浅析工程测量中的GPS技术工程测量

浅析工程测量中的GPS技术工程测量

徐治敏 ,郭一鸣,于伟涛

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摘要：社会、经济、技术的发展与进步，为各个行业的发展创造了有利的环境与条件，也为其提供了坚实的科技保证。特别是，随着计算机网络技术的普及，信息全球化的趋势变得越来越明显。而 GPS作为一种全球定位系统，它为全球范围内的信息传递与流通提供了一种可靠的技术支撑。其中，发展较快速的 GPS定位测量技术，也在工程测绘方面起到了很大的作用。文章以工程测绘为例，探讨了 GPS技术在工程测绘中的应用。

关键词： GPS；工程测量；

引言

我们所使用的 GPS，即人们日常生活中所使用的全球的定位系统，其实现主要依赖于环球通讯卫星系统和与之相关的无线设备，通过系统性的技术为用户提供精确的导航数据。目前，科技水平在不断提高，人们在 GPS系统中应用了许多前沿科技，从而提高了 GPS技术的精度。在此基础上，本文就 GPS技术在工程测量中的应用作一简单介绍。

1.全球定位系统定位技术的研究

GPS是一种全新的卫星导航和定位系统，它最早用于军用，于二十世纪七十年代被发明于美国，二十世纪九十年代被发明出来，它可以实现海陆空全方位的实时立体导航和高精度定位。GPS系统的组成包括三大部分，一是空间部分，也就是 GPS卫星星座，二是地面控制部分，也就是 GPS系统当中的地面监控系统，三是用户设备部分，它的主要功能是接收 GPS信号。 GPS测量技术能够在短时间内提供出精确的三维坐标，它由点、线、面三种要素构成，具有精准度高、高效性等特点。随着 GPS技术的不断发展，现在 GPS技术已经不单单应用在军事上，还应用在民用交通导航、土地测量、野外考察、日常生活等多个领域。

当前，在通讯技术日益普及的今天，全球定位系统和通讯技术已经被有效地融合在一起，三维坐标的确定由最初的静止状态逐步转变为动态状态，定位和导航已经开始成为实时的，而不是依靠资料处理来获得，全球定位系统的范围和深度都有了很大的拓展。GPS技术已被广泛地用于地形地貌和地表地貌的测量，并被广泛地用于某些工程和地面沉降的监测。

2.全球定位系统测量技术的基本特点

GPS可以实现快速定位，它的应用改变了工程测量的定位方式，以实时动态定位为主，只有在流动站初始化稳定后，才能进行定位，而且观察的时间只需要几秒钟，这样不但可以减少观察时间，还可以提高工作效率。

2.1 GPS相对较高的位置

从相关研究中可知，现阶段 GPS定位技术可以达到毫米级的静态定位和毫米级的动态定位，并且从实验和工程实践中可知，通过载波相位观测量进行静态定位，其定位精度会得到提高。

2.2自动运转

在工程测量中采用 GPS定位系统，能较好地达到实时、自动测量的目标。伴随着科学技术的持续发展， GPS测量技术中的接收器变得越来越小型化，在实际运用中也变得更加简单。工程测量人员只需要在相应位置上适当地放置执行所需的天线，就可以利用 GPS测量技术对观测站平面特性位置进行实时定位，并及时为用户提供三维立体坐标。

2.3.适用面广

GPS技术在很多领域都有很好的应用，特别是在测绘方面，比如它在大地测量中的应用，通过 GPS技术来监测地壳板块的移动，建立各类工程监测网。因此， GPS技术在工程测量中的应用是非常广泛的，它将在今后的发展中起到很大的作用。

3.全球定位系统在工程测绘中的应用

3.1利用 GPS技术进行图根测量

GPS快速静态定位的工作原理是：利用 GPS接收机接收4颗以上通信卫星信号，然后对卫星到 GPS接收机的距离进行求解，再根据卫星在地心座标系中的位置来确定 GPS接收机在这个坐标系中的位置，进而对多个 GPS接收机的相对位置进行求解，最终实现了相对定位。图根控制网利用4个或多个 GPS接收点，采用两个基准点，对图根控制网进行快速静态定位测量。在每个时间段内，同步观测卫星的有效颗数都超过了4颗，卫星数据采样率为15 s，卫星高度角都超过了15°， PDOP值低于6，每条观测基线的整周模糊度倍率系数都超过了1.5，这就确保了卫星和接收机之间存在着很强的图形强度。流动站观察时间15分钟。各单位之间的流动站重合点为2个；利用专门的 GPS高程标尺，在观测前和观测后分别测定仪器的高程，并将其中间值作为本站点的终点高度。经资料品质检验后，按单基线双差法处理，得到最后的结论。同步环，异步闭合环，以及复测基线误差，都符合国际标准，具有非常高的精度，在良好的观察条件下，可以达到 E级 GPS的测量精度。

3.2道路测量技术

公路工程测量对线路的勘测和定位精度有很高的要求，传统的测量方法比较麻烦，不能很好地满足工程的精度需求， GPS测量技术能有效地弥补这一缺陷。目前，我国已利用 GPS技术建立了一套高精度的第一级控制网，对道路进行了现场定位，其控制点的误差在2厘米以内。普通桩位的放样和控制网的检验和布局是工程测量中的一项重要工作，在传统的测量中，控制网通常是以环状网或线形网的形式，通过测距仪和经纬仪来进行测量，这种方法会浪费很多的人力和物力。而 GPS静止定位方式不受气象条件等因素影响，可在保证观测精度的前提下，有效地减少观测时间。

3.3在城市测绘方面的应用

在我国城市化快速发展的背景下，城市的尺度已经发生了巨大的改变，这对城市工程勘察的发展起到了巨大的推动作用。一般来说，城镇工程测量会受到房产、地籍和地形等因素的限制，因此，在具体的测量工作中，要做好大地测量工作，为项目提供有关的基础数据，控制点，测绘等方面的数据。同时，与 GPS测量的数据和测量获得的数据相结合，构成对城市规划和建设的控制网及工程控制网，使其包含成图测量、工程测量结果等。当然，当 GPS技术应用于城市测量的时候，一定要严格遵循设计技术和规范，并与城市上空的卫星运行时间相结合，制订出一套切实可行的城市测量计划，使 GPS技术的作用最大化，从而提高城市测量工作的精度和效率。

3.4利用全球定位系统进行形变监测

这里所说的变形监测，是指高层建筑、大坝、桥梁等大型建筑设施的变形监测。检测的重点为基础的沉降量、建筑物的倾斜量等。这种大型设备往往规模庞大，运行环境复杂，对设备的监控有着很高的要求。目前，对这种大型工程的基础沉降量一般都是利用水平法进行，而对建筑物的倾斜则是利用三角法进行。这些都是很耗费时间和精力的。GPS技术的运用更加便捷，例如，为了测量一座大坝的变形，可以选择一些控制点，在这些控制点上布置 GPS接收机，从而能够实时、不间断地对大坝的变形进行监控，如果要从远处获得数据，还可以利用无线传输技术将数据传送到数据中心进行处理，从而能够对大坝的变形进行实时监测。同时，利用 GPS观测道面的沉降量，其实现方式与水坝的沉降量相似，不同之处在于，沉降量的测量只需提供高程资料即可。

3.4大规模制图的应用

在建设工程中，地形图的尺度与工程实际状况有着紧密的联系，必须按照工程实际状况来绘制。常规的检测方法存在着工作量大、检测速度慢等缺点，不仅需要花费大量的时间，而且检测结果的精度也不高。利用 GPS动态测量技术，可实时获取各种数据，相关参数可在沿途的位置上驻足得到，再针对其特定的特性和属性，对更多的数据进行处理和分析，最终将所有的数据综合，利用绘图软件绘制出地形图。GPS技术在精度、速度等方面的优越性，使其在测绘、测绘等领域得到了更广泛的应用。

结束语

测量工作是项目决策、项目实施的重要依据，其精度、数据的可信度对项目的管理、项目的实施起着重要的作用。GPS测量技术具有操作简便，测量效率高，定位准确等优点，具有很大的发展前景。利用 GPS测量技术，能够有效地提升测量精度，有助于施工人员对工程进行高效的分析，保证各项工程施工和建设的质量，从而推动工程建设事业的科学发展，并有效地提升建设水平。

参考文献

[1]李柏章.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].水利科技与经济，2022（05）

[2]张延忠.GPS测量技术在工程测绘中的应用及特点[J].科技传播.2021.（07）