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

胡晓霜

辽宁润汇测绘有限公司   辽宁沈阳   110000

摘要：当前，随着我国科学技术的不断发展，GPS技术在各领域都得到了广泛的应用。在建设工程中，GPS测量技术具有操作简单、自动化程度高等优点，可以有效提高工程测量的效率和精度。本文对GPS测量技术的优势进行分析，并就GPS技术在工程测量中的应用进行了探讨。

关键词：GPS技术；工程测量；应用分析

1 GPS测量技术概述

1.1 GPS系统

GPS系统主要是由3部分共同组成的，即空间卫星、地面监控系统和卫星接收设备。由二十几颗空间卫星分布于6个轨道平面上。因此，在任何时间和地点都能够接收到卫星信号。地面监测系统作为GPS中央控制系统，其能够同步对卫星定轨进行跟踪。GPS接收设备主要是由GPS接收机、数据处理软件及相庆的气象观测仪器设备组成的，具体通过接收GPS卫星信号来实现对卫星信号的导航和定位。

1.2 GPS测量技术的原理

GPS测量技术在实际测量应用过程中，其是利用高轨测距的方式，以观测站至GPS卫星之间的距离作为基本观测量，并通过一定距离运算而得到所测位置的三维坐标。具体需要通过伪距测量和载波相位测量来获取预测量的距离数据。在伪距测量中，通过对GPS卫生信号到达地面接收器的传播时间进行测量，其对观测点的定位速度具有积极的促进作用。在载波相位测量中，其通过对卫星载波信号与接收器等产生的参考载波信号的相位差距进行测量，可以保证测量的准确性的精度。

2 GPS测量技术的优势分析

2.1测量定位结果精度较高

GPS测量技术是基于GPS技术原理开展工程测量工作，及时只有一个卫星将信号传送给相应的接收机，也能够实现高精度定位。在实际工程测量当中，由于GPS技术的卫星覆盖范围较广泛，也就是说GPS接收机可以接收到许多卫星发来的数据信号，这更加提高的定位数据精度。测量人员还需在大量数据信号中通过判定与筛选的方式提取可靠信号，同时对许多卫星测量信号进行计算时，也要将误差控制在1mm范围内，这对于一些定位精度要求颇高的工程来说较为适用。此外，运用GPS测量技术还可以不考虑观测点之间的透视，这也会提升测量工作的可操作性及流畅性，因此，该项技术在工程测量中具有很高的推广价值。

2.2 操作便捷

随着信息技术的全面化发展，GPS接收机逐渐完善，且自动化水平持续提升，为技术人员带来操作便利。在测量实践中，只需在测量范围内安装仪器，连接电缆，详细记录数据信息，确保GPS完成测量工作。完成测量工作后，技术人员只需关闭电源，连接仪器设备，就可以高效采集数据信息。

2.3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。

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

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。

4 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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