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

王龙花

370126199006156246

摘要：随着信息的发展，GPS测量技术在工程的各个领域得到广泛的应用。GPS成图技术主要包括三个方面，即空间方面，控制方面，用户方面。空间部分则是由一颗装有高精密原子钟等装置的卫星构成，用以将位置资料和精确的时序资料传送给测量员；控制部分是指设在地表上的信号监控站，主控站，注入站等，其作用是与卫星进行数据交换和指令传输；在用户部分中，最重要的是由用户自己所携带的能够接受和处理信息的软件，以及智能设备等。三个部分一起使用，完成了地图绘制的作用。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

1GPS测量技术相关定义

GPS测量技术是以人造卫星所进行的点位测量技术为基础，在使用 GPS测量技术的时候，可以在人造卫星数据的引导下，构建精确的控制网，然后按照控制网内的点位对地面的公路、建筑物、隧道、大坝进行测量。GPS与其它的测量方法相比，具有实时、实用、精确、耗时少等优点。众所周知，利用 GPS技术进行的工程测绘，其观测资料的准确度可以达到分米级和厘米级；在实际应用中， GPS的动态测试只需要数秒到数分钟的时间，而静止的则可以达到一定的时间。除此之外， GPS测量的操作过程非常简便，可以选择的点位范围非常广泛，并且可以降低测量费用，可以满足建筑工程、路桥工程、隧道工程等各种工程项目测量的基本需求。

2GPS测量技术

2.1GPS测量技术特点

GPS技术在工程测量中，由于其不需要通视，高精度，全天候工作，操作简单等优点，被广泛应用。GPS测量技术不需要通视，只需要在工地上布置测点，就可以获得野外的资料，有很大的自由选择空间。GPS测量技术的高精度，以近程为主导， GPS系统对小区域的精确定位，比传统的手工测量方法要精确得多。同时，在进行中、远距离的测量操作时，还能维持较高的测量精度。GPS测量技术具有全天候工作的特点，测绘人员只需要到各个测点布设天线，安装 GPS接收装置，就能在不需要人为干预的情况下，进行实时的野外观测，从而达到全天候工作的目的，从而提高施工精度，并及时发现异常现象。GPS测量技术又有简单易用的优势， GPS测量系统的 GPS接收器和其他仪器都是高度自动化的，测量人员只需要知道仪器的使用方法，在仪器安装好后，设置好参数，测量好天线高度，就可以操控仪器进行野外数据的收集，所以测量的效率和精度都受到了很小的影响。

2.2GPS测量技术优势

与传统的测量方法相比， GPS测量方法具有快速、低劳动强度和可靠等优点。第一，在测量速度上， GPS测量技术具有静、动两种测量方式，在前期准备工作结束后，由测量者操作仪器，只需30分钟就可以完成静、动、位两种方式就可以在几分钟之内就可以完成，从而快速地完成工程测量任务，同时确保了测量的准确性。第二，从劳动强度上来说， GPS的工作不会受到复杂地形的影响，它可以根据实际情况，随意布置各个测点，并且可以将自己的仪器和设备带到各个测点上，所以它的工作量和劳动强度都要比传统的测点要小得多。第三，关于观测数据的可信度， GPS观测系统所获取的观测数据的准确性并不受复杂气象、场地地形、人为操纵等因素的影响，在实际使用过程中，其观测和定位精度均维持在毫米级别，且其误差在可以接受的范围之内，完全可以满足工程观测的需要。

2.3GPS测量技术应用场景

目前， GPS伪距差分制图技术是我国建设项目中使用最广泛的一项技术，目前商业上使用的 GPS伪距差分制图技术基本上都是使用该技术。该技术的主要应用是根据参考站的接收机设备，然后将这一通过计算得到的距离具体值与包含误差的测量值进行对比，最后将与所有可见卫星的测距误差传递给测绘人员。测绘人员能够通过测距误差来对测量的伪距进行校正，最终在校正后的伪距的基础上，获得与观测点位的准确位置有关的参数，在消除共同误差后，就可以获得更加准确的观测点位信息。

3GPS测量技术在工程测量中的应用

3.1GPS测量技术的静态测量

在进行前期工作之前，应做好前期的工作，以保证施工过程中的安全和准确。首先，在进行勘测之前，要对勘测的需求、标准等进行详细的研究，并结合气象、地质等多种因素，制订出一套科学、合理的勘测计划，并组织专家对勘测计划进行论证，以确定勘测计划的合理性与科学性。需要定位点的选取。在 GPS静止观测中，点位的选取是最基本的工作。在选定点位之前，有关工作人员要收集数据，明确测量区域，明确测量地点，需要测量的测量地点，测量点的数目，观测点的布置等。一般而言，为了充分利用点位的观察作用，应当选取具有较大视觉范围的点位，从而有效地控制点位间的路径偏离。此外，为了确保 GPS测量时卫星信号的稳定，还应该选择一个稳定的观测点。在野外实地观测过程中，测量者应事先搜集到的星图预测资料，以此来制定观测方案，并在方案中注明各观测点的观测次序、工作流程和工作重点。之后，测量人员按照顺序去各个观测点，激活 GPS接收机，并在接收机上设定参数，在观察过程中，若出现了卫星失锁的现象，就会将记录中断，然后反复进行观察工作。为了确保测站位置资料的精度，测量工作者可依据观察基准的长短，对每一次测站的连续观察时间进行控制。对资料进行内部加工。在数据内业的处理中，测量者对收集到的外业数据进行总结和整理，按顺序进行数据预分析和平差验算。其中，在数据的预分析阶段，测量人员利用软件自带的工具，对外业观测数据以及有关的信息进行了梳理，详细地检查观测点数量、基线量和坐标差的准确性，若发现有异常，就根据精度与网型的需求，重新进行外业测量或补测。

3.2采集高程点数据

测量者利用全球定位系统接收器接收到的卫星讯号，并将其上的经纬座标放入该接收器中。然后，通过 GPS手册中的坐标变换参数，获得该观测点的3D空间坐标值，然后，将 GPS接收器放置于下处点位，进行设备安装和参数设置，最终得到该观测点的所有观测资料。最终，由测量人员收集高程点数据，对相同截面中的各个基点同时进行测量，在流动站手簿中输入高程线，对所采集的信号进行坐标转换，从而获得高程点数据，反复以上步骤，实现所有高程的测量。与此同时，在进行高程测量的过程中，当有必要进行水面测量的时候，就必须在现场安排工作船只，在船上安装天线并装载数字测深仪，当测量人员将船只行驶到设计的位置之后，就可以进行测量工作。

3.3进行数据分析

GPS测量技术在实际应用过程中，还应该借助计算机技术，对工程测量数据进行有效地分析，并对各种参数进行精确地核算，从而确保工程测量的精度和整体质量。例如，在现场检查技术的基础上，测量人员可以对 GPS测量数据和工程测量状况之间的一致性进行评价，并构建 GPS工程测量数据库。在明珠湾大桥工程中， GPS基线解算与内业平差是 GPS后复测网络资料处理的两个重要环节。在基线处理方面，利用华测 CGO资料处理软件，与 GPS检测点的基线解析相结合，得到了相应的观测点。校核野外实测资料时，可以通过基线解算，校核野外实测资料，同时校核野外复测基线侧和三侧同步环形基线侧。

结语：

GPS测绘技术的运用，给我国的工程测绘技术系统和测绘工作带来了崭新的发展机遇。测量工作者要对 GPS测量技术在水利水电工程测量中所起到的重大意义有一个清晰的认知，要明确技术的运用理念，要对 GPS技术在平面控制测量、水准测量等方面的运用有一个比较完整的了解，这样才能将 GPS测量技术更好地运用到工程测量中去。

参考文献：

[1]唐大健.精度控制在建筑工程测量中的应用[J].中阿科技论坛(中英文),2021(03):46-48.

[2]田九玲.基于GPS技术在建筑工程测量中应用研究[J].粘接,2021,45(02):111-114.

[3]雷带珍.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用分析[J].科技风,2020(31):102-103.

[4]张红利.高层建筑工程测量精度分析与控制[J].居舍,2020(29):177-178.

[5]黄贵勇.研究建筑工程测量中的常见问题及解决方案[J].低碳世界,2020,10(07):88-89.