工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用

王彦魁

濮阳县基建投资审计中心

工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用

王彦魁

濮阳县基建投资审计中心

作为一种高效测量技术，在工程测绘施工中，GPS测量技术起到关键性的作用。在测量质量控制中，应对GPS系统的定位原理、组成部分及控制方式等进行分析，只有这样才能确保作业模式、接收机选择的合理性，才能提高测量结果的准确性、真实性，才能为工程整体质量的提升提供可靠的保障。为此，本文主要对GPS系统的工作原理、作业模式及工程测绘中的技术应用进行了分析与探究。

工程测量；GPS 系统；工作原理

美国军方于上世纪70年代研发出了GPS技术，随后应用于多个领域。作为一种高新技术，在工程测量、大地测绘等方面发挥着重要的作用。工程测绘施工中，GPS技术的广泛应用与推广，促使传统测绘方式产生了巨大的变革，该技术也成功地取代了传统勘测方式，成为了工程地理信息三维坐标获取的重要途径，在工程测绘数据化与自动化发展中起着重要作用。但具体测量施工中，还存在诸多问题，为降低测量偏差，必须对工程GPS测量质量加以控制，提高测量结果的准确性，为工程事业的发展提供可靠的保障。

一、GPS系统的工作原理

GPS 测量过程中，基准站把全部接收的卫星信息与其基准站信息利用通讯系统向各个流动站进行传递。在卫星数据接收中各个流动站还可进行基准站传递信息的接收，如流动站将初始化工作完成后，控制器就可以利用接收到的信息进行及时计算，并将流动站点位坐标显示出来。

GPS接收机（2台或2台以上）、数据传输设备、有关处理软件为GPS RTK系统的重要组成部分。现阶段主要选取双频机作为GPS接收机，数据传输设备则具有较多形式，以无线电台为主，电台发射信号半径的大小将对GPS RTK作业范围的大小产生重大影响。在处理软件选择中，要求其必须能够对整周未知数进行快速结算，并能对用户站在WGS-84下的坐标进行结算，同时能够转换坐标系统与高程系统等。

二、GPS 作业模式

1、快速静态测量。选取该测量模式，要求在每个用户站上GPS接收机能够进行静止观测。在观测应用中，与接收到的基准站同步观测数据进行整周未知数、用户站三维坐标的实时解算。当解算结果变化较为稳定，精度符合设计规定，即可完成观测。

2、动态测量。在观测工作开始前，要求流动站接收机在某个起始点进行静止观测，以此为整周未知数快速解算提供便利。初始化工作中，在各个观测站上流动接收机可对基准站同步观测数据、三维坐标等进行测量。

3、动态观测。动态测量模式需要先在某个起始点进行几分钟静止观测，以此为初始化工作提供便利。根据预定采样时间运动接收机可间隔自动观测，并对基准站同步观测数据进行同时观测，实时对采样点空间位置进行确定。该测量模式，在观测应用中，必须对观测卫星进行不间断跟踪。如出现失锁情况，必须进行几分钟静止观测，为重新初始化提供便利。

三、GPS测量技术在工程测绘中的控制

1、GPS RTK技术在地籍和房地产工程测绘中的应用

地籍和房地产测量中应用RTK技术测定每一宗土地的权届界址点以及测绘地籍与房地产图，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入GIS系统，可及时地、精确地获得地籍和房地产图。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析法或图解法进行细部测量。

在建设用地勘测定界测量中.RTK技术可实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围，计算用地面积。利用RTK技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样 ，建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由GPS软件中的面积计算功能直接计算并进行检核。避免了常规的解析法放样的复杂性，简化了建设用地勘测定界的工作程序。

在土地利用动态检测中，也可利用GPS技术。传统的动态野外检测采用简易补测或平板仪补测法，如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量，对丁变通范围较大的地区采用平板仪补测。这种方法速度慢、效率低，而应用 GPS 新技术进行动态检测则可提高检测的速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证丁土地利用状况调查的现实性。

2、虚拟现实技术的应用

在以往的工程测绘中，一般多数都需要人工进行工作，这就加大了各类安全事故发生率。在工程测绘利用GPS虚拟现实技术，进行工程测绘环境的创建，因其具有逼真和相互作用的特点，为此，其更适合某些地质条件较为复杂地区的实地测绘。应用GPS系统中的计算机绘图和虚拟现实技术，可以快速、有效地将工程测绘的全部流程以及应注意的安全事项等重点项目，以一系列三维图像清楚地显示在计算机屏幕上。如果工程测绘中测量技术应用效果不佳，为此，在进行测量前，要认真分析模拟流程。当前，GPS的虚拟现实技术被普遍运用于国内部分矿井工程项目的测绘中，应用其演练测量方案，查找出测量方案中所存在弊端和问题，并及时对其加以修改和完善，最终确保在工程测绘中尽可能发挥出GPS测量技术应具备的作用。

3、GPS在水下工程中测绘中的应用

海洋资源的开发利用、海岸码头和港口的建设、航道的整治等水下工程都需要精度非常高的地形测绘图，GPS 技术的三维测定技术能够对水下工程的横向和纵向位置进行高精度测定，然后利用计算机进行地形图的绘制。在水下工程纵向方面的测量利用测深仪，根据超声波在水下传播的时间得出水深，与此同时潮位仪还要进行潮位测定，来更正水深和地形的高程。横向位置的测量采用差分GPS 技术，解决了以前采用经纬仪等传统定位仪器而产生的操作繁琐、抗外界干扰性低等问题，提高了水下工程的测绘。

4、在大型桥梁以及隧道工程测量中的具体作用

在传统的大型桥梁工程测量控制网的建立过程中，由于技术条件的限制，多采用常规的控制测量手段，也就是通过经纬仪、测距仪、全站仪、水准仪等测量设备来建立测角网、测边网或边角网。这些常规的控制测量手段工作量大，作业时间长，受气候、环境等条件影响显著，而且误差积累显著。随着大型桥梁工程的不断涌现，尤其像杭州湾跨海大桥这样跨海长度达到30千米的大桥亦出现了。对于这些大型桥梁工程，由于两岸通视极为困难，要用传统测量方法直接布设大桥工程控制网及进行大桥施工测量是非常不容易的。为此，研究一种适合于大型桥梁工程建设的高精度控制测量及施工测量的方法非常必要。而GPS技术的产生和发展给此类问题的解决提供了可能。 量精度则控制于-10毫米到+10毫米的范围，由此可见，变形监测中GPS技术尤为重要。

四、结束语

综上所述，伴随我国工程建设规模的不断扩大，工程测量应用也越加广泛。GPS技术作为工程测量的重要技术之一，在严重遵循GPS 技术规范的基础上，要求相关单位在工程测量中，必须重视GPS技术作业模式，对其性能进行全面把握，进一步研究GPS 技术，对其应用方法进行优化，只有这样才能提升工程测量的精度与效率，才能为工程建设事业的发展提供可靠的保障。

［1］ 曹鸽，王玉柱.GPS、RTK、网络RTK技术在工程测量中的应用［J］.北京测绘.2012（05）

［2］ 刘金先.GPS-RTK技术在高速铁路工程测量中的应用［J］.中小企业管理与科技（下旬刊）.2012（01）

［3］ 徐进军，张正禄，张民伟.工程测量的发展现状及趋势——第14届国际工程测量学术研讨会综述［J］.测绘通报.2015（08）

［4］ 王双喜，许坚.精密GPS实时动态定位（RTK）中卫星的选择［J］.测绘与空间地理信息.2014（05）