GPS测量技术在工程测绘中的应用

张新亮

【摘 要】近年来，随着科学技术迅速发展，GPS技术在工程测绘中的应用十分普遍，对工程测绘质量的提高具有极其重要的意义。在信息化发展的新时期，GPS的应用使得工程施工的进程得到了显著的提高。本文主要分析了GPS测量技术在工程测绘中的应用，为工程的顺利实施以及测绘事业的发展提供帮助。

【关键词】GPS技术；工程测绘；科学技术

引言

在工程测量领域，由于GPS定位技术自身所具有的独特而强大的功能，充分显示了它在该领域实际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性，同时也存在一些不足，还有待于进一步研究改善来适应实际测量工作。随着该技术的飞速发展和普及，以及相关技术的应用，GPS定位技术将在工程建设及工程测量中得到更加广泛的应用。

1、GPS技术的概述与特点

所谓GPS技术，就是指主要借助地面的卫星接收设备等科技手段，在全球的范围内进行实时的导航和定位的系统，其主要包含：地面控制、空间星座以及用户设备三个部分。GPS技术作为现代化信息技术发展的必然产物，体现了社会的进步与发展。通过运用GPS技术，可以高效、快速并准确的对点、线、面的精确三维坐标以及相关信息进行捕获。由于其独特的优点，在工程测绘领域中被广泛的推广与应用。目前，GPS技术与现代化的通讯技术相结合，把GPS测量的三维坐标技术从静态领域发展到动态领域，从智能进行数据后期处理发展到实时的定位技术，扩大了GPS应用的深度与广度。此外，再加上PTK技术的应用，GPS的定位精确度达到厘米级别，GPS测量技术可以在各种等级的实测工程中进行广泛的应用。

GPS技术能得到迅速发展，是因为其具有独特的优点，具体表现为：（1）定位精确度高。由于GPS技术在工作过程中不受到环境与距离的影响，在实时的定位过程中可以对运动目标的速度与三维位置进行准确的定位，其精确度可以达到厘米级。（2）自动化水平高。目前GPS技术接收机已经向小型化、简单化以及自动化的方向发展，观测人员只要通过自动的观测，对数据进行及时的处理，就能够获得所测点的三维目标。（3）观测时间短。因为GPS技术的观测站之间不需要进行通视，降低其外部条件对技术的影响，降低了观测的时间与费用，提高了测绘的工作效率。

2、GPS测绘技术在工程测绘领域发展的现状

随着科学技术的快速发展，测绘设备和方法也越来越多样化，GPS则是其中最为重要的一项内容。

目前，GPS测绘技术已经受到越来越多的关注，而且越来越多的研究人员开始将重点转移到测量新技术和新方法的研究方面。GPS测绘技术在工程测绘中受到欢迎，主要是由于其具有测量精度高、成本低等特点，而且克服了传统测量技术必须要通视的弊端，可以在测绘工作中通过卫星定位系统的变更，获得及时的数据。社会和经济的快速发展也为现代测量工程带来了更多的挑战，GPS测绘技术有着很多的优势，因此其在工程领域中的地位也日渐重要。

在测绘工程中，利用GPS实现静态测量是其最基本的应用，进而可以利用GPS测绘技术实现对渠道、堤坝、阀门的控制，而高级的应用则是利用GPS与RTK技术的有效结合，实现动态定位，以此增强工程测绘数据的精确性，促进工程测绘领域的持续发展。

2、GPS测量技术在工程测量中的应用

2.1对精密工程的测量

对于相应的精密工程的测量工作必须使用GPS定位系统进行测量。GPS定位系统在测量要求较高的工程，例如精密设备的安装工程、桥梁工程、海峡贯通工程、隧道与管道工程等各项工程中起到重要的作用。在以上的测量工程中，GPS测量技术具有相当重要的意义，其精密定位技术也得到了广泛的应用和推广，并且充分地显示了这一高新技术的高精度的特性。

2.2大地测量控制网点测定

在大地测量网点测定工作中，常规方式要耗费大量的人力、物力并且精度较低，不能适应现代社会发展的需要。我国自1991年开始进行GPS测量大地控制网的建设，目标是对我国的基礎控制网进行重新的测量。这一工程目前已经基本完成，淘汰了常规测角测距方式在这方面的应用。相对于大地控制网数千公里或数万公里数量级的测量，城市控制网测量点之间距离较近，通常在数十公里，而且城市控制网的使用频率相当大，对社会的运行具有重要的影响。这就需要借助于GPS技术进行高精度、大范围、高效率的测量工作，为城市建设工程等提供参考。

2.3水下测绘

水下测绘一直是我国工程测绘中的难点，因为水下的情况复杂，而且受到水位影响所以水下测绘的难度系数比较高。如果在水下工程中采用人工测绘，必须要排除流速、压强等因素的干扰无法保障测绘结果的准确度。我国水下工程的发展速度越来越快，对水下测绘的依赖性也逐渐提高，促使水下测绘成为水下工程的重要部分。GSP测量技术具有显著的优点，可以在横、纵两个方向实现精准测绘，由于GPS测量设备的体积非常小，不会对水下测绘区域产生影响，在其测量过程中，将收集到的水下资料迅速传递到地面的计算机系统内，通过软件分析得出最终的数据结果，排除水下环境的干扰，降低水下测绘的难度。水下测绘在GPS测量技术的推动下，取得良好的测量结果，如超声测量等优化水下测绘的环境。

2.4形变测量

形变是工程测绘中的主体项目大部分工程内都存有的，形变影响，尤其是受到地质、人为等因素的影响，更是增加形变控制的难度。针对形变控制，需通过GPS提供测量信息，便于提出科学的控制途径。例如：1998年汛期，清江和长江频繁发生洪水，隔河岩大坝GPS监测系统对大坝拱冠、拱座等重要部位进行了严密监测。隔河岩大坝曾使坝前水位蓄至203.94m的超高水位，大坝在拱冠点的变形量为6.86nlin，在设计范围内，大坝是安全的。根据GPS监测结果，清江防汛指挥部果断作出了“承担风险、拦蓄错峰”的决策，从而减轻了长江荆江大堤的防汛压力。

2.5网点控制

网点控制主要体现在大地测量中传统的测量技术耗时、耗力，影响网点的控制。我国在工程建设中重新规划了控制网点，为保障网点控制的精准度需要，利用GSP测量技术完成长距离的准确测绘。GSP测量技术在网点控制中能够适应大规模的大地测量，在保障效率的基础上快速完成网点测绘。GSP测量技术在网点控制中的应用还要避免对城市控制产生影响，以免干扰整体测绘的精度，造成数据误差。

2.6GPS布网

GPS测绘技术在应用的过程中，需要通过全面的布网，布网工作主要是沿着测绘工程的线路要求进行测绘。在测绘的过程中，布网工作的实现主要是利用点连接或者线连接的方式，对三交所同步图形进行发展。在针对不同的测量区域进行布网时，一般按照实际需要，如施工网或者信息网等不同的方式来选择布网的方式。有效的布网可以增强网络自身的强度，使得GPS可以通过控制网络自如的实现数据的测量和储存，也能保证测量结果的准确性。

2.7GPS外业测绘

在进行GPS外业测绘时，需要选择一个准确的测量点，这也是保证测绘结果准确性的基础。测量点的选择和确定，直接影响整个测绘工作的进度和测绘结果的准确性，因此在进行测量点选择之前，首先要做好充分的准备工作，包括对测绘区域的地理位置、标架的确定等，这也是保证GPS测绘技术有效应用的前提。

GPS技术在测绘的过程中主要是依靠开机观测和无线安置的方式来实现，这与传统的测量技术相比，有着很强的优越性。

同时，在GPS测绘的过程中，由于已经确定了准确的测量点，所以只要将GPS设备准确的安置在测量点定位，便可以得到准确的测量结果。另外，需要对三个不同方向上的测量设备进行固定，以此来保证天线基座与标志中心位置的准确相对。

结束语

GPS是以卫星为导航系统的无线电导航定位系统，由相应的接收装置和环球通信卫星组成，为使用者提供全天候全球性的精密的三维坐标和导航信息。由于GPS的各种优点，GPS测量技术在我国的测绘工程中一经使用就带来了测绘工程行业质的变化，发挥了其应有的作用，提高了我国测绘工程的工作效率和工作质量。GPS测绘技术比传统的测绘技术具有更高的精度，更短的时间，更加科学的操作，更安全的测绘环境，这使得GPS测绘技术在我国得到了迅速的推广和应用。

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