浅析GPS在工程测量中的应用

牛伟民　李和英

摘 要：近年来，随着我国经济的发展，社会的进步，全球定位系统GPS技术应用研究的逐步深入， 它是测量史上的一次变革，它为我们提供了全天候、高精度、高效率的测量方法。GPS技术已广泛应用于工程建设领域中。随着GPS定位技术的出现和不断地发展完善，测绘定位技术发生了重大的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。

关键词：GPS；工程测量；综合应用

1 引言

随着现代测绘技术的逐步扩大和应用，测绘工程长期依靠经纬仪、水准仪、平板仪等传统工具进行工作的时代即将结束。现代测绘技术的核心技术是全球地位系统、遥感和地理信息系统。空间技术的飞速发展，遥感图像宏观、逼真、直观、丰富的信息为工程测量选线、工程可行性研究、路线工程地质条件评价和工程初步设计提供了有利条件。应用遥感技术，犹如把野外现场搬回室内进行研究，不仅能提高测量质量，而且能够加快勘测设计速度，减少勘测费用，节省设计成本。可适用于工程建设和实施的各个阶段。同时现代测绘技术已经发展为信息技术和空间技术的综合集成，成为国家高新技术不可缺少的重要组织部分。现代测量仪器朝着智能化、自动化、网络化、数字化的方向发展，传统的光学测量仪器逐渐被弃用。GPS全球定位系统早已应用于大面积的控制测量。本文介绍GPS在工程测量领域中的应用，指出了GPS技术的一些缺点，并提出几点建议。

2 GPS的特点

GPS在测量定位领域已得到了较为广泛的应用。但是，针对不同的测量领域和用户的不同要求，需要采用的具体测量方法是不一样的。GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作简单化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。工程中应结合其特点合理使用。

特点：①定位精度高；②观测时间短；③测站间无须通视；④可提供三维坐标；⑤操作简便； ⑥全天候作业； ⑦功能多、应用广。

3 GPS在工程测量中的应用

据资料显示在三峡二期工程施工中采用GPS定位技术建立施工控制网，取得很好的效果，可以满足其相应的精度要求；在青藏铁路的建设中，从勘测到施工均采用了GPS定位技术，都取得了很好的效果。

3.1 在建筑测量中的应用

目前高层建筑的测量方式主要有线锤铅直投测测、经纬仪、激光经纬仪，这些方法虽然精度高、施测方便，但是这些方法要求在任何情况下必须保持通视孔畅通，同时也无法消除随着建筑物高度增加而出现由于温度、日照、风荷载作用引起的施测困难。

在现阶段中，我国建设的超高层建筑中有很多工程都是因为其自身所处在的位置特征比较特殊，施工工艺和施工技术十分复杂，其工作量也逐渐在加大，因此，我国的高层建筑及超高层对于测量领域提出了十分严格的要求，常规的测量方法以及测量手段并不能够对高层建筑工程方面的需求进行满足，但是，伴随着我国GPS测量技术的不断发展，GPS测量技术已经在高层建筑施工领域里面得到了十分广泛的应用，与此同时，GPS测量技术也将很多过去无法解决的问题进行很好的处理。

在确定设计精度时，应根据测区的具体情况和工程需要，选择工程或城市GPS网作为测区首级控制网。GPS测量网图形灵活，观测点之间对相互的通视性没有什么要求，因此，对测点的选择没有要求。其次不需要改变施工布置，从而保证施工进度。GPS可以全天候实时观测，解决了常规测量技术难题。GPS技术擅长于动态物体的定位，建筑物摆动周期和摆动规律用传统的方法是无法解决的，但采用GPS技术却很容易实现，同时GPS技术测量速度快，劳动强度小，不会产生误差积累。故在建筑工程的应用越来越广泛，而且对于超高层建筑来说，精度等各方面要求更高，由于高耸结构昼夜和季节性的温差等对结构造成的竖向高度变化、侧向挠曲、扭转、摆动等已不可忽视。因此GPS就成了建筑测量最理想的方法。

3.2 在公路工程测量中的应用

公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能：静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标；动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位，实地放样地面上。

公路路线测量对施工精度要求较高，测设距离远，其平面控制测量往往采用导线形式。 在公路选线勘察和设计过程中，将会采用遥感信息的智能化识别和信息分类提取，获取所需要的工程地质信息，直接应用于路线方案的设计中。三维的影像和地形可以直观地进行工程边坡设计、路线平纵参数设计、计算工程量。利用虚拟现实技术，用三维的卫星图像和航空正射影像可以模拟飞行，预览路线实地景观，实现室内选线、并渗入到公路工程勘测设计及建设实施的各个环节中，将大大提高工程建设的合理性和准确性。

随着经济的发展，高等级公路开始向山区、重丘区岭区拓展。这些地区人烟稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地区，水平方向通视困难，有时实施常规测量方法几乎不可能。GPS测量灵活、方便，能大大节省人力、物力、减少野外砍伐工作量，减少一些不必要的过渡点；具有极高的精度。另外GPS测量作航测控制，不仅具有高精度，而且具有极大的灵活性。它改变了逐步控制的测量模式，其效率较常规方法提高5倍以上。既保证了测设工作的质量，又大大减少了作业的劳动强度，加快了测设周期。

4 结束语

综上所述， 随着数据传输能力的增强，数据的稳健性，抗干扰性水平和软件水平的提高，传输距离的增加。 在我们从事的多个领域测量中，均涉及到了GPS定位技术，也感受到其无穷的优点。GPS技术己经在测量和工程界产生了重大变革，带来了空前的高效率，其具有其他测量工具无法比拟的优势，从根本上提高测量的质量和作业效率。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。由于GPS系统具有精度高、速度快、费用省、操作简便，现今建立大地及工程控制网基本上是采取GPS定位技术，取代了常规手段。从GPS测量中，GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。因此， GPS技术在以后的工程领域具有很大的发展前景。

参考文献

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[2]梁燕芬.谈高层建筑施工测量[J].广东建材.2008.

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