工程测绘中GPS测量技术应用综述

樊能均

摘 要：GPS即全球定位系统，依托卫星导航提供多种动态目标的连续三维位置以及速度和相应的时间信息，它的出现使得工程测绘领域发生了革命性的变革。在我国社会经济规模持续增长的情形下，社会产业渐次优化，数字网络技术也逐步扩展到工程测绘等工作的实践应运当中，其中尤以GPS测量模式为代表的自动化测绘作业方式最引人瞩目。智能性、实时性以及精确性是GPS测量技术中最为显著的特征，与现阶段工程测绘工作中的便捷化、市场化和产业化相契合。快速而且有效地建立稳定先进的GPS测量作业系统，推动数字化、自动化和集约化的测量手段的进一步应运和普及。

关键词：工程测绘；GPS测量技术；应用

1 GPS测量技术概况

GPS测量技术的出现以及发展给工程测绘工作带来了很大的变化，传统的测量技术与现代电子技术结合而成的新型技术，应用GPS测量技术在工程测绘当中，不仅能够促进测绘工作方式根本性发生变化，而且能够极大程度上提高工程测绘的工作效率以及服务项目。

在国内，工程测绘行业经历了无数次大规模的技术革新，而GPS测量技术的出现，则是工程测绘领域的一项重大变革。在国内的測绘中，技术人员通过对卫星定位技术所构建的GPS网加以运用，将实地测量的各类数据传输到工程测绘的管理部门，而且相邻点之间的距离速度可达上万公里，由此测量工作的精确性以及连续性得以保障。

如今GPS测量基线精度和GPS静态相对定位的精度都得到了大幅度提升，基线精度由10-7提升到10-6，静态相对精度已提高到毫米级，有的可以达到亚毫米级。在动实时态定位精度上，GPS也取得了显著突破，定位精度提高到了厘米级。因此所有的工程测量都能够得以满足。GPS测量技术具有定位精度高，实时定位，观测时间短，功能用途广，观测站之间无需通视，提供一三维地心坐标，全球全天候作业的诸多特点。

GPS测量技术工程操作应运中，自动化程度是很高的，操作简单，操作者只进行采集气象数据、安装开关仪器和量取仪器高度，并监测仪器的工作状态。

2 GPS测量技术在工程测绘中的应用

2.1 GPS技术在工程测绘中的应用原理

工程测绘中采用GPS定位测量技术应用原理结合了交互定位和物理以及几何学科中的相关原理，并且通过GPS卫星与地面接收装置来完成对测量物的定位，综合结合已接收到的卫星信息来求取未知点位置的定位，根据距离等于光速与传播时间之积来确定卫星的距离，此计算关键是记录时间的时钟精确性。地面接收装置对测量物的三维精确定位，则需要同时接收4颗以上卫星发射的信息才能够进行，测量要求的精度不同，所需要的卫星数量也不同。定位精度应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50km内可以达到10-6，100km-500km可达10-7，1000km可达10-9。

2.2 GPS测量技术在城市建设中的应用

城市控制网有着面积大、使用多和精度要求高的特点，很多城市的一二三级导线均位于地面，城市不停的建设改变中，常出现不同程度的损坏，快速而精确地进行控制点提供，采用常规的导线测量，必须要求控制点之间能够通视，这样的工作难度大，耗时长而且精度也不理想。在城市建设中，应用GPS测绘技术，不仅能够满足城市的规划要求，还能够改善城市控制测量的准确性以及测量速率。

在实行GPS测量作业前，提前收集测量地区较小比例的地形图以做参考，或是进行野外勘探作业，按照城市测量地点所具备的特点来进行相关的工作。比如依据工程项目，设定项目名称，整理测量地区的已控制点，来监测其是否符合GPS作业的要求。进行野外勘探时，首先把基准站建立在选定的控制点内，取出接收器进行相应的输入，再予以设置，完成后要检查GPS卫星数是否在五颗以上，发射台的指示灯是否正常工作，要选2到3个已知的控制点看是否符合测量精度，要对传输得到的坐标来进行相应的整理、分类、评定以及判断而后作出详细文件。

2.3 监测工程变形中GPS的应用

工程建设的过程中，工程变形是常见的问题，主要是由人为造成地面或者建筑物的变形，以及建筑物移位等，GPS测量技术，因为三维定位精度高，所以在监测工程中被重点加以运用。变形中有很多种，建筑物沉陷、资源开采地面的沉陷和大坝变形等，对大坝进行监测能够很好的预测变形所造成的意外状况。在监测中采用GPS测量技术，快速收集大坝变形数据，测量数据能够精确到1.0PPm到0.1PPm，此中不只能够保证工程测量的准确性以及安全性，测量工程的自动化技术也因此而提高。

2.4 虚拟现实方面的具体应用

以往的工程测绘中，多数需要人工测量，从而引发各类的安全事故，而测绘工作的精准性也相对较差。采用GPS定位测量技术，可以快速且高效实现工程测绘的交互定位，以及逼真形象的测绘数据结果，而且可以实时掌握和监控工程测绘的全部流程。目前我国已将GPS定位测量技术用于矿井工程项目测绘中，且通过GPS技术来实行测量演练，以便能对测量方案中的问题进行修正和优化。及时在演练中查出测量方案存在的问题，进而有效的进行解决且完善。

2.5 水下地形测绘中GPS的应用

海港建设，海岸和码头的施工设计工程中都需要采用水下地形图。在传统的水深测量中主要是采用测探仪，根据超声波测量水深的原理，对水深测量的同时还采用潮位仪对潮位进行测量，依此测出水下地形的高度。用经外测距仪、经纬仪和三应答器来测量平面位置。设备操作复杂且条件要求极高。在GPS测量技术的应用中，解决平面位置测量的问题外，且应用差分GPS定位系统能够对水下地形测绘。水下的测绘工程，通过将测深仪、差分GPS接收机和潮位仪与终端设备相连接，从而构成完整的水下测绘系统来进行测量。

3 工程测绘中应运GPS定位测量技术的发展前景

GPS定位测量于工程测绘中应用是测绘技术的重大变革，成为测绘技术的扎实基础，而往后GPS定位测量的不断向前发展，GPS技术与工程测绘技术应用不断的普及和广泛化，应用GPS定位测量可建立起区域的GPS网，从而创造更好的条件为城市和工程控制网。测绘精度的提高拓展了GPS定位测量的适用范围，高层建筑物监测、大坝变形监测和地面沉降的监测中都发挥了相当重要的作用，为社会经济的发展和国民经济建设提供了更加可靠的定位系统服务。

4 结束语

除了上述的GPS技术应用外，同样也在土地的动态监测中应用，从而实现对传统的平板仪补测法和简易补测法的代替。能够有效解决传统方法效率低、速度慢等问题，能够大幅度提升测量速度和数据测量的精度，从而节省了人力和物力，实现实时动态监测。

在国内外各类工程的建设中，GPS测量技术在工程测绘的应用中发挥了至为关键的作用，GPS定位测量技术以独具优势的高精度和经济高效等特点在工程测绘中应用相当之广泛。为工程测绘的发展提供了良好的技术保障，加快了信息全球化趋势的大力发展和社会的经济的进步。

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