GPS系统在工程测量中存在的问题及优化措施

GPS系统在工程测量中存在的问题及优化措施

安雪莹

身份证号：410103198305101361

摘要：当今，我国经济发展十分迅速，经济与科学技术的发展变革，衍生出了GPS技术，这一技术也被称之为全球定位技术，其所具备较强的自动化特点与优势，智能性良好，在工程中的应用成效明显，是测量作业中深受广大工作人员认同的技术。为了更好地发挥出技术特性，就需要工作人员深刻分析与研究，将GPS技术与测量工作有效结合，借助技术的作用，提升测量精准度。现阶段，一部分工作人员对于GPS技术的研究不到位，没有深刻理解GPS技术的价值含义，在新时代背景下，必须强化对GPS技术的分析与探索，全面挖掘其技术意义，将GPS技术更好地应用在测量作业中，这样才可以保障各项工程的建设具有坚实高效的信息基础。下文将对GPS原理进行说明，希望可以为测量工作做出贡献。

关键词：GPS系统;工程测量;问题;优化措施

引言

对GPS技术应用于建筑工程测量时的优点进行了介绍。在此基础上，以GPS伪距差分定位测绘技术为例，对这种技术应用于工程测量时的原理、公式计算过程、主要数据信息来源深度逻辑等内容进行了较为深入地分析，明确了GPS测绘技术的价值，希望为工程测量人员提供一定的参考。

1GPS技术概述

1957年10月4日，苏联发射世界第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号（Sputnik-1）。卫星入轨后，科学家意外发现：当卫星过境时，地面站测量可检测到明显的无线电信号多普勒频移信息，该信息可用于卫星轨道确定。这一发现和研究成果促使美国海军设计建造了世界上第一套卫星导航系统——过境卫星系统，用于解决船舶在海面上的定位导航问题，开启了人类利用人造卫星进行导航定位的新时代。20世纪中期，美国发展了基于多普勒的卫星导航技术，用于卫星定位和测速。地球物理勘探技术的出现使其达到了一个新的高度，成为地球物理勘探的重要组成部分。多普勒定位技术具有定位速度快、不受恶劣天气影响、分布准确等特点。在测量点，利用卫星采集的数据可以得到该位置的三维地心坐标。多普勒接收机于1975年在海南首次投入使用，并与中国进行了一次标准的联合试验。多普勒大地测量网的测量已经从美国子午线卫星、苏联卫星定位等多个方面进行，但在卫星数量多、时间长等方面仍然存在很多问题。美国在轨道上只有六颗卫星，它们都在北半球和北半球的轨道上。由于经常使用接收机对卫星进行观测，需要大量的数据，所以每颗卫星的定位精度在10米以内。在17颗合格的人造卫星上，其定位精度将大大提高，最高可达0.5米。由于观测量大，无法进行精确的定位和测量，因此无法应用于GPS，限制了其应用。子午线卫星的轨道很小，其电磁信号也很小，很难消除对其的影响。由于子午线卫星的位置误差很大，误差只有一米，因此在很多领域不能应用。为了解决上述问题，美国一直在探索一种更加准确、快速、准确的定位系统，由此产生了GPS卫星导航系统。

2GPS系统在工程测量中存在的问题

2.1技术自身方面的限制

目前，GPS技术在工程测量中的应用可以使其精确定位和测量精度得到最大限度的利用。然而，GPS系统在实际应用中需要与网络信号进行通信，由于无线网络精密定位技术的限制，通信卫星与接收机之间的通信不能受到干扰。同时，在卫星采集和发射过程中，周围环境可能受到较大的影响。当在相对隐蔽和封闭的条件下运行时，例如植被相对密集的地面，在控制网的建设过程中可能会产生未接收到的信息，从而影响GPS技术的正常应用。例如，在隧道施工中，由于地面建筑物、树木等因素阻碍卫星信号的传输，导致GPS信号无法连续接收。在这种情况下，在施工中建立的工程控制网的精度将不符合具体规定。此外，在测量或部分放大过程中，存在被高楼阻挡的风险，容易导致GPS数据信息不准确，导致观测值的恢复和计数错误。这种做法不仅会拖延工程测量工作，而且会对测量工作的高效率和工作人员的心理状态造成不利影响，严重阻碍工程项目的顺利进行。此外，在整个确定道路观测点高程的过程中，必须根据道路观测点高程的异常情况来确定。利用GPS技术测量高程全过程不能一次性得到全部标准高程，制约了GPS技术在高程中的应用和推广。

2.2其他设备的干扰问题

GPS信号固有的脆弱性使得导航服务存在明显的不足，GPS信号容易受到干扰和篡改，无法获得准确的定位。GPS信号采用直接扩频技术，将GPS信号调整为C/A，实现20460倍的放大，使GPS信号的发射功率不会太大。根据IDC-GPS-200的规定，L1频段的最小功率为-160 dBW, L2频段的最小功率为-166dBW, L2频段的最小功率为-166dBW。这意味着接收机只接收到少量的GPS信号，GPS信号无法实时更新，导致干扰信号有足够的时间被欺骗。许多单位和个人都会使用定位屏蔽装置。位置掩蔽技术可以在特定频段内发射宽带噪声，使该区域内的导航定位模块无法正常工作。此外，当l波段雷达发射主板与GPS双模探测器或GTS1数字探测器的小型发射天线之间的距离小于1米时，接收到的信号质量会受到严重影响。

3GPS技术在工程测量中运用的优化措施

3.1在现代化城市建设中应用

在经济不断进步的背景下，城市化的发展速度也在加快。现阶段，城市建设体系不断完善，城市建设进程越来越好，为群众生活质量的提高提供了保障。但与此同时，也存在着一些不可避免的破坏性问题，导致整个城市处于亚健康状态。为了改善这种状况，恢复城市的生机和活力，我们应该注重城市控制网络的完善和创新，完善控制网络，注重整个城市的整体发展，这是非常关键的。城市控制网络依赖于大范围的控制点。要想提高控制网络的运行效率和整体质量，就应该快速准确地定位控制点，接收相关的控制点信息。过去工作中使用的工具和技术手段大多是线材测量，这种方式最大的缺陷是需要点对点通过，而且这种方式耗时长，精度难以保证。GPS技术的引入，在其快速、准确的基础上，可以有效弥补以往测量技术的缺陷，有效提高精度，操作更加方便。根据笔者的调查研究，GPS技术在当前城市建设工作中的应用越来越广泛，并逐渐取代了以往的导线测量技术。同时，随着这项技术的不断进步和变化，GPS定位技术将在城市建设工作中发挥越来越关键的价值和效用，有效地推动现代城市建设速度的进步。

3.2在水下地形测绘中的应用

借助三维测定的方法来测量水深和平面位置，这样能够有效提高水下地形图的精确性。传统的水下地形测绘方式只能借助无线电定位设备来测量相应的平面位置信息，这种方式无法适应较为复杂的地质环境，增大了测绘工作的难度，而且也在很大程度上降低了测绘数据的有效性。而GPS技术在水下地质测绘工作中进行应用，能够突破平面位置测量的局限性，提高对复杂地形环境的适应程度，从而保障定位精度，为地质工程测量数据信息的准确性奠定坚实的基础。

结语

GPS技术自20世纪70年代诞生至今，除了应用于天文方面的测量之外，在控制测量、建筑工程地形测量、建筑工程施工测量、海洋测绘等方面均得到了较为广泛的应用。总体来看，这种技术由于能够确保地面GPS接收器与卫星实时位置之间的距离的准确性，故经过一系列计算所获得的测绘结果精度、可靠性极高，应用价值广泛。

参考文献

[1]张春华.GPS-RTK测量技术在工程测绘中的运用分析[J].地矿测绘,2021,4(5):105-106.

[2]吴利荣.浅析GPS测量技术在工程测量中的应用[J].科学技术创新,2022(8):4.

[3]曾波.GPS测量技术及其在工程测量中的应用分析[J].地矿测绘,2020,3(4):83-84.