工程测绘中GPS测绘技术运用研究

张乐

【摘要】本文将围绕GPS测绘技术的工作原理与特点进行分析讨论，并提出其在工程测绘当中的具体应用，以此充分发挥GPS测绘技术精确度高、实时性强等优势，确保测绘结果的真实、有效，并为相关问题提供切实可行的参考数据。

【关键词】工程测绘;GPS测绘技术;全球定位系统           【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.31.083

GPS测绘技术不仅能够准确获取空间点的三维坐标，还能保证测绘过程具有较高的稳定性，能够实现无通视、全天候的监测，确保测绘效果的最大化呈现，为了进一步明确该技术在工程测绘中的具体应用，首先要对其工作原理进行深入了解。

1、GPS测绘技术探究

1.1原理

GPS又称全球定位系统，以人造卫星为基础，能够准确提供全球范围内的地理位置与时间信息。GPS的空间部分共有24颗GPS卫星，其中21颗负责卫星导航，剩余3颗作为备用卫星。所有卫星都能够发出定位导航信号，使用户根据相关信息完成指定工作，而在控制部分则由多个跟踪站组成，根据实际功能的不同，可細分为：主控站，能够依照各监控站获取的观测数据进行综合计算，得出卫星的具体星历以及修正参数，之后将相关信息发送到卫星当中;监控站，主要负责卫星信号的接收，并实时监测卫星的工作状态;注入站，主要功能是将卫星星历、修正参数等数据注入到卫星当中。而GPS的用户部分大多由处理软件、接收设备、计算机气象仪所组成，负责GPS卫星发出的信号接收，并利用相关信息进行导航、定位工作。以上三部分有机协调后所组成的系统即为GPS系统。

1.2特点

GPS测绘技术的应用优势可分为以下四点：第一，作业范围广，该技术的能够依靠极强的定位能力完成超远距离的定位与导航，以往的测绘技术在工程测量方面具有一定的局限性，难以一次性完成大跨度的测量工作，通常需要多次检测才能保证数据具有较高的精确性，但也难免会造成误差的不断累积，最终影响定位效果。而GPS测绘技术则可有效解决此类问题，即使对于距离较长的工程测量，也只需十几分钟便可完成静态测量定位工作，而在动态测量时GPS测绘技术也能够凭借高效率的数字化启动，大幅节省工作时间，提升检测效率，切实消除误差传递现象，有效保障整体测绘成果;第二，精确度高，GPS系统所获取的相应数据都是通过专门程序计算得到的，尤其是在静态测量方面，甚至可达到亚毫米的精度级别，而在动态定位方面，也能保证厘米级别的测量精度。由此可看出，GPS测绘技术能够凭借极高的定位精准性，满足不同领域的各种测量需求;第三，操作便捷，该技术是通过接收卫星与定位系统完成地面信息的自动收集，几乎不会受到人为干预影响，能够保持极高的容错率，并有效减少人力资源的投入，降低成本费用的支出，具有良好的经济性。同时相关卫星参数以及程序设定，都可以对空间节点或某一时间段进行实时测量，利用载波相位计算整周的未知数，确保误差控制到最小范围内，在切实加快作业速度的同时，也实现了定位精准性的大幅度优化。比如在开展RTK工作时，只需一名工作人员在控制点完成数据采集便可完成静态观测任务，并且每个控制点所需时间均不会超过20S;第四，自动化水平高，由于GPS收集后的数据能够在相应系统、程序软件中进行自动分析、整理、归类、存储，使信息处理速度大大提高，能够自行完成模型与数据间的关系映射，判断基线数据的误差椭圆范围，并及时筛选出影响计量结果的误差值，使人们可以更好的完成空间数据的管理与检测，保证数据结果具有良好的适用性与准确度。

2、工程测绘中GPS测绘技术的具体运用分析

2.1外业测绘

GPS技术运用到外业测绘时要注意选择适合的测量点，确保GPS定位仪器能够精准观测相应数据，工作人员需要充分考察测量区域，掌握测绘状况，及时检查各项坐标系统，并对可能影响测绘工作的外部因素进行综合考虑，切实消除潜在的安全隐患，保证测量过程有序进行。其次，要在定位测量环节将静态定位与动态测量两种方法有机结合，根据实际情况进行择优使用，静态定位主要是针对某一时间点进行相应观测，耗时相对较长，但操作方法相对简单，通常只需在测量点上安装接收设备便可直接完成数据采集工作。而动态测量的复杂度偏高，不仅需要设置多个参考点计算实际转换参数用以确定未知坐标的相关信息，还要工作人员保持较高的技术水平，能够在系统完成自动化处理后，第一时间找出数据存在的相应问题，保障数据的精确性与处理效率。

2.2工程变形监控

在工程建设过程中难免会受到外部因素影响，导致形变现象的产生，部分设施形变的幅度十分细小，单凭肉眼观察几乎发现不到异常，如果不立即进行修复与处理，必然会影响后续工程的有效开展，降低工程质量。因此为了防止此类状况反复发生，需要利用GPS测绘技术对工程建设过程中可能存在的形变现象进行全程监控，工作人员可将监控设备布置在事故频发的相应区域，由监测系统自动完成故障排查，当监测到形变状况后，便会发出警戒信号，提醒相关人员及时进行维护与补救，确保工程建设的有序开展。同时，GPS的监控效率良好，大量减少了人力资源的使用，有效降低了人为失误产生的可能性。

2.3城市建设

城市工程建设的目的是在于开发城市资源，确保有效推动城市经济，在进行控制网设计时，需要充分发挥GPS测绘技术的实际作用，依靠其准确获取地理信息参数的特点，为城市规划提供精准的定位保障，并且GPS测绘技术也能够合理评估土地资源的消耗状况，帮助相关人员提高建设方法的科学性，凭借技术本身的精细化优势，保证数据的可靠性，完善当前城市的建设内容，并确保起到生态保护的作用，要求规划方案能够与当地生态环境有机协调，实现生态效益的稳步提升。此外，GPS测绘技术也解决了以往城市规划较为复杂，建设事项相对繁多的问题，能够保证道路、公园、居住区都能得到合理设计，通过对应用区域的有效测绘，也能更好地收集城市地区的布局状况，使各项设施设备更符合城市建设的规模与标准，能够满足不同城市的差异化需求。

2.4精密工程

精密工程大多为隧道、桥梁等对数据精确性要求较高的工程，其本身工程量较高，建设过程相对繁琐，需要将GPS测绘技术有效融入当中，才能保障工程质量与工作效率。通常GPS所涉及到的环节包括：信息收集，一是要建立切实符合应用需求的控制网，利用C级控制网与D级控制网相结合的方式完成布设工作，并在区域内设置多个控制点。二是要通过GPS接收设备以边连接的方式将各个控制点有效串联，在采集相关数据后利用处理系统与程序软件完成数据校检，若发现精度超标的信息需进行二次检测，最后完成数據分析与平差计算，从而得出准确的测绘结果。

2.5土地动态监测

土地动态监测的目的在于合理使用土地资源，进行工程项目的合理规划，避免资源浪费现象的产生，切实提高土地资源的利用效率，维持可持续发展模式。而将GPS测绘技术运用到土地检测中，能够进一步加强监测效率，比如在公共交通工程中，不仅需要进行农田分布、解决人口居住问题，还要占用一定比例的土地资源，相关人员可借助GPS测绘技术完成大面积的信息获取与资源使用状况监测，并将相应数据、参数制作成模拟图，帮助设计人员更直观、更清晰的了解土地资源分布情况，确保各项交通工程建设不会影响居民的正常生活，同时也进一步提升了资源的利用效率，减少资源浪费状况的产生。

2.6实时动态测绘

实时动态测绘又称RTK技术，是对GPS测绘技术进行优化后的测绘方法，其工作流程可分为：预先在测量点安装GPS接收装置作为基准点，之后使其与GPS人造卫星建立网络连接，负责接收测量后的信息数据，再将信息分别传递到测量站与流动站当中。该方法能够将多种信息有机整合，借助导航原理，完成相关数据的分析与比对，并通过计算机程序计算出准确的流动站坐标，在完成信息回传后，便可作为动态参数。同时在实际运用时要注意保证数据的精确度，为此可根据相关实验进一步验证RTK的具体精度，相关参数如表1所示。

由此可看出，该技术的精确度极高，基本与控制点实际成果没有数据误差，证明具有极高的应用性。

结论：

综上所述，通过对GPS测绘技术的工作原理与特点进行分析讨论，提出工程测绘中GPS测绘技术的在外业测绘、工程变形监控、城市建设、精密工程、土地动态监测、实时动态测绘等方面的具体应用，从而提高测绘精准度，完善测绘过程，确保相关工作有序开展，推动技术的进一步创新，实现GPS系统的高效化发展。

参考文献：

[1]朱水强.GPS技术在工程测绘中的应用[J].江西建材，2021（08）：111-112.

[2]甘欣亮.工程测绘工作中GPS测绘技术的应用[J].智能建筑与智慧城市，2021（05）：34-35.

[3]闫希粉.工程测绘中如何运用地理信息技术[J].世界有色金属，2021（05）：180-181.