GPS在工程应用中的优缺点探讨

王小晖

中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 云南 昆明 650011

目前来说，GPS技术已经应用到土地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量等领域，具体来说就是广泛应用于军队，交通、通信、资源、管理等领域，特别需要注意的是在建筑、公路、水利、电力工程行业发挥出强大的技术优势，这样可以提高具体的工作效率，所以GPS在测绘或施工单位中广受欢迎，数量众多[1]。本文主要就围绕GPS在工程应用中的优缺点探讨做简要分析。

1 工程GPS应用模式的内容和主要优缺点

众所周知，工程GPS应用模式分为静态模式和动态模式。

1.1 静态GPS模式下的特点及优缺点

（1）静态GPS工程测量的特点。与常规测量不同的是，静态GPS工程测量主要有以下特点：①测量的准确度高。GPS 工程观测的准确度相对于一般常规测量明显要高，在小于50km的基线上，其相对定位精度能够达到1 × 10－6，在大于1000km的基线上可实际精确到1 × 10－8；②测站间可以不需要通视。GPS技术可以不要求测站间相互通视，点位置可以根据实际需要来确定，这样能够便捷化地进行相关的工程工作；③观测时间缩短。随着GPS工程测量技术的不断优化，相关的软件技术的不断革新，在进行GPS工程测量工作时，静态相对定位每站需要的时间仅仅在20分钟以内；④仪器操作简单化。当前，GPS接收机正变得越来越自动化和智能化。观测者只需设置其中的相关参数，调平，测量天线高度并启动接收器就可以进行监测工程进度；⑤全天候作业。GPS卫星数量很多，且分布十分均匀，可保证随时随地连续观测工程进度，并且不太容易受到天气因素的制约；⑥可以提供准确的三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度经过无数实践证明可满足四等水准测量的要求。

（2）静态GPS工程测量的优点。静态GPS作为工程测绘中的控制测量单元，具有十分重要的示范意义。在工程施工单位的工程测量中尤其重要，特别是在山丘或高原地区的公路或者铁路工程施工，GPS控制技术在施工过程中有着十分关键的作用[2]。

（3）静态GPS工程测量的缺点。虽然静态GPS测量技术与传统测量仪器相比有着无可比拟的优点，但其缺点也是很明显的。静态GPS测量已经颠覆着传统的测量模式，点间的跨幅度大大增加，可以避免点点互通，但是在高山由于选点的困难，高度落差大，真正实现有效的施工是有着一定的困难的，因此很难达到相应的控制等级标准，严重影响着工程的施工效率，而GPS点之间的检测难度大，难以保证其可靠性。

1.2 动态GPS模式下的优缺点

（1）动态GPS工程测量的特点。随着GPS技术的飞速发展，动态测量技术也逐渐趋于成熟。实时动态定位技术是一种基于载波相位观测的实时差分GPS技术，动态测量技术在工程测绘中已经逐渐开始普及。由于动态GPS测量技术精度更高、实时性更好、效率更高，在城市和山区的工程测量中有着十分突出的优势。实时动态测量系统是GPS测量技术与数据传输技术的融合体，是GPS测量技术的新的发展空间[3]。

（2）动态GPS工程测量的优点。①在实际操作过程中能够便捷地加密相关控制点，从而能够突破原先加密点的局限性。在实际操作过程中，只要在动态GPS的技术支持下，在一定的作业半径范围内（正常来说是5km），还能够用GPRS 手机网络来进行大比例尺的地形测量工作[4]。②实时获得三维坐标，极大地优化其工作效率。动态GPS在工程放线方面可以控制在很短的时间内而且有着很高的精准度，其平面精度和高程精度都可以控制在厘米级，而且其中的累积误差基本为零，这样最大限度地提高着工程的施工效率。

（3）动态GPS工程测量的缺点。动态GPS 虽然优点是十分明显的，但根据近期的实际工程来看，仍有着不少的问题：①受卫星状况的制约。GPS卫星信号覆盖不够，卫星锁的数量少，锁定时间短；②受数据链电台传输距离的控制。操作半径受山区或森林和建筑物以及高频信号的影响，这也会影响着无线电传输的距离，造成操作半径的缩短，工程效率的降低；③技术人员受限。在人员操作方面，移动站要求较高，要求必须是专业的技术人员或受过专业培训的测量人员。

2 工程GPS应用模式的可改进策略分析

①技术设计必须切合实际，事前踏勘清楚，设计要充分考虑施工方便并达到相应精度等级要求；②选埋点尽量往高不往低、往宽不往窄；③互通点应考虑观测方便利于加密展开；④布点尽量超过两点通视，尽量让通视边长更长，GPS 网更优化和合理，能够直接用第三点检测；⑤高程约束点尽量多，其应分布起伏点高差大的点；⑥必须进行边缘长度约束，即将GPS边缘长度与高精度全站仪测量的边缘长度进行对比，以校正比例尺。

3 结束语

总而言之，根据GPS的优点和缺点，施工或是项目单位需要重视专业技术人员的培训和学习工作，这样能够了解到GPS测绘工作的优点和缺点，在充分考虑现场的实际应用条件，制定处合理的工程测绘规划，使得最终的测绘成果能够符合相关工程规定。尤其在工程测绘实际应用中，利用GPS与全站仪的有效配合，完成控制、测绘、布设、标定等工作，这样将最大限度地提高工程施工的工作效率，从而使得GPS在工程建设中能够发挥出更大的作用。