简析GPS测量技术在工程测量的应用

尹金星

摘要：GPS技术在工程测量中的地位是举足轻重的，由于其自身的精确度高、观测时间短等优点，成为工程建设中不可缺少的一项关键技术，为工程测量实现数字化、现代化奠定了基础。本文主要探究了GPS测量技术概述，GPS测量技术优越性以及GPS测量技术在工程测量的应用，以供参考。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）14-173-02

引言

近年来，GPS技术因其自身的诸多优势，已经广泛应用在工程测量过程中，运用GPS技术进行测量，不仅能够扩大测量的范围，同时能够提高测量数据的准确性，最大限度地减少误差，为工程测量带来了巨大的方便，可以说，GPS技术是传统的测量技术和现代技术的完美结合，体现了测量技术的飞速发展。

1 GPS测量技术概述

GPS即全球定位系统，是一种基于卫星的无线电导航定位系统，可以完成距离与时间的测量，主要包括用户设备、空间卫星星座以及地面监测系统三个部分。在应用时，主要通过无线电信号，实现无线导航来提供准确的定位信息，现在已经得到多个领域的重视与应用。随着现代化科学技术的快速发展，GPS测量技术研究与应用更为成熟，具有经济快速与精度高等特点，进一步推动了测量领域与测绘领域的快速发展。GPS测量技术具有定位精度高、观测时间短、应用范围广以及操作简单等特点，与传统GPS测量技术相比，其可以全天候持续工作。在数据监测工作中，GPS卫星数目分布合理性更高，并且左右范围广泛，在监测时能够通过系统完成三维定位，对地球上任何地点、环境以及时间段内进行监测，灵活性更高。无论是GPS测量技术应用的时间、地点以及操作方式，与传统工程测绘技术相比都更具优势，应进一步对其在工程测绘中的实际应用进行研究。

2 GPS测量技术优越性

GPS相对于其他卫星定位系统，有其独特的特性。GPS系统是当今社会在导航定位领域应用最为广泛的系统。GPS系统具有这样些特点：高精度、多功能、易操作，在许多方面都比其它导航定位系统具有更强的优势。该系统具有以下特点：

2.1功能多样，用途广泛

GPS系统不仅可以用于导航、测量，还可以用于测速、测时。比如说交通部门，是可以通过GPS系统发现道路沿途的天气变化，或是某车超速的具体状况，就可以通过GPS系统.传递信息，提醒司机注意安全。这在交通发达，车祸频繁的今天，是十分有用的。并且该系统的精确度高，测速的精度可达0.1m/s，测时的速度可达几十毫微妙。这对其应用领域扩大起了关键性的作用。

2.2定位精度高

在实验和实践中都已经证明，GPS系统的定位精度高。并且随着技术研究的发展，观测技术与数据处理方法的改善，GPS系统的定位精确度在不断地提高。GPS系统可达到厘米级和分米级定位精度，能够有效地满足各种工程测量的要求。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。特别是实时定位，通过利用全球定位系统进行导航，可实时掌握运动目标的三维位置和运动速度，这就可以实时保障运动载体沿预定航线运行。常见的是生活中的交通运输领域，较为特别的是对军事上动态目标的导航，总之，都具有十分重要的意义。

2.3操作方便

利用GPS系统进行测量工作，可以实现自动化和智能化。GPS系统自动化程度很高，甚至高于“智能型”接收机。在利用GPS系统进行观测和测量时，测量员只需要做安装并开关仪器、采集环境的气象数据、量取天线高、监视仪器的工作状态等工作。这属于准备工作阶段，是必须的。而其他工作，都会有系统自动完成。比如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。结束观测时，也仅需关闭电源，收好接机，便完成野外数据采集任务。

3 GPS测量技术在工程测量的应用

3.1 GPS在测绘控制网的应用

测绘控制网是工程建设的基础性工作，项目规模不同，对控制网的精度要求也不相同。一级测绘控制网的精度要求往往比较高，因为作为测绘的参照点，位置坐标必须要精确。在工程中常用的控制网的确定是采用边角法，即用测量仪器确定控制导线，在测量范围比较小时，这种方法比较方便和实用，但是在测量范围比较大时，比如像大型的公路、隧道工程，这种方法就非常受限。这时候全球定位系统的优势就显现出来了。全球定位系统具有很多优点，它在选择控制点的时候受到的限制比较少，而且精度比较高，费用比较低。用全球定位系统建立控制网采用的是载波相位静态差分技术，采用这种技术精度比较高，精度能达到毫米级。公路工程和隧道工程都具有纵向距离很长，横向距离很小的特点。因为导线法测量的范围有限，采用常规的导线定测点的方法要测量好多次，会造成很大的误差积累。采用上述技术就可以很好地解决这个问题。因为GPS技术不需要地面的相互通视，可以在很远的距离设置控制点构成测量三角锁，大大节省了人力物力，提高了测量的精确度。

3.2 GPS在变形监测的应用

这里指的变形监测指的是大型建筑设施的变形监测，比如高层建筑、水坝和大桥等。测量的主要项目是地基沉降位移和建筑物的倾斜位移等。这些大型设施的体积非常巨大，所处的环境也非常的复杂，对监测的要求非常高。在测量这些大型设施的地基沉降时通常采用的方法是用水准测量，对于建筑的倾斜度测量采用的是三角测量的方法。这几种方法都比较费时费力。应用GPS技术则会比较方便，比如要测量一个大坝的变形，就可以在大坝上选取几个控制点，然后在控制点上布设GPS接收机，这样就可以对大坝的变形进行实时不间断地监测，要想远程获取数据，还需要采用无线传输技术将数据传输到数据中心进行处理，这样就可以实现对大坝变形的实时监测。对路面沉降的监测也可以采用GPS技术，实施方法和大坝变形方法类似，只是沉降监测只需要高程数据就可以。

3.3 GPS技术在图根测量的应用

GPS快速静态定位的工作原理是通过GPS接收机接收4颗以上通讯卫星信号，解算出卫星到GPS接收机的距离，通过卫星在地心坐标系的位置确定GPS接收机在该坐标系中的位置，从而解算出多个GPS接收机的相对位置，达到相对定位的目的。在图根控制测量中，图根控制网使用4台以上的GPS接收机，采用双参考站，以快速静态定位测量方式进行观测。每一时段同步观测卫星有效颗数均大于4颗，卫星数据采样率为15s，卫星高度角均大于15°，PDOP值小于6，各条观测基线的整周模糊度倍率因子在1.5以上，保证了卫星与接收机之间具有较强的图形强度；流动站观测时间为15min。观测单元间流动站的重合点数为2个。观测前后使用专用GPS量高尺测量仪器高度，取中数作为该站最终站高。通过数据质量检核，按单基线双差固定解作为最终结果。同步环、异步闭合环、复测基线的长度较差等均满足规范之规定，精度很高，在观测条件较好的情况下，满足E级GPS的精度要求。

4结束语

GPS测量技术在工程测量中的应用，极大地促进了工程建设的发展，开创了工程测量发展的新时代，为国家和人民带来了更大的经济效益和社会效益。测绘技术还在不断的探索和发展当中，在未来的工程测量中，必然会有更多的测绘新技术应用到工程测量中，更好的促进工程测绘的发展。