工程测绘中GPS测量技术的运用探究

李东

摘要：GPS即全球定位系统，是一种依托卫星导航实现的定位系统，GPS能够提供多种动态目标的连续三维位置、速度及相应时间信息，所以GPS测量技术的的出现，使得工程测绘领域发生了革命性变革，而且采用GPS测量定位技术具有操作易、速度快、精度高的诸多优点，所以这种技术在各种工程测绘中都已经被广泛采用，并且目前，GPS测量定位技术已经基本取代了过去常规测角以及测距的方式，本文就将对GPS测量技术在工程测绘中的应用进行一些研究和探索。

关键词：工程测绘； GPS测量技术；运用探究

中图分类号：TB22 文献标识码：A

随着计算机网络的不断应用与发展，信息全球化的趋势越来越明显，而GPS定位系统，加速了信息的传递和流通，给人们的生产生活带来了方便，GPS定位技术，又以其独有的特点和优越性，在许多的领域里发挥着十分重要的作用，所以本文主要围绕GPS定位技术展开探讨，重点分析GPS测量技术在工程测绘中的应用。

1GPS测量技术的特点 

一是具有实时定位。采用全球定位系统进行导航，可以实现对运动目标三维位置及速度的实时准确定位，能够实时确保运动载体按照最初预定的线路（最佳路线）运行，其实时定位的特点在对目标导航中，具有较为重要的意义。

二是定位精度高。大量的实验和工程应用表明，用载波相位观测量进行静态相对定位，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10-6~2×10-6，而在100~500km的基线上，则可达10-6~10-7，随着观测技术与数据处理方法的改善，可望在大于1000km的距离上，相对定位精度达到或优于10-8，在实时动态定位（RTK）和实时差分定位（RTD）方面，其定位精度可达到厘米级和分米级，能满足各种工程测量的要求，而随着GPS定位技术及数据处理技术的发展，其精度还将进一步提高。

三是观测时间短。当前，采用经典静态相对定位模式进行测量，在观测20 Km以内基线需要的时间方面，采用单频接收机观测需要1 h左右的观测时间，而采取双频接收机则仅需要15 min至20 min 的观测时间，而且采取实时动态定位模式，在流动站利用1 min至5 min时间完成初始化观测之后，各站所需要的观测时间仅为几秒，由此可见，采用GPS测量技术建立控制网，能够大大缩短相应的观测时间，全面提高测绘作业效率。

四是在观测站之间无需通视。对于传统测量技术，通常需要观察站间具有良好的通视条件，同时需要确保测量控制网具有较好的图形结构，但是采用GPS测量技术，则仅需要测站15°以上的空间具有较好的开阔性，就能够和卫星保持必要的通视就可以实施测量，根本不需要观测站间必须具有互通视性，而GPS测量技术的这一特点使建造觇标不再成为必须进行的工作，但传统测量中造标费用常常占用总经费的30%以上，GPS测量技术的这一优点，可以使测量经费和测量时间都获得同步缩减，并且在测量选点中也更加灵活，能够根据实际测量的需要进行测量点选取。

五是可提供全球统一的三维地心坐标。经典大地测量将平面和高程采用不同方法分别施测，但在GPS测量中，在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测量观测站的大地高程，GPS测量的这一特点，不仅为研究大地水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径，同时也为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用，提供了重要的高程数据，GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同点的测量成果是相互关联的。  

2工程测绘中GPS 测量技术的应用

2.1监测工程变形中GPS的应用。在工程建设的过程中，工程变形是最为常见的问题，工程变形主要是由于人为造成地壳或者建筑物变形，或者建筑物位移等原因，而GPS测量技术因其三维定位精度高，所以成为监测工程变形的重要的工具，在工程建设的过程中，我们经常会遇到各式各样的变形，如建筑物沉陷、资源开采地面沉降、大坝变形等，如果在监测工程变形时将GPS测量技术应用在大坝变形中，由于大坝受到水负荷的重压，并且随着时间的变化，就会造成大坝的变形，为了能够及时控制大坝的变形造成意外，所以我们必须加强对大坝进行监测，但如果在监测的过程中采用GPS测量技术，就可以很快的监测以及收集到大坝变形的数据，并且测量的数据能够精确到1.0PPm到0.1PPm，这样不仅能够保证工程测量的准确性和安全性，而且对提高大坝测量工程的自动化技术具有重要的作用。 

2.2城市建设中应用GPS 测量技术。城市控制网有着面积大、使用多、精度要求高的特点，很多城市的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线往往均位于地面，而在城市建设步伐不断加速的情况下，这些点又往往会出现不同程度的破坏现象，所以快速精确地进行控制点提供，直接关系到测量工作效率和治疗，采取常规的导线测量必须要求各个控制点之间能够通视，其工作难度大，工作耗时长，且精度不够理想，所以在城市建设中应用 GPS 测绘技术，不仅能够满足城市规划要求，同时还能够进一步改善城市控制测量的准确性和测量速率，而且GPS 测量技术速度快、操作方便、精确度高的特点，已经在城市控制测绘中获得的实践检验，并基本实现了对传统测量方式的替代，伴随着GPS 测量新技术的不断出现，必将使城市建设测量水平提升到一个新的台阶。 

2.3水下地形测绘中GPS的应用。在海港的建设、海岸以及码头的施工设计、海洋资源的开发等工程中都需要采用水下地形图，在进行测绘水下地形图时首先应该进行测量平面位置的三维测定以及水深，而在传统的测绘工程中水深的测量，主要采用测深仪，在测量时，主要是根据超声波测量水深的原理进行测量，在对水深测量的同时还采用潮位仪对潮位进行测量，这样能够使水深的测量值得以改正，最后测量出水下地形的高度，而对于平面位置的测量主要采用经外测距仪、经纬仪以及三应答器等设备进行测量，但由于这些设备操作复杂、条件要求高，在使用时极不方便，所以随着GPS测量技术的应用，不仅能够解决平面位置的测量的问题，而且采用差分GPS定位系统能够对大比例尺下水下地形测绘，在水下地形测绘的工程中，通过将测深仪、差分GPS接收机以及潮位仪并与终端设备相连接从而构成了完整的水下测绘系统，比如在船行驶之前，首先在计算中输入测量阶段的起始坐标，在测量的过程中采用DGPS接收机将测量的坐标值输入到计算机系统中，然后进行坐标之间转换以及参数的计算，并且系统中的显示屏能够实时显示航行的路线以及导航的参数，如定位时间、定位序号以及基线方向角、偏离航线的距离、测量起点和终点的距离等参数，在测量中，测量工作者能够根据导航监视器进行修正航向，在测量、定位时，计算机系统也能够自动进行记录，并保存在硬盘或者软盘中。

3结语

综上所述，GPS测量技术除了在雷雨天气下有所限制，不受任何天气因素影响，这就比其他的观测方式具有了优越性，对于GPS测量技术在工程测绘中应用，不仅能够提高工程测绘的精确度和可靠性，而且对提高工作效率、降低工作强度和提高工程测绘的自动化程度都具有重要的作用，所以成为工程测绘中重要的工具，相信随着GPS测量技术的快速发展，GPS测量技术将会得到更多的领域应用。

参考文献

(1)林亚斌.王春范.探讨测绘新技术在工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息.2011.(13) 

(2)刘树良.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J]．商品与质量·建筑与发展,2011(2):13-17.