浅析GPS技术在测绘工程领域中的应用

杨旭

摘 要：随着科学技术的不断发展，目前测绘工程中领域也有了新的突破。目前我国的测绘工程行业，普遍采用了GPS技术。GPS技术的应用，可以使相关的工程的测量工作更加精准。与此同时，GPS技术的引用，也缓解了相关工作人员的工作压力，提高了工程的完成效率。本文将对GPS技术在测绘工程领域中的应用进行简要分析，希望能对我国测绘工程的发展做出贡献。

关键词：GPS技术；测绘工程；应用

测绘工程工作在完成过程中，主要的工作过程相对比较繁琐，很容易出现各种错误。但是测绘工作又是进行地质工作所必须经历的。在实际工作中，由于环境和地形等条件的影响，测绘工作很可能会出现各种误差，为了减小误差、提高工程的完成质量和效率，对高新技术的应用就十分有必要。GPS技术由于其测量数据的精确性，和工作不受外界影响特性，在测绘工作中被广泛应用。但是，为了进一步完善测绘工程中存在的误差问题。相关技术工作人员应加强对GPS技术的了解。

1 测绘工程

测绘工程主要开展各种空间信息测量并绘制相关地形图等方面的工作，研究对象非常广泛，不仅包括地球形状、大小、重力场，还包括地表地貌、地质构造、水文、房屋、道路、植被等很多方面内容。一般情况下，新开发地块或工程项目开始建设前，都要由测绘工程师进行测量后绘制地形图，才可以根据提供的信息资料进行项目决策、规划设计，因此可以说测绘是开展其他工作的一项重要基础性工作。日常生活中的地图、交通旅游图都是基于测绘而完成的。随着近年来GPS技术的发展与广泛应用，它在测绘工程上也发挥着越来越重要的作用。

2 GPS技术概述

2.1 GPS系统结构

GPS系统结构包括地面控制系统、空间部分、用户设备终端这三个部分。主控制站、监测站、地面天线组成地面控制系统，空间部分包括三颗在轨备用卫星、二十一颗工作卫星以55°轨道倾角在距地表2.02万公里的六个轨道面均匀分布，用户设备部分由接收GPS信号设备、数据处理软件及其终端三个组件构成。

2.2 GPS定位原理

GPS定位基本原理是将卫星高速运动的瞬时位置成为已确切了解的起算数据，待测点位置利用空间距离后方交会方法进行确定。但由于采用不同原理确定GPS具体位置的计算方法，终端操作者按照不同要求采用的定位操作方法也是不同的。根据不同分类标准，操作方式可分为四类：一是根据定位使用的观测数值划分，主要有载波相位和伪距两种定位方式，载波相位定位式精度优于2毫米，相对于定位条件伪距定位式要求较低，数据处理比较简单；二是根据定位模式划分，主要有绝对和相对两种定位方式，绝对定位方式具有简单的作业方式，能够单机进行作业，相对定位式可以实现对接收机天线间位置关系的确定；三是根据获取定位结果时间划分，主要有实时和非实时两种定位方式，实时定位式能够实现对接收机天线所在位置的实时解算，非实时定位式可以通过处理接收数据后进行准确定位；四是根据定位时的接收机状态划分，主要有静态和动态两种定位方式。

2.3 GPS技术特点

GPS技术近年来逐渐发展的较为成熟，并在多个领域得到较为广泛的应用，其主要优势还是在于定位功能，一是各种扫描地形图、传统矢量图、遥感影像图都可以任意进行加载，并进行自动接边以实现缩略图的智能生成；二是资源调查属性库具有自定义、定义管理点线面图层等功能；三是可实現任意两点间距离及面积的高精度测量精度测量；四是对野外测点进行高精度配准；五是可相互转换多种数据格式及各种坐标，使资源调查实现无纸化与自动化。

3 测绘工程中GPS技术的重要地位

在实际工作中，GPS技术可以通过其独有的卫星导航技术对工程所需的数据进行测量。在测绘工作进行过程中，运用GPS技术可以代替传统的人工测量手段，这样就极大的减小了工作人员的工作量，节约了一定的人力、物力，与此同时，GPS技术的使用，不受任何地形等外界环境的制约，也能够缩短工程完成所需的时间，这就提高了工作的完成效率。另外，GPS技术还有着人工测量法达到的准确性，因此，GPS技术在实际测绘工作中占有重要的、不可替代的地位。

4 测绘工程中GPS技术的应用

4.1 测定大地控制网点

在地质测绘中的勘测网络一般是由基线和勘探线所组成的，对于地质勘测区域来说，如果没有大比例尺寸的地区，则应当建立起一个勘探区域控制网络，以此作为勘探工程的基本空股指网络。

4.2 水下测绘工作中的应用

在实际的测绘工程中，难免会遇到水下作业。水下测量对测绘技术有着更为严格的要求。测绘工作需要完成对水深和平面位置的准确测量，之后再将相关测量数据输入到电子计算机中，通过相应的软件分析，完成工程的相关要求。传统法测绘工程中，水下作业主要通过经纬仪的器材进行人工测量。整个测量过程十分复杂，而且可能存在安全隐患。并且人工测量所得的数据并不精确，这对整个工程都会造成不良的影响。而GPS技术可以不受水下环境的限制，精准且快速的完成测量工作。这极大的促进了水下工程的开发。

4.3 野外观测的应用

4.3.1 选点。GPS的运用也是存在一定的特殊性，不仅要考虑到前期的测量布控，同时也要对其后续测量进行充分的考虑，具体的说，在进行选点时需要考虑以下问题：第一，点位要与大面积水面具有一定的距离，避免受到影响而产生多路径效应；第二，在选点周围的高度角15°以上，不能存在障碍物，以免对信号的接收产生影响。

4.3.2 观测。在进行GPS静态测量时，整个测量过程中GPS接收机都处于一个静止的转台，而不同的接收机应该在不同的时间段内进行开启，在每个时间段进行接收机的开启之前要对测量现场的卫星好、天气状况以及实时经纬度等进行一次详细的记录，并且记录不同仪器的高度。

4.4 数据处理

4.4.1 对于观测数据的预处理。利用GPS对数据进行预处理，主要是对原始的观测数据进行编辑和整理，为下一步的计算和分析做准备。利用GPS进行地质测量，需要对原始数据进行预处理，然后对各种基线向量进行计算，然后再通过其与重复观测的数据进行对比，从中获得最为准确的数据结果。

4.4.2 测量数据的处理。当进行预处理之后，需要格根据预处理的相关数据作为依据，进行观测数据平差的计算。在计算的过程中，通过独立的基线组成一个闭合图形，然后再利用三维基线以及相应的方差协作作为观测信息，进行GPS网的三维无约束平差，在无约束平差确定的有效观测量基础上，在国家坐标系或城市坐标系下进行二维约束平差。

4.5 GPS定位技术的其他应用

GPS定位技术在地球动力学测量方面可以监控全球区域尺度的板块运动，国内有关专业研究人员已将该技术用于对南极洲板块运动的监控，以及用于实时监测青藏高原地区的地壳变动。除此之外，在海洋测量、水下地形测绘等领域GPS技术应用也得到较为长足的进步。科研人员在航空摄影测量方面采用GPS定位系统用于实现高空航测、航空测绘导航等应用。

结束语

GPS技术较传统的人工测量方法有着很大的优势，它的精准度和高效性往往是人工测量难以达到的。GPS技术的使用，将能够改善我国测绘行业中存在的多种不足。为了使我国的测绘工作得到进一步发展，相关技术人员必须加强对GPS技术的掌握和了解，进而不断完善测绘工作的完成水平，推动我国建筑工程事业的科技化发展。

参考文献

[1]陈晓梅，刘颖.GPS技术在土地测绘中的应用[J].科技信息，2010，3.

[2]冯钧森.GPS技术在土地测绘中的应用[J].技术与市场，2009，16.

[3]周秋生，马俊海.培养测绘工程专业应用型工程技术人才的实践教学体系构建[J].测绘工程，2009，12.