浅析GPS测量技术在工程测量中的应用

闫琨 郑雨

【摘要】随着科技的发展，信息技术不断地飞跃，信号分析、图像处理等技术日趋成熟，GPS技术在测量领域的应用越来越凸显其优越性和适应性。本文主要分析了GPS测量技术特点、优势以及其在工程测量中的应用和存在的不足。

【关键词】GPS技术 工程测量 应用

随着通信技术的广泛应用，GPS与通信技术也实现了高效的结合，三维坐标的测定从原来的静态逐渐变为动态，定位与导航也开始变成了实时测量，不再需要通过数据处理而得到，GPS技术的广度与深度都得到了极大扩展。目前，GPS技术在地形、土地的测量中应用十分广泛，同时，在一些工程、地表沉陷等的监测中，也有着十分广泛的应用。

一、GPS系统特点与优势分析

1、GPS系统特点

GPS指的是全球定位系统，具有无线导航的特征，发射上天的卫星构成了该系统运作的基础，GPS经过测量地表上展示的三维坐标来完成对地表物质的导航或定位工作。

（1）快速定位。GPS技术是一种先进的技术手段，其每一项配置都比较完善，在定位时采用的是实时动态定位模式，定位速度快，而且可以实现实时定位，提供三维坐标，在实际应用的过程中效率较高。同时，观测站之间不需要通视，在选点上可以更加灵活，但是需要注意确保观测站上空的开阔性，以免影响到GPS卫星信号的接收。

（2）全天候觀测。GPS技术的特点决定了GPS的观测可以在任何地点、任何时间下实现连续观测，而且通常情况下也不会受天气状况的影响。而且，GPS测量技术的观测时间非常短，GPS控制网下各观测站的观测时间一般在30min左右，通常都不会超过40min，如果在观测时选择快速静态定位法，将会进一步缩短GPS测量技术的观测时间。

（3）定位精度高。定位精度高是GPS测量技术的主要特点，一般情况下，双频GPS接收机的精度约为5mm+1×D，与红外仪表的5mm+5×D相比，精度不相上下，但是在长距离定位上，GPS定位精度的优越性会逐渐显现出来，距离越长越能够显现出GPS定位的高精度、高准确性等特点。

（4）操作简单、便捷。GPS测量技术目前具备极高的自动化程度，在GPS接收机的发展上，越来越趋向于操作简单化、体积小型化，在进行观测时，只需要对中天线并进行整平，在掌握天线高度之后将电源打开，GPS测量技术能够实现自动观测，自动接收到测量信息，从而得到被测点的三维坐标，为观测工作带来了极大的便利。

2、相比其他传统工程测量仪器和测量方法，GPS测量具有如下的技术优势：

（1）采用GPS技术测设方格网，比常规方法适应性更强。

（2）GPS方格网点位精度高、误差分布均匀，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。

（3）采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的，它比用相对中误差表示精度指标更为合理。

（4）采用GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。

（5）采用GPS-RTK测设建筑方格网与常规测量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作业人员的劳动强度。一个参考站可有多台流动站作业，流动站不需基准站指挥，单人即可独立作业。

二、GPS测量技术在工程测量上的应用

因GPS测量技术可随时提供精确的三维坐标位置、三位速度及时间信息等数据，因而在工程测量上其应用也极为广泛，如石油开采、道路勘察、工程施工等领域，且目前取得显著成效。

1、GPS测量在工程上的技术运用

工程测量对GPS技术的应用主要从静态及动态功能出发，静态功能主要是利用地面上多台接收设备对待观测点同步进行观测，然后由专业人员对数据加以统计分析，而动态功能则是以精确度较高的控制点为基准，通过地面上安装的接收设备连续对卫星上的动态信号进行分析处理。其在精确度及运行效率上较静态测量更有优势。

2、GPS在工程测量上的技术应用注意事项

工程上GPS的应用首先是测站点位置的选择，其应优先考虑建在安装方便、视野较为开阔的位置，且视场内周围障碍物的高度应大于10°～15°，以防信号屏蔽;此外，测站点的选择应尽量避开大功率无线电发射基地、高压输电线等，以避免强电磁波对卫星信号进行干扰，从而保障信号在传输过程中的准确性;另外测站点应尽量处于交通方便、地基稳定处，从而便于与其他观测方法相配合使用，提高系统定位的精确度，并提高其使用效率。

三、GPS技术在工程测量中存在的不足

（1）测量地域不空旷造成信号接收出现干扰现象，从而信息不准，造成测量一定的误差，甚至导致信号的非线性传播与影响，计算时引入一定的误差。

（2）GPS-RTK测量技术的实施过程中，必须先符合起算基准点的精度，该起算点应该为高等级的控制点，且起算基准点和观测点之间具有较好的位置关系，进行观测时，基准点的精度要经过若干个高等级控制点的连续测算、复核，要求基准点的坐标在各个方位观测情况下具有一直的精度，这个要求较高，工作量很大。

（3）在进行小型工程测量过程中，由于区域范围很小，GPS测量技术的优势得不到体现，最终还是要用传统测量方法和常规测量仪器进行联测，增大工程测量的工作量。

（4）GPS测量过程中，所选择的控制点位置的差异也会直接影响到观测点位的精度。开发的电子地图，这些电子地图相互不兼容，从而影响测量成果共享和交流等。

四、结语

综上所述，GPS技术以其自身独特而强大的定位功能在工程测量的应用中，能够实现快速定位与实时定位以及天候观测，并且定位精度较高、操作起来十分简便，在实际的测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性。对于在实际应用中仍存在的不足之处，相信随着科技的发展和进步，会不断将其完善，进而将GPS测量技术应用到更加广泛的范围中去。