某地方的区域信息内容，从而更好地服务于工程。

2.4经济性能良好

在工程测绘中，应用GPS技术的价值显著。在工程测绘中，应用GPS技术，可以减少技术与费用投入比例，经济效果显著。GPS技术，可以降低费用支出，主要是由于GPS测量技术效率高，可以缩短工程测绘周期，降低成本费用。GPS技术测量操作中，测量站互通要求低，可以缩短测绘时间，减少人力资源投入，降低人力成本。

3GPS测量技术在工程测量中的应用

3.1GPS布网工作

GPS测绘技术在布网工作中具有很大的意义，能够对航线上或带状的工程项目实施测绘，如对某些引水工程项目实施测绘。在实际测绘过程中，技术人员可以选用点连式或边连式的方法，发展三个相交点的图形。如果针对某些建筑枢纽开展建筑施工，技术人员会选用边连式、网联式的方法对其进行设定，以更有效地提高网格数量的准确性和力度，提高GPS控制网格数据的准确性，从而大大提高工作质量。此外，由于GPS测绘技术在实际使用过程中并没有受到气候条件的影响，而且测绘的速率较快，对定位要求的成本也较低。如果某些地理条件比较复杂，那么GPS测绘技术还可以通过虚拟现实的技术手段对具体位置进行仿真，对某些重要的内容或特定的地区使用三维空间图像技术来加以呈现，能够从多种视角对物体进行检测，从而提高检测数值的准确度，大大改善工程品质。

3.2静态相对定位技术

工程测量中的GPS测量技术广泛运用的形式之一就是静态相对定位技术，而该项技术实施具体还分为两种类型：其一是GPS1+N相对定位模式，其二是常规静态测量定位模式。对GPS1+N相对定位模式进行分析，先是要确定2个或以上数量的已知点，然后开展定位处理，将其中一台GPS的接收机设备当作是基准站，其余的接收机设备则作为移动站，控制好移动站和基准站之间的相对位置关系，并结合已经获得的两个点位确定绝对位置。比如说GPS1+N相对定位模式可以在一定的测绘范围内实现快速地形测量，方便于工程的放样作业，相比于常规测量具有高精度、速度快、可操作性强的优点，而不足之处则在于可控制测量的范围都是围绕着已知点，具有一定局限。对常规静态测量定位模式进行分析，其是指基于3台或是以上数量GPS接收机完成的测量作业，先是构建已知点的坐标，然后实现4颗GPS卫星以上的同步测量，基线端点的位置保持不动，但需基于基线长度参数以及实际观测等级，一般可以保持的观测时间超过45min，尽可能延长了观测时段，也提升了效率，这种形式需要GPS接收机设备全部同步运转，还要保证接收机设备周围环境符合要求。在一些变形监测领域以及精密工程当中，GPS的静态相对定位还需基于载波相位算法，同时可采用卡尔曼滤波算法来降低误差，获得精度较高的定位结果，GPS静态相对定位技术也可与BDS技术结合运用，构建出双系统观测模型，进一步提升精度。

3.3精密工程测量

GPS测量技术在各领域中得到了广泛应用。与传统的测量技术相比,GPS测量技术在检测精确度方面更具优势,其具有测量效率高、操作简单、成本低等优点。因此,GPS测量技术适用于精密工程测量。比如,在隧道贯通测量工作中,施工单位需要保证隧道贯通精度。因此,施工单位需要测定隧道开挖方向,并且控制隧道的标高与坡度,从而保证开挖方向的准确性。另外,施工单位还需要合理应用GPS测量技术,严格控制开挖施工顺序。隧道内的通视条件较差,因此,施工单位必须多次设置新的测量点和后视点,从而保证隧道开挖面的安全,提高开挖效率。总之,应用GPS测量技术,有利于提高精密工程测量质量。

3.4GPS虚拟现实技术应用

通过GPS虚拟现实技术开展工程测量就极大地减少了此类事故的出现。而且，GPS虚拟现实技术还具备了真实感和交互作用强等优势，很大地方便了地质复杂区域的工程测量工作。虚拟现实是近年来出现的高新技术，由计算机生成具有三维空间的虚拟环境，用户在此环境中利用特殊装置，以最自然的方式与环境交互，通过操作控制环境，从而产生身临其境的效果。它可以将一系列的物理模型、数据结构动态、三维建模等以逼真的三维图形展示出来。随着计算机性能的不断提高以及人们对事物直观性、准确性、清晰度的要求，虚拟现实技术已经广泛应用于生产和生活的各领域各行业。

结语

综上所述，大部分工程建设过程中，测量工作都是重点，为了保证测量结果更为准确，GPS测量技术得到了广泛运用。在工作中还要强化GPS技术优势分析，强化GPS在工程测量中的应用，更好的开展工程项目测量工作，从多方面提高现代化工程测量水平。

参考文献

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