工程测绘中GPS技术的作用分析

2016-04-14胡宏伟

地球 2016年4期

关键词：接收机测绘精度

■胡宏伟

（息县宏图测绘有限公司河南信阳464300）

工程测绘中GPS技术的作用分析

■胡宏伟

（息县宏图测绘有限公司河南信阳464300）

工程测绘过程中，GPS技术发挥了重要的作用，极大程度上提升了工程测绘精度，为工程测量质量提供了保障。基于此，本文对GPS技术进行了综合性阐述，并对工程测绘中GPS技术相关应用进行了分析，提出了相应观点，以供参考。

工程测绘 GPS 精度定位

1　GPS概述

GPS(Global Positioning System)即全球定位系统，主体为环球通讯卫星与接收装置,通过卫星的无线导航定位作用，能够为用户提供精确的导航信息。GPS卫星分布于6条交点互隔60度的轨道面（距地面2*104km）上，单机导航精度高达10m[1]。若采取综合定位，可使其精度可达厘米甚至毫米级别。通常情况下，GPS民用开放精度为10m[2]。对于工程测绘而言，GPS技术的加入，使其整体水平迈向了一个新的台阶。一方面，GPS保证了工程测绘的精度；另一方面，GPS应用简便，从一定程度上提升了工程测绘效率。总之，GPS为工程测绘带来了有力的技术基础，并促使其产生了本质性的变革，为工程测绘发展提供了推动力。

2　GPS技术特征分析

2.1高精度

高精度是GPS的最显著特征。工程范围50km内，GPS相对精度可达10～6；100至500km范围内，相对精度可达10～7。在0.3至1.5km精密定位工程中，平均平面误差低于1mm。高层建筑基准测绘过程中，绝对位置平面精度优于+5mm，高程精度优于+8mm。特别是在RTK及RTD方面，定位精度可达厘米级[3]。换句话说，GPS定位精度可满足各类型工程测量要求。同时，随着观测技术及信息处理技术水平的不断上升，GPS定位精度还将达到更高的层次。

2.2适应性强

利用GPS对方格网进行测设，较其他方法具有更好的适应性。网形结构简单，可对点疏密程度及边长短自由选取，即使已知控制点距离较远，但依然能够保持连接，并可对控制网进行定位及定向。GPS实现了点位之间的通视，在点位选取方面较为灵活，并不需要高标。另外，GPS测定并不会受到天气、气候影响，可保证室外作业正常进行。需要注意的是，部分工程测量受成本限制，在实际测量过程中依然需要用到水准仪、经纬仪等常规仪器，由这些仪器提供辅助性数据作为参考。另外，GPS控制网布设过程中，应尽量让更多的点实现互相通视，以进一步提升测绘效率及测绘精度。

2.3操作便捷

GPS测绘自动化程度较高，操作过程中只需要对相关参数进行调节即可，参数调节完成后，GPS接收机便会自动完成测量。进行连续观测时，GPS接收机可利用通讯网络将采集数据传递于处理中心，由中心系统对相关信息数据进行信息化处理。观测完成后，将接收机电源关闭、收好，即可完成数据采集任务。

3　工程测绘中GPS技术相关应用分析

3.1网点控制

GPS定位系统对原有大地控制网络的长钢轨测距和测角的方法产生了颠覆性作用。通过GPS所构建出的测量大地控制网，为工程测绘提供了极大的支持。从上世纪90年代开始，我国便把GPS应用于大地基础控制网中。长距离测绘过程中，即便大地控制点距离较远（几千至几万公里），利用GPS仍然可以实现精确测量。在城市控制测量网络中，测量点距离大约为几十公里，GPS测量精度得到进一步提升。换句话说，GPS的使用极大程度上提升了测量范围，并简化了测量流程，省时省力，具有极高的工作效率。

3.2水下测绘

设计码头、港口及航道时，都需要制作精密的水下地形图，而GPS为水下地形图绘制带来了极大的便捷。将测深仪、潮位仪及差分GPS接收机进行组合，可获取一套完整的水下测绘系统[4]。GPS接收机可接受GPS信号，并可获取来自差分基站的校正信号。通过应用校正数据可将测量误差控制在可靠范围内，提升整体测量精度。采取GPS进行大比例水下地形测绘，一定程度上扩充了测绘范围。测量时，由GPS接收机将参数坐标置入系统计算机内，通过软件分析、计算，将航迹线及导航参数显示出来。工作人员可根据这些参数对航向进行动态性修正，按测定方案设置具体航线，进行有效测绘。定位过程中，利用同步定时器将定标信号传递于深仪、潮位仪，可实现定位采样、行潮值采样及测深采样。同步定标器具备多条控制线，可与其他测试仪器共同定标。另外，水下测绘过程中，可采取GPS后差分动态定位技术进行实际测量。将GPS接收机分别置于基站与船站，利用卫星组发出的导航信号实现同步测量。通过基站可获取校正值，以对船站定位数据进行二次修正，得到精确的地理坐标。

3.3形变测量

工程测绘过程中，形变测量是重要构成部分。工程形变相关影响因素较多，会同时受到人为因素及地理环境影响，使形变控制难度系数有所增加。通过应用GPS技术可增加三维定位的精度（1.0ppm至0.1ppm）。实际测绘过程中，先设置合适的基准站（远离工程主体），然后在变形区筛选若干个合适的检测点，并将GPS接收机分别安装在监测点及基准站上，便可实现连续观测。利用通信网络及信息数据传递技术，可将相关信息数据传入监控中心，及时进行处理，从而实现自动化、实时化测量。