浅谈GPS技术在测量工程中的应用

梁利静

摘 要：随着北斗导航系统的不断完善，GPS技术引起了越来越多的人的注意，GPS用范围也越来越广泛，其中GPS测量技术更是被应用到工程、军事和生活等各个方面。

关键词：GPS技术；测量工程；应用；研究

引言

全球定位系統，简称GPS，其是美国从20世纪70年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统。GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术转入民用后，率先在测量领域得到广泛应用。

1GPS测量技术的特点分析

1.1定位精度高

GPS测量技术在进行工作时，主要依据GPS卫星导航技术，通过卫星对所需要检测的对象进行检测，卫星在高度方面具有其自身优势，有利于更好的观测，便于测量技术的展开，同时GPS测量技术在进行观测时，由于其对范围定点非常准确，因此可以有效的提高检测精度，确保检测位置正确，有效的提高工程测量技术的精度，GPS测量技术具有定位精度高的显著优势。

1.2全天候操作

GPS技术在进行观察时，不依赖于天气的变换，不受到外界的影响，可以实现全天候作业，这样就可以有效的提高工作效率，减少不必要的麻烦。而传统的工程测量由于其依赖于工作人员手工操作，在进行工程测量作业时，如果遇到恶劣天气或者气候发生变化时，很难正常工作，这就严重的阻碍了工程测量技术的发展应用。而GPS技术具有全天候操作，极大的提高了工程测量的效率。

1.3操作简单易用

GPS技术在进行工程测量时，主要是通过仪器设备对待测对象的分析，继而得出数据，提供给工程测量人员，在进行工程测量时，操作流程非常简单，不依赖于复杂的操作步骤，详细如下：第一，找好待测对象。进行GPS测量时，首先需要做的就是调整后测量位置，将GPS测量对象找好，这样才有利于进行更好的测量。通过对对象数据进行设置，GPS测量技术可以对对象建立模糊模型，这有利于GPS技术在真正进行测量时，更好的进行数据分析和测量计算；第二，做好预处理工作。GPS技术因为不受到气候等外界的影响，因此在进行测量时，可以极快的对数据进行操作分析，同时GPS技术在进行测量时，利用卫星的捕获以及数据的分析，可以高效的记录检测数据，有利于快速分析数据，并依据预处理程序，对数据做好处理。

2GPS技术中常见的测量方法

2.1常规静态测量

这种测量方法在建立国家级大地控制网时通常会应用到，能够获得精准的定位精度。另外，在地壳运动监测网、长距离检校基线、岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网等建立时，也会采用常规静态测量方法，这种测量方法中要利用到至少两台GPS接收机，将其放置在一条或是数条基线的两端进行同步观测。

2.2实时动态测量

在实际应用时会在将GPS基准站接收机和数据链架设在一个已知测站上，对所有可见卫星进行连续跟踪，利用数据链将数据发送给移动站。通过对接收到的数据进行处理，来获得移动站的高精度位置。另外，DGPS和ETK的出现，使GPS测量技术有新突破，有效的提高了测量结果的精度，这种测量方法能够实时获得高精度的测量结果。

2.3快速静态测量

在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站，每测站观测数分钟，这种模式常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等，需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。

2.4准动态测量

在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站，每测站观测几个历元数据，这种模式可用于开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等，需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km，另外有一种连续动态测量，也属于这种模式。

3GPS技术在测量工程中的应用研究

3.1建立施工控制网

施工控制网是为工程建设，细部测量提供已知数据，其网型和精度要求与工程项目性质、规模密切相关。一般来说，工程控制网覆盖面积小，点位密度大、精度要求高，用常规方法多采用边角网。采用GPS定位方法建立工程控制网，具有点位选择限制少，作业时间短，成果精度高，工程费用低等优点。可应用于建立工程首级控制网，变形监测控制网，工矿施工控制网，工程勘探、施工控制网，隧道等地下工程控制网等。应用GPS技术建立控制网，通常采用载波相位静态差分技术，以保证达到毫米级精度。应用GPS技术建立道路勘探、施工控制网和隧道工程控制网等具有显著优势，道路勘测、施工控制网，具有横向很窄、纵向很长特点。采用传统三角锁、导线方案，多数需要分段实施，以避免误差积累过大，采用GPS技术，由于点与点之间不需要通视，可以敷设很长GPS点构成三角锁，以保持长距离线路坐标控制一致性。

3.2GPS-RTK碎部测量与放样

RTK技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量差分方法。RTK系统由两部分组成，即基准站（坐标已知）和移动站（用户接收）。其本原理是将基准站采集载波相位发送给用户，用户根据基准站差分信息进行求差解算用户位置坐标。RTK技术可以应用于测绘地形图、地籍图，测绘房地产界址点，平面位置施工放样等。采用RTK技术测图时仅需一人进行。将GPS接收机放在待定特征点上1-2s，同时输入该特征点编码即可。把一个小区域内地形、地物特征点测定后传入计算机，由专业成图软件、在人工适当干预下，形成所要成果图。采用RIK技术进行放样，标定界标点，是坐标直接标定，不象常规放样那样，需要后视方向、用解析法标定，因而简捷易行。

3.3GPS变形监测

变形监测主要对象是高层建筑物，水库大坝、构筑物地基沉降、位移以及整体倾斜等状况。常规监测技术是应用水准测量方法，监测地基沉降；应用三角测量（或角度交会）方法监测地基位移和整体倾斜，由于被监测物体通常都是几何尺寸比较大，监测环境复杂，监测技术要求较高，因此应用常规技术不仅观测时间长、劳动强度大，而且难以实现自动化监测。而GPS定位技术由于定位精度高，不需要通视、可全天候工作等特点。研究表明，利用GPS进行水平位移观测可获得小于2mm精度位移矢量，高程测量也可获得不大于10mm精度，因此GPS在变形监测中越来越受到广泛应用，尤其是大型工程。

结束语

综上所述，在整个测绘工程当中广泛的使用GPS技术，不仅可以大大的提高整个测绘工作的效率，也可以提升测绘数据的准确性。GPS技术有很多优点，即全天候、高效率、低成本，所以在越来越多的测绘工作中它已经得到了十分广泛的应用。就目前来说，随着GPS技术的进一步提高，关于此项技术的一系列配套设施也同样会得到不断的改进与创新，这也必将为测绘工程的进一步发展提供更好的条件，并为人类提供更加精确的测量数据，且随着测绘科技的发展，由CORS、似大地水准面等组成的新一代现代测绘基准体系，将在工程测量工作中发挥更大的作用。

参考文献

[1]江顺.工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析[J].四川水泥.

（作者单位：兴隆县兴隆热力有限公司）