浅谈GPS技术在工程测量中的应用

徐城辉

摘要：随着经济的快速发展，带动着科学技术的进步，GPS技术的出现和应用，无疑是推动着工程测量的发展。以下内容则是关于GPS的定义以及发展现状进行分析，随后阐述了GPS技术在工程测量中的应用，最终提出了GPS技术与与传统测量方式的结合方案。

关键词：科学技术;GPS;工程测量;测量方法RTK

一、GPS简介及GPS技术发展现状

GPS的全称是全球定位系统，产自于二十世纪七十年代的美国，起初是作为美国军方的一种卫星导航系统，随着相关技术的不断成熟，二十年后的系统建设达到了第二代卫星导航与定位的目标，并且在全球范围内实现覆盖的范围高达百分之九十八。关于GPS系统的组成，主要包括以下三点内容：第一是系统的卫星空间星座，其对应着是GPS的系统外部空间部分;第二是地面控制系统，主要是对系统的信息进行实时监测，对应着的地面控制部分;第三是信息接收系统，系统中的信息几经周折最终抵达该系统当中，主要对应着大多数的用户设备。GPS技术本身是一种测量技术，并且是独立存在的系统，其与传统测量技术比较起来，优势较为明显，主要包括了功能多样化、准确性高、观测效率高、有效建立三维坐标、测量操作难度系数较低以及不受任何环境因素的影响等。在GPS技术为出现之前，工程测量工作的技术方面收到了一定的限制，由于传统的测量技术的弊端，出现了不少问题，但是GPS技术的出现就明显改善了这些问题，并且充分发挥出其自身的优势。

二、GPS系统由以下三个部分组成

2.1空间星座

首先对卫星空间星座进行介绍，卫星空间星座由工作卫星和正在在轨道上运行的备用卫星组成，其中工作卫星占有二十一颗，备用卫星占有三颗，它们在运行的过程中，总共分成六组进行工作，平均每组占有四颗卫星，并且这六组卫星都会在成六十度的轨道平面上运行，工作周期为十二个小时。因此，在地球上的任何地方或者区域，都可以随时观测到四颗GPS系统的卫星。卫星的空间星座所对应的空间部分，主要的工作就是对目标进行勘测，并且实时对信号数据进行接收，随后再讲所接收到的各项数据进行实质性的转化，最终形成地面监控系统和用户设备所能接受的信号，因此，卫星的全球定位和控制得以实现。

2.2地面监控系统

其次是GPS的地面监控系统，主要分为三部分：监测站、主控制站和地面天线。该系统当中的主控制站，建立在美国的科罗拉多州，主要是通过地面放置的天线来接受来自于卫星传来的信息，随后主控制站再对这些信息进行处理和计算，最终形成卫星运行可利用的数据，从而起到协调和控制卫星运行的作用。

2.3 GPS信号接收机

最后就是GPS的信号接收系统，它主要连接的是用户设备，通过对GPS卫星进行搜索，从而根据卫星所提供的信号源进行追踪，再讲所接收到的信号进行转化和处理，通过计算求出该接收机所在的具体地理位置，主要包括经度、纬度和高度三方面内容。

三、工程测量的特点与需求

所谓工程测量工作，主要是在工程建设的过程中，运用各项技术对工程进行必要的测绘工作，该项工作对于工程建设来说尤为关键，特别是对于工程开工之前的勘测设计环节、工程建设过程中、完成工程建筑工作之后还有管理关节都是不可或缺的一项工作。在工程测量的过程中，可以根据测量对象的不同分为多种类型，其中包括建筑工程测量、水利工程测量、海洋工程测量等等。除此之外，工程测量的需求还重点体现在国防建设和国民经济建设方面。虽然工程测量的工作只是为工程提供必要的数据和图纸，但是其价值是不可估量的，没有工程测量的工作，那么该工程的建设工作就无法有效的开展。工程在完成之后，也是需要进行测量的，通过工程测量可以判断出该项工程的安全指标，能够有效的规避一些安全问题，毕竟工程建设牵扯到大部分民众的生命财产安全，所以就更加容易的体现出工程测量工作的重要性。对此，要严格要求工程测量的工作质量，保障所测量数据的准确性，简化操作的同时要尽量的控制观测时间，必要时可做到实时监控。

四、GPS技术在工程测量中的应用

GPS技术的应用，在一定程度上限制了其他技术的发展，也就是说GPS技术能够有效的发挥出其自身优势，并且在工程测量中起到无法替代的作用。GPS技术的优越性在某些大型工程当中可以明显的体现出来，比如说铁路、水坝等工程，任何细节都不能出现问题，也就是说需要在工程实施之前就应该有效的掌握全局的情况，所以，传统的测量技术面对如此浩大的工程量是无法做到全面的勘察，GPS技术的应用就可以有效的弥补上述问题，GPS技术应用起来比较灵活，可以根据实际的现场情况构建出三维数据，为后面要进行的勘探提供了便利的条件。

GPS技术还具备一定的适应性的特点，打破了常规的局限性，主要在测设方格网的过程中体现出来。传统的测量方式，基站之间需要进行相互的通信，所以需要面临更多的操作步骤，然后GPS技术所应用的基站不需要进行通信，所以大大简化了操作过程，同时也有效的减少了成本费用的支出。特别注意的是，在此过程中运用到的GPS技术有一定的要求，因为其自身的特点，所有受电磁波干扰的情况时有发生，所以进行点位选择时，要尽可能的挑选事业开阔的地方，避免周围存在金属物，方便快速到达该点位。

五、GPS技术与传统测量方式的结合

就现阶段的GPS技术的应用水平而言，仍存在部分缺陷，在工程测量的过程中也容易暴露出一些问题，比如说部分地区的GPS卫星信号覆盖不到，这样就会影响GPS技术优势的凸显。对此，需要相关技术人员要根据实际情况和相关数据进行分析，必要时可采用解析法和图解法等方式来对各项设备进行细节测量，同时结合GPS技术的优势来实现工程测量。

在进行GPS技术定位和控制之前，需要通过相关的公式对接收器和GPS之间距离进行计算，其原理是电磁波的直线传播。但是在电磁波传播的过程中，由于不均匀介质的影响，计算出来的数值并不可以直接拿来运用，只是平均数值，可以用来作参考，所以需要用到传统测量方式来对缺陷进行弥补。

六、结束语

综上所述，虽然GPS技术功能多样化以及准确度高等优势，但是也存在一定的不足，需要巧妙的运用传统测量方式来对GPS技术测量过程中出现的不足进行弥补，两者有效的结合才能够更好的实现工程的测量工作。

参考文献：

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[2]李清乾. 浅谈GPS技术在工程测量中的应用[J]. 建筑工程技術与设计，2016（12）.

[3]王璞. GPS技术在建筑工程测量中的应用论述[J]. 冶金管理，2021，（13）：97-98