浅析GPS测量技术在工程测量中的应用

夏斌

摘 要：随着我国经济水平的飞速发展、人民生活水平的日益提高，我国的基础设施建设水平呈现快速发展趋势，越来越多大型、复杂的房屋、桥梁、道路等出现在人们的视野。这些建筑工程技术的实现与工程测量技术的发展密不可分，特别是GPS 测量技术的应用，使工程人员能够更加快速、便捷、准确的完成工程测量工作。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

我们所运用的GPS也就是人们生活中常见的全球性的定位系统，GPS技术的实现主要取决于环球通讯卫星系统以及与之有关的无线设备，通过系统性的技术为使用者提供精准的导航数据。现阶段，科学技术水平不断得到完善，人们也把很多前沿的科学技术运用到了GPS系统中，这样一来，GPS技术的精准性得到了改善。同时，GPS技术也被运用到了工程测量中，下面将针对这一技术的使用进行介绍。

1 GPS测量技术的简介

1.1 GPS系统的构成

GPS系统的构成单位主要是空间卫星、监控设备和卫星接收信息仪器，这三种构成单位严重影响着整个GPS系统的运转。一方面，空间卫星的作用是给GPS提供相关的卫星信息，人们还专门建立了卫星群，以确保卫星信号的接收，这样一来人们就能随时获取卫星信号了。另一方面，人们把GPS系统中的地面监控设备以及卫星接收信号器看作是使用者的使用设备，主要被用来接收信号，并且通过信号做出定位分析，让使用者更清楚当时的地理信息以及交通情况。

1.2利用GPS系统进行测量的原理

利用GPS系统进行测量的原理并没有想象中的困难，通常是根据高轨测距体系，把需要测量的地点与空间卫星的距离看成基本的观测量，进而测量与之有关的观测数据。通常情况下，人们会优先考虑使用伪距测量或载波相位测量来获得有关的观测量。伪距测量是根据接收仪器获得的卫星信号来测量观测站与空间卫星间的距离，这样人们便能获得基础观测量。但是在实际使用时，伪距测量法容易出现很大误差，所以，现阶段在利用GPS进行测量时很少用这种方法。相反，载波相位测量是利用GPS卫星信号的传播来判定位置的，和伪距测量方法相比较，这种方法的测量结果更加精准，因此在人们的日常工程测量中，会优先考虑使用载波相位測量方法。

1.3 GPS测量技术的特征

1.3.1 定位准确性高，观察时长短

GPS测量技术在广泛运用中得到了不断提高，为了让GPS技术的定位功能更加完善，人们还利用了很多前沿技术来改进，使得现有的GPS测量技术更有优点；通常大多数人在使用GPS测量技术进行工程测量的时候，都会使用快速静态定位方式，以此来节省观测时长。

1.3.2 操作较为简单

在进行具体操作时不难发现，GPS测量技术有自动化优势，操作流程简便，使用者只要能做到以下要求就可以了。首先，认真收集气象数据；其次，认真安装并检查好开关设备；第三，测量设备的高度；最后，及时检测设备在运行时的状态。比如：部分工程通过卫星获取信息、观测及跟踪等这类工作都可以利用GPS测量技术的自动化来完成。观测好后，工作人员关闭电源、收好仪器，数据采集就轻松的完成了。因此，利用GPS测量技术进行工程测量既能提高精准性，又可以缩短工作时间，有利于工程测量朝着自动化方向发展。

2 利用GPS测量技术进行工程测量的具体应用

2.1 判定工程水准点

普通的施工单位通常选择传统的测量方法来判定工程的水准点，因为传统的测量方法没有实际考察及合理评估，所以所测的水准点和实际距离相差太大。一般情况下，施工单位确立好的水准点范围是0.1km～0.5km，但由于水准点距离太大，准确性低，常常会影响正常施工。利用GPS测量技术判定水准点主要依靠空间卫星传输的信号，这样可以加快工程观测的进度，提高工程测量的准确性。这种方法的关键在于安装天线、放置接收设备，且及时做好观测记录。针對一些大型工程测量，就可以使用GPS测量技术，充分观察及研究卫星传回来的照片，全面剖析路基高度，结合工程路段的地理信息，顺着路段在每个200m处建立一个临时水准点。

2.2 确立工程测量的观测时间

GPS定位系统的工作原理是通过卫星的空间位置，观测GPS与接收设备间的距离，以此求出接收站的坐标。不光要有可视卫星，而且观测卫星和观测站所形成的图形要有强度，但该强度不超过标准，这样才能确保精准度。由此可知，在观测时要根据三维坐标选择合适的观测点与观测卫星，这样才能确立工程测量的最佳观测时间。

2.3 GPS 定位技术应用

GPS 定位技术在工程测量实践中的应用原理是把物理和几何学科的相关基本原理进行结合，通过GPS 系统的地面接收装置和空间卫星对测量对象进行多角度定位。目前，工程测量实践中所应用的GPS 定位技术主要有：实时动态相对定位和静态相对定位。静态相对定位是由多台地面接收装置排成一条基线，对目标对象进行同步观测，观测时间可达45 分钟左右，最后由专业的技术人员对测量结果进行统计与处理。静态相对定位具有操作流程相对简单的优点。实时动态相对定位根据载波相对观测量，选取较为精确的控制点位当作工程测量的控制基站，安装地面连续接收装置对不同角度传送的实时动态信息进行连续的观测。一般GPS 系统拥有24 颗环绕地球运动的卫星，在10°以上的水平角观测点能够接收到七颗卫星信号。但如果接收站附近有建筑物等遮挡物，会因为接收装置观测到的卫星数量变少导致接收机难以定位。因此，在必要时GPS定位技术可以和惯性导航技术相结合以发挥更好的测量效果。

2.4 道路中线放样

从大比例尺带状地图定线以后，设计人员需从地面标定出公路中线。若采用GPS 实时测量来实现此操作，设计人员仅需把中桩点坐标输入GPS电子手簿，此时放样点的点位便会被系统软件自动定出来。各点要求被独立完成测量，因此累计误差难以产生，如此便可确保各点的放样精度相当。众所周知，道路路线包括缓和曲线、直线、圆曲线三部分，因此道路中线放样过程，应该依次输入各主控点桩号、起终点的方位角、缓和曲线距离、直线段距离、圆曲线半径，外加GPS 电子手薄能够完成所有工作，如此便可降低放样操作的难度，实践表明，上述方法具有简单实用的优点，同时若各曲线段或者直线段间需要加桩，仅需输入目标点的桩号即可。

3 GPS技术在测绘工程相关领域中的应用现状

GPS技术虽然相对于传统测量技术有很多优点，但是在很多方面也存在很多缺陷。首先是测绘工程的检测，GPS测量技术只能在工程完成之后对工程进行检测，事后控制会有可能错过工程中存在的问题的解决的最佳时机，一般等到工程即将结束之后才发现问题，将极大地提高工程建设的风险性。此外，在实际工程测绘检查中，检查严谨性不高，导致很多需要重点检查的程序都没有落实到位，可能出现测量单位失误。另外，工程测绘是一项工作复杂，内容繁多的测量工程，因此测绘工程需要投入大量的员工和资金。随着技术的发展，工程的施工工期都比较短，测量工作经常性地因为某些技术人员自身以及工程建设本身的原因，导致测绘工程中还存在诸多问题。

4 结束语

科学技术的进步带动了GPS测量技术的发展，GPS技术的使用不仅能提高工程测量的精准度，还能确保工程测量的质量，有着较大的优势。但这项技术也有部分缺点，因此，在运用过程中要不断完善，以实现GPS测量技术的价值。

参考文献

[1]汤栋梁.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].科技经济导刊，2019，27（17）：77.