GPS测绘技术在测绘工程中的应用实践探析

付钟

乌鲁木齐市城市勘察测绘院（乌鲁木齐市基础地理信息中心） 新疆 乌鲁木齐 830000

GPS测绘技术可以应用于不同领域和不同场景中，如土地、交通、环保、农业等。在实际应用中，GPS测绘技术具有高效、精准、可靠等优势，可以帮助测量工作者更好地规划和执行工程任务，并为优化工程设计提供重要数据参考。然而，GPS测绘技术也面临着一些挑战，如选择合适的测量设备和技术、规划和设计科学的测量任务、定期进行维护保养等等。如何规避这些挑战，进行科学规划与设计、选择合适的技术路径，对于提高效率、满足工程需求、推进测绘事业的现代化发展，都具有重要意义。因此，本文将探讨GPS测绘技术在测绘工程中的应用实践，从而为应用GPS测绘技术的测绘项目和单位提供支持和借鉴。

1 GPS测绘技术在测绘工程中的应用价值

1.1 高精度定位

在测绘工程中，“高精度定位”是GPS测绘技术的一个重要应用价值。由于GPS系统具有全球性，可以提供一个全球性的坐标系统，因此，其具有较高的定位精度，这是传统测绘技术所不具备的。GPS测绘技术可以通过卫星与接收器之间信号的测量和计算，实现对于地面物体的高精度定位。在测绘工程中，GPS测绘技术的“高精度定位”应用主要表现在地面基准点的建立。为了实现测量的标准化和统一化，需要建立地面基准点，以确定建筑物、道路和地形的高程、坐标等参数[1]。使用GPS技术进行基准点建立，可以实现全球坐标定位和测量，且精度高，能够提高基准点的精确度。同时，由于GPS系统本身具有高精度定位的特点，因此可以选择在GPS系统支持下进行基准点的布设，以确保布设的基准点精度高、统一、可靠，有利于后续的施工和监测工作。GPS技术还可以提供全球坐标定位和测量，因此在测绘工程中，可以将GPS测量数据与数字影像数据相结合，采用GIS（地理信息系统）技术，构建地理信息系统，实现数字地图的制作和应用。数字地图具有信息量大、更新快、准确性高等优点，可以广泛应用于城市规划、航空航天、资源调查、灾害预测等领域。

1.2 地形测量

传统的地形测量方法需要实地测量，包括利用桩、水准仪等工具，需要进行大量的步测、目视测量、转角测量等操作。这些操作在复杂的地形环境下显得十分困难，而且耗时费力。GPS测绘技术可以克服这些困难，可以通过接收卫星信号，实现地形测量及定位，并能够提供高精度的测量结果。在以往，采用传统地形测量方法往往需要站点精心布置和规划，工作难度大，而且工作范围受人力和地理环境的限制。而GPS测绘技术可以覆盖全球范围，并且可以测量山区、沙漠、水域等地形条件复杂的区域[2]。此外，传统地形测量方法可能会受到测量人员的操作技巧、天气、工具等因素的影响，精度难以保证。而GPS测绘技术采用卫星信号测量和计算，可以实现高精度的定位和测量。由于GPS测绘技术可以实现全局测量，因此可以大大提高工作效率。例如，在野外地形测量时，可以方便地获取全局数据，减少测量点数目，同时也能够节省成本和时间。

1.3 建筑测量

在建筑工程中，建筑物的高程、水平等参数是非常重要的。在传统的建筑测量中，可能需要使用设备进行实地测量。但是，这种方法存在很多问题，比如数据准确性难以保证、测量难度大、效率低等。而采用GPS技术可以解决这些问题，加快建筑物的测量速度，提高施工的准确度和效率，首先，GPS技术通过多颗卫星信号的测量和计算，可以实现全球坐标定位和测量，并具备高精度优势。在建筑测量中，可以利用GPS快速测量建筑物的高程、水平、面积等参数，提高定位和测量的准确度。其次，GPS在测量时无需人力介入，可以进行全天候和全天候测量，提高效率和准确度。和传统测量方法相比，GPS技术的测量速度更快，更加省时省力。综上所述，GPS技术在建筑测量中可以大大提高建筑物测量的准确度和效率。和传统测量方法相比，GPS技术可以快速测量高精度数据，并进行数字化存储，实现定位和测量的高准确度和高效率，并在建筑工程中取得良好的应用效果。

2 GPS测绘技术在测绘工程中的应用困境

2.1 信号遮挡和干扰问题

信号遮挡和干扰问题是GPS测绘技术在测绘工程中面临的一个主要挑战。当天气状况恶劣或者遇到建筑物、山体、森林等物体时，会阻碍卫星信号的接收，从而影响定位数据的精度和准确性。在阴雨天气下，天空中的云层会阻挡卫星信号，导致测量精度降低。此外，建筑物本身就拥有一定的梯度和高差，同时建筑物不同方位的高度也是不同的，因此遮挡的程度也不同，如果卫星信号受到遮挡，定位数据将受到影响。树木、森林和植被对卫星信号的接收也具有较大的影响，特别是在测量农田或丛林等沿林区域时，测量精度受到很大影响。山地、峡谷等地形条件不断改变，卫星信号在这些地形中的传输受到严重影响，限制了GPS测绘技术的应用范围。总之，信号遮挡和干扰问题可能导致GPS测绘技术的定位精度出现偏差和不准确，影响测绘工程的准确性和可靠性[3]。

2.2 仪器的成本昂贵

高精度GPS测量仪器的价格相对比较高，需要雇用专业的技术人员进行测量和数据处理，因此，GPS测绘技术的应用对于小规模企业或个人用户而言，投入较大，可能会产生一定的经济压力。此外，GPS的数据通信协议和地图数据均标准化，软硬件兼容性较高，而且每年都要付费使用地图数据，这也增加了使用GPS的成本。不过，随着GPS技术的不断进步和发展，也衍生出了一批性能更好、价格更低的GPS测绘仪器，价格与市场需求的恶性竞争下逐渐降低。而且，现在市场上还出现了一些应用GPS测绘技术的云端服务，商务模式更加多元化。用户在使用这些工具时，可能会低成本、高效率地进行测绘应用。因此，可以采取合理的措施来降低GPS测绘技术的使用成本，例如使用多功能仪器、进行维修保养、培训人员等。在开发和设计的测绘工程中，需要根据具体情况合理配置设备，以达到最优成本和最高精度的平衡。

2.3 应用场景受限

GPS测绘技术在应用中需要接收卫星信号，从而实现精确定位，但在某些场景下，例如室内、地下、森林等地方，卫星信号受到限制和干扰，从而会影响GPS技术的定位效果和精度。另外，建筑物、山体、植被等物体阻碍卫星信号在地面的传播，也会降低GPS测绘技术的应用效果。因此，GPS测绘技术在应用中的场景需要根据具体情况进行选择和优化，需要选择适合GPS测绘技术的场景进行测绘。在测绘中，除了GPS技术外，还需要根据场景特点综合运用多种测量技术和方法，使测绘数据更加准确。例如，在室内测量场景中，使用光学测量矫正系统或者激光跟踪器可以获得较高精度的测量数据；在地下测量场景中，传统的地下回归测量法可以取得很好的测量效果。因此，GPS技术应用场景受限是GPS测绘技术面临的困境之一，需要根据具体场景因应具体的问题和需要，选择合适的测量方法和设备，从而在实际测量中取得准确的数据。

3 GPS测绘技术在测绘工程中的应用策略

3.1 选择合适的GPS测绘设备和技术

在GPS测绘技术的应用中，设备的性能直接影响到测量数据的准确性和精度。因此，在选购GPS测绘设备时，应根据具体的测绘任务、测量对象和场景的不同，选择合适的GPS测绘设备和技术。首先，应考虑精度要求。不同的测绘任务对GPS定位精度的要求也不同。例如，对于城市基础测绘，通常需要使用精度较高的GPS定位设备和技术，而对于农村、山区或荒地等野外测量场景，则可以较低的精度进行测量。其次，应考虑测量范围。不同的GPS设备和技术对测量范围的要求也不同。例如，一般而言，GPS测量设备的定位精度会随着距离的增加而降低，而在无线传输中树木、建筑物和其他高大物体会负面影响GPS设备的定位精度，因此需要在实际测绘场景中根据具体情况选择合适的设备和技术。最后，应考虑维护和升级的成本。GPS测绘设备需要经常进行维护保养和升级才能够具有长期稳定的性能，手动的升级设置还会增加额外的成本和劳动力资源。因此，应根据测绘任务、测量对象和场景的不同，针对性地选择合适的GPS测绘设备和技术，以确保测量数据的准确性和精度。此外，为了更好地应用和操作GPS测绘设备，需要加强操作人员的教育和培训，提高其对于设备性能和手动升级设置的理解。

3.2 科学规划和设计测量任务

在GPS测绘技术应用中，科学规划和设计的测量任务是确保测量精确性的重要步骤。在测量任务规划和设计时，应全面考虑测量对象、环境和数据精度等因素，以更好地选择和应用GPS技术。首先，应对测量对象的特征进行全面的研究和了解，例如对象的大小、位置、形态、高程等等，以便评估所需的GPS测量范围和设备性能[4]。此外，若需要进行定高测量，则应该了解地球椭球体模型和垂直大地通用测量法等相关理论知识。其次，应根据环境的不同，精心选择GPS测绘设备和技术。例如，在城市中，建筑、电线杆和车辆等物体会影响GPS信号的传播，造成误差；在工地环境中，尘土、振动、温度变化等环境因素也会影响测量结果。应基于不同的环境规划测量路线和控制点，选择合适的GPS测绘设备和技术。最后，应对数据精度有一个灵活的预估。应考虑测量对象中各种因素导致的误差，并且在实测中进行外业测量和内业处理，以及数据质量检查。同时，还应在计算过程中适时使用补偿方法，如加权平均法、经验Bayes法等，以提高测量精度。因此，科学规划和设计正确的测量任务，对于GPS测绘技术应用来说非常重要。只有充分考虑测量对象，环境和数据精度等因素，才能更好地选择合适的GPS测绘设备和技术。同时，还应加强对测量数据的处理和质量验证，确保测量数据的准确性和可靠性。

3.3 利用辅助测量技术

GPS测绘技术在实际应用中，可以结合其他辅助测量技术（如全站仪、激光测距仪等）进行测量，以提高测量精度和数据准确性，减轻GPS测绘技术的负荷压力。这一点十分重要。首先，GPS测绘技术有其固有的缺陷，如信号传输、设备精度等。通过使用全站仪、激光测距仪等辅助测量技术，可以弥补GPS测绘技术的不足，提高测量精度和数据准确性。例如，在城市基础测绘项目中，采用GPS技术结合全站仪进行测量，可以提高测量精度和减少误差，获得更加精确的测绘数据。其次，利用辅助测量技术可以使GPS测绘技术更加全面和灵活。例如，在山区、沙漠和海岸等地，GPS技术难以适应复杂的地形地貌和环境，而激光测距仪具有良好的测量精度和适应性，因此可以结合使用以提高测量效果。最后，利用辅助测量技术需要进行坐标系转化和数据匹配等操作，这就需要对不同的测量技术有深入地了解和掌握。这点需要加强操作人员技能培训，提高其不同测量技术的应用能力。结合其他辅助测量技术可以提高GPS测绘技术的测量精度和数据准确性，减少GPS技术的不足之处。对于一些特殊复杂场景，辅助测量技术的应用显得尤为重要和必要。同时还需要对不同的测量技术有深入地了解和掌握，这对操作人员技能的提升需要经过培训和实践来掌握。

3.4 定期维修保养维护

在应用GPS测绘技术的过程中，定期进行维修保养和维护，可以确保测量设备的正常运行，提高测量精度和数据准确性，保证测绘数据的可靠性。首先，GPS测绘设备是高精度的仪器，在使用过程中需要做好维护保养工作[5]。可以采用清洗、校准、更换失效零部件等方法，保证仪器的正常使用。另外，进行升级改进，保证设备的可靠性和稳定性。升级可以解决一些功能上的不足，延长GPS设备的使用寿命，保证设备的稳定性。最后，合理使用GPS测绘设备。合理使用设备，按照标准操作流程进行操作，使用合适配合设备的工具，不在某些设备限制范围内使用，才能更好地保护设备，延长设备使用寿命。

4 结束语

总而言之，GPS测绘技术在现代测绘事业中发挥着重要作用，但由于互联网技术的快速发展和新型设备的不断涌现，GPS测绘技术在测绘工程中依然面临着不断提升的需求。对于应用GPS测绘技术的测量项目和单位来说，需要根据实际情况，不断学习和探索新的技术和方法，保持对技术的敏锐度和更新意识，从而不断完善和提高GPS测绘技术的应用水平。在未来，GPS测绘技术将继续发挥着重要的作用，不仅可以应用于测绘工程，也可以应用于交通运输、城市管理、环保等方面，在提高效率和精准度的同时，为社会发展做出更加积极和有效的贡献。