GPS技术在工程测量中的应用研究

肖开望

【摘 要】GPS技术是现今科学发展中的新兴的导航定位技术，GPS技术测量相比于传统的测量技术有着很明显的优势，在工程测量中具有十分重要的地位。GPS技术在工程测量中的测量时间比较短、精确度高，并且具有较高的技术含量，在工程测量中应用会收到良好的效果。本文就GPS技术在工程测量中的应用进行分析和研究。

【关键词】GPS 测量技术 工程测量

当前社会经济快速发展，工程建设的规模以及数量逐渐增多，工程测量的工作量也逐渐增大，需要人们提高对工程测量的重视程度，并保证工程测量的质量。传统的工程测量中，光学水准仪以及光学经纬仪测量的速度和精度都有一定的限制，不能满足大规模以及数量的过程测量需要，因此需要使用新型的GPS测量技术，凸显GPS的优势与能力，更好的开展工程测量工作。

1 GPS测量技术的优势

利用GPS技术测设方格网的适应性更强，可以灵活设计网形的结构、点的疏密程度以及边的长短，能够连接较远的控制点，对控制网进行定位和定向。同时，GPS测量技术能够实现点位之间的通视，灵活选点，使外业测量免受天气因素的影响。在测设长边方格网和通视比较难的情况下更能凸显其优势。GPS技术自身具有很多优势，但由于工程测量的范围存在差异，并且涉及到成本问题，为减少成本支出，同时达到测量精确度，就需要增加常用的测量仪器，并改进通视性，提高测量精度。GPS技术的观测速度也随着技术的发展而逐渐提高，测量时间大为缩短。传统的静态定位方法会受到接收卫星数以及精度影响，定位观测的时间大约在40-180分钟[1]，而RTK技术的运用能够使观测时间大为减少，几秒钟就能够完成观测任务。传统的工程测量技术中，在测量工作中需要对高程、平面坐标进行观测和计算，相比于传统的测量技术，GPS技术能够同时获得高程以及平面坐标，直接得出三维坐标。

2 GPS技术工程测量的原理

GPS技术在工程测量中利用高轨测距，将GPS卫星以及观测站间的距离作为基本的观测量。可以通过两种方法进行测量，一是伪距测量，也就是依据接收机受到GPS卫星发射测距的电文以及A/C码[2]，结合信号从发射到接收的时间进行卫星与接收机天线之间的距离计算。由于用户接收机的时钟与GPS卫星时钟是存在一定差异的，因此观测到的距离并不是真实的数据，所以被叫做伪距。二是在载波相位测量，通过对GPS卫星载波信号在传播路径中的相位变化情况明确信号传播的距离。这种定位的精确度较伪距测量高。

3 GPS技术在工程测量中的应用

相比于传统的工程测量技术，GPS测量技术有着更加严格的测量要求，因此在工程测量过程中需要根据工程的实际情况选择合适的测量方式，保证测量结果的精度和可靠，能够为工程建设提供科学的依据，减少测量过程中的资源消耗，促进经济效益的实现。

3.1 GPS定位技术

在工程测量中，GPS定位技术的主要应用原理就是将物理与几何的原理相结合，利用GPS系统地面接收以及空间卫星实现测量对象的多角度定位。GPS定位技术在工程测量中的应用主要有实时动态相对定位和静态相对定位。静态相对定位是将多台地面接收装置排成一条基线同步观测目标，时间早45分钟，然后由专业的技术人员统计和处理测量的结果。这种定位的操作比较简单。而实时动态相对定位则需要利用载波相对观测量，选择比较精确的控制点，以其作为工程测量的控制点站，安装在地面的接收装置连续观测不同角度传达的实时信息。GPS系统有24颗绕着地球运行的卫星，从10°以上的水平角进行观测能够接收到7颗卫星的信号[3]，但是如果接收站周围有遮挡物，接收到的卫星数量就会减少，很难进行定位。

3.2 测定施工的水准点

在工程测量中使用传统的测量技术不能进行科学准确的预算，水准点的距离存在着较大的偏差。设计单位一般会给出距离在500-1000米之间的水准点，但是由于距离太大会影响施工的效果。利用GPS技术接收卫星信号，然后进行水准点的确定，能够保证观测的进展，提高工程测量的准确性，促进工作效率的提升。

3.3 建筑物变形测量

变形监测就是对大型建筑地基的沉降、位移以及倾斜等进行检测。监测工作中涉及到的监测主体比较大，监测的环境复杂，对于监测的技术要求也比较高。变形监测网具有极高的精度，如果在观测时间中，分时段进行变形观测，并且变形观测时天线指北，小于4千米的基线向量能够达到2、3cm测量精度。

3.4 工程控制测量

工程建设、管理维护中，控制测量是重要的内容，控制网的性状以及精度需要与工程规模以及性质相关。GPS-RTK测量技术能够实现毫米级的精度，测量的方法也比较简单。只需要在测量区域或者附件的高级控制定上进行控制基准站的搭建，利用流动站直接对各控制点上的高程以及平面坐标进行测量，能够提高作业的效率。

3.5 虚拟现实技术

传统的工程测量需要测量人员亲自进行实地测量，对于一些地质条件比较特殊的或者是恶劣的地区，很容易发生安全事故。而GPS虚拟现实技术能够创设出逼真的测绘环境，利用GPS虚拟现实技术以及计算机绘图技术能够在计算机中准确快速的描绘出三维图像，完善工程测绘的流程，找到测量的项目，以及需要注意的事项。

4 结语

GPS测量技术在工程测量中具有较强的可靠性，能够减少测量作业的强度，提高其精度，但是GPS技术在实际的测量中也出现一些失误，需要测量技术人员进一步探索和总结。

参考文献：

[1] 赵籍滨.浅谈GPS技术在工程测量中的应用[J].科技创新与应用，2012（03）：34.

[2] 李俊.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].齐齐哈尔工程学院学报，2012（03）：13-15.

[3] 沈红海.GPS技术在工程测量中的应用研究[J].科技信息，2011（15）：467+499.