探讨基于GPS测绘技术的工程测绘

叶俊杰

摘 要：当前世界经济的快速发展，科学技术的水平也在不断地提高，所以在测绘工程方面，也开始逐渐引进各种先进的技术和设备，其中作为现代科学技术中的一种基于卫星系统的较为先进的定位技术，GPS技术在测绘工程中得到了较为广泛和深入的应用。现对于以往所使用的测绘技术而言，GPS技术存在着非常大的优势，该技术的存在可以明显提高工程测绘的精确度。所以文章尝试介绍GPS相关技术在工程测绘方面的具体应用。

关键词：GPS；工程测绘；研究

1 目前测绘工程中对于GPS技术应用

因为工程测绘的需求性，所以人们开始注重寻找更加合适和精确地测绘技术以及方法，随着科学技术的快速发展，涌现出来了大量的先进测绘技术和测绘设备器材，GPS技术作为其中一种较为先进的测量技术，凭借精确度高、测绘效率高以及低成本等特点，在工程测绘中受到了广泛的应用，更难能可贵的是，无需通视，就可以完成测绘，所以其在工程测绘中的重要性在不断地提高。

GPS的技术全称是全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem），其工作原理是基于地球卫星，借助无线定位，通过卫星上的无线电发射台构成一个卫星导航定位提醒，然后再借助无线电测距交会的基本原理，通过超过三颗卫星来确定某个物体的具体位置。相对于其他的工程测绘技术而言，GPS技术可以实现一定的实时性定位，而且这种定位是持续性的，可以满足全天、全球性的测绘定位需求，所以GPS技术测绘可以保证其更高的精确度，而且所形成的时间、速度以及三维坐标等数据也更加的准确。通过科学实验，可以得知，在50千米内，GPS相对定位精度为10-6。在100-500千米内，GPS相对定位精度為10-7，在1000千米内相对定位精度可达10-9。在工程精密定位为300-1500米时候，其平面位置误差在观测一小时以上仍小于1毫米，GPS全球定位系统卫星均由美国发射，该系统全部卫星数量为24颗，我国相关导航和定位一般是借助卫星通过确定地面三维坐标的位置来完成实际位置的确定。

2 GPS相关技术的工作原理及其优势

2.1 GPS相关技术的工作原理

GPS之所以能够准确确定具体位置，其借助的定位原理是距离交会法。首先需要确保待测地可以稳定接收GPS信号，在该地安放GPS信号接收器。GPS卫星一直不间断发射定位信息，所以接收器可以实时的收到卫星所发出的定位信息，但是在GPS定位技术下，需要至少接受三颗定位卫星的信号，然后才能借助相关的处理程序最终确定该时间段内，GPS接收器与接受GPS卫星之间的距离分别是ANS、BNS、CNS，然后由此来确定互相之间的距离，除此之外，被接收卫星相对于地球的位置也需要告知GPS接收器，实际上是向GPS接收器传送三维坐标，涉及到接收卫星星历。一般而言，地面固定坐标系统和空间固定坐标系统是GPS测绘中常用的两种坐标系统，这两种坐标系统在使用的过程中并非不可混用，而是可以根据实际的测量需求以及环境状况互相转换，通过两种坐标系统的转换可以具体确定控制点所在的位置，从而可以提高测量观察的效果。

2.2 GPS相关技术的优势

工作过程中无需考虑天气状况、具备多种功能、可以在很多范围内都发挥作用、操作简单容易上手、随时使用三维坐标、无需通视、所需观察测量的时间较短以及定位精确是GPS测绘技术中最为重要的七个优势。GPS测绘技术的七大优势中，其定位精准的优势决定了其在各种测绘技术中一直处于领先的地位。在300-1500米范围内开展工程测量，测量时间超过一小时，所取得的数据与实际的数据差距仅为不到1毫米；而使得GPS测绘技术能够被广泛使用的一大优势是其在测量的过程中，无需通视，即可完成时间和速度的测量。此外，GPS相关技术也凭借自身的操作简单的优势而被优先选择使用。

2.3 测绘工程中对于GPS相关技术的应用

我国在近几年来一直在大力推进基层设备设施的建设，所以在施工过程中，凭借GPS测绘技术的各种优势，工程的测绘工作也大量应用GPS测绘技术。在进行各种基础设施的建设时候，例如进行纵横断面设计时，需要测量其横断面，同时还可能会需要放样中桩，中桩放样应当按照预先设计的坐标路线进行，然后再借助水准仪进行抄平工作。并且对线路的左端面进行测量。而传统的中桩放样之后，全站仪是必不可少的，但是慢慢被更加精准的GPS测绘技术所取代，GPS测绘技术的应用，可以很好的解决因为数据迟滞导致的定位误差大的情况，从而使得整个测量过程更加方便、快捷和精准。

在实际的工程测绘的过程中，按照控制技术可以分为初级、中级和高级三个级别，其中初级主要是使用GPS静态或者是快速静态的方式实现沿线整体控制；中级的主要是实现对渠道、闸门以及堤坝等场所的施工控制；实时动态定位技术（RTK）是高级工程测绘中常用的技术。所以可以看出，在工程测绘方面，GPS测绘技术的未来发展前景相当广阔。我国目前开展的诸多大型基础建设工程，都应用到了GPS测绘技术，例如青藏铁路、南水北调工程等等。

2.3.1 GPS室外相关测绘工作

在室外的GPS测绘工作中，最重要的步骤就是确定点，因为确定点的密度直接关系到测绘结果的准确程度，因此需要充分准备之后再进行点的确定，诸如测量地的具体位置、坐标架、坐标型号等都正常。相对于平常的测绘，无线安装设置和开机的观察测量不尽相同，都需要使用到GPS的观察测量。在进行无线设置的安装时候，需要确保三脚架标志中心的正上方安放的是无线，并且需要与定位的正常点直接对准，而且还需要确保保证无线基座的水平。在测绘的过程中，如果出现有风的情况，需要呈三角形固定无线。

2.3.2 GPS测绘的布网工作

针对成片工程的测绘以及诸如引水工程的线状路线的测绘，基本都是借助点连式和边连式的方式来构建成三角形。部分网状区域和片状区域工程的中心环节较多，所以普遍使用的测绘方法是边连式和网连式，从而达到使得网状地区的几何结构提高的目的，进而为GPS控制网的可靠以及准确的程度提供了保证。

2.3.3 基于实时动态定位技术的GPS测绘

基于实时动态定位技术的GPS测绘主要是确定某一已知点为基准站，并且在此安放GPS接收机，现场观察测量可以搜索到的卫星，然后借助无线电设备进行信息的传输，链接测量站的信息以及通过观察测量所获得的数值，然后传输至流动站，作为流动站，直接负责接收GPS卫星信号，而且还能够将基准站所传输过来的数值通过无线电设备捕获，再借助导航的基本原理，对比流动站以及基准站的数值和自身观察测量所得值，从而确定基准站与流动站之间的位置，流动站位置的三维坐标就可以被确定。

3 结束语

GPS测绘技术具备无需观测站之间通视、测绘时间短、定位精准等特点，而且还能够提供三维坐标。已经实现了人们对于智能化和测量自动化的需求。而在原有的GPS测绘技术上所升级的实时动态定位技术（RTK），更是明显的降低了工程测绘作业的困难程度，而且依然能够保证测绘的精度和速度，所以GPS测绘技术未来在工程测绘方面将会继续被发扬光大。

参考文献

[1]王国庆.新时期水利工程中GPS测绘新技术的发展及作用研究[J].吉林农业，2013（05）.

[2]黄玉清.GPS测绘技术在工程测绘中的应用分析[J].科技创新与应用，2014（04）.