浅析工程测量GPS测量技术运用

黄演红

摘要：社会经济技术的发展与进步为各行各业的发展创造了良好的环境和条件，并提供了可靠的科学技术保障。尤其是计算机网络技术的普及使得信息全球化的趋势日益突出，而GPS作为全球定位系统，为全球范围内的信息传递与流通提供了可靠的技术支持，其中发展较快的GPS定位测量技术，也在工程测绘方面发挥重要作用。本文结合实例对GPS测量技术在工程测绘中的应用进行了研究。

关键词：工程测量；GPS测量；计算

引言

我们所运用的GPS也就是人们生活中常见的全球性的定位系统，GPS技术的实现主要取决于环球通讯卫星系统以及与之有关的无线设备，通过系统性的技术为使用者提供精准的导航数据。现阶段，科学技术水平不断得到完善，人们也把很多前沿的科学技术运用到了GPS系统中，这样一来，GPS技术的精准性得到了改善。同时，GPS技术也被运用到了工程测量中，下面将针对这一技术的使用进行介绍。

1.GPS测量技术概述

GPS是全球定位系统GlobalPositioningSystem的简称，是新型卫星导航与定位系统，GPS最初研制是军事运用，研制时间地点是在20世纪70年代的美国，在20世纪90年代时才得以全面建成，可以实现海、陆、空全面实时三维导航，并且实现高精准的定位。GPS系统的组成包含三大部分，一部分是空间部分，即GPS卫星星座，第二部分是地面控制部分，也就是GPS系统当中的地面监控系统，还有一部分是用户设备部分，主要作用是用来接收GPS信号，GPS测量技术可以在短时间内提供出精确的三维坐标，由点、线、面三种要素构成，具备精准度高、高效性等特点，随着GPS技术的不断发展，目前GPS技术已经不单单用在军事上，还用在民用交通导航、土地测量、野外考察、日常生活等多个领域。

目前，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。

2.GPS测量技术的主要特征

GPS可实现快速定位，在GPS的应用下，工程测量的定位模式发生变化，主要采取实时动态定位模式，只要流动站初始化稳定之后才能进行定位，且观测的时间仅需几秒即可，这样一来不仅缩短了观测时间，还提高了工作效率。

2.1 GPS定位精度比较高

根据相关风险得知，现阶段GPS定位技术可以达到毫米级的静态定位以及厘米级的动态定位，且根据实验以及工程实践得知，利用载波相位观测量进行静态定位的时候，其定位精确度得到提高。

2.2自动化操作

将GPS定位系统应用在工程测量中，可以更好地实现实时自动化测量的目的。随着科学技术的不断发展，GPS测量技术中的接收器更加小型化，在实际运用中也更为简单，工程测量人员只需在相应位置上恰当放置贯彻所需的天线，借助GPS测量技术即可实时定位观测站平面特性位置，及时为用户提供三维立体坐标。

2.3用途广泛

GPS技术在各个领域的应用较为广泛，尤其是测绘领域，如在大地测量中的应用，利用GPS技术监测地壳板块运动，构建各种工程监测网等。可以说，GPS技术在工程测量具有广阔的应用前景，工程施工自动控制系统和自动变形检测系统等都会成为未来的重要研究方向。

3.工程测量GPS测量技术应用

3.1 GPS技术在图根测量中的应用

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。

3.2公路测量中的应用

公路工程测量对线路勘测定位的精度要求十分高，常规的测量手段相对繁琐，无法满足工程精度要求，而GPS测量技术可以有效弥补这一不足。当前国内已经借助GPS技术布控首级高精度的控制网，野外定位公路的控制点误差范围在2cm以内。一般桩位的放样、控制网的检测与布置是工程测量的重要任务，传统的测量多是将控制网设置为环状网或线形网，借助测距仪与经纬仪进行测量，这样的方式会耗费大量的财力及时间。然而利用GPS静态定位的方法，不会受到天气环境等因素的影响，缩短测量时间的同时，提高测量效率和监测精确度。

3.3城市测量中的应用

随着城市化进程的加快，城市规模发生了极大的变化，有力促进了城市工程测量工作的发展。通常城市工程测量会受房产、地籍、地形等因素的制约，在实际测量过程中需要做好大地测量工作，为工程提供可靠的相关信息，如基础建设资料、控制点、测绘等。同时结合GPS测量的数据和测量获得的数据，形成对城市规划和建设的控制网及工程控制网，使其涵盖成图测量、工程测量结果等。当然在城市测量中采用GPS技术时，必须要严格按照设计技术和规定标准，有机结合城市上空卫星的运转时间，制定切实可行的城市测量规划方案，最大限度发挥出GPS技术的效用，促进城市测量工作精确度和效率的提升。

3.4 GPS在变形监测中的应用

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。

3.4大比例尺地图绘制应用

在建筑施工中，地形图中的比例大小与实际情况有密切关系，需要根据实际情况进行相应的地形图的绘制。传统的测量方法中工作量很大，测量速度慢，往往使得测量时间较长，而且所得结果准确度还不高。采用GPS动态测量技术时，可以实时地获取不同的数据，相应的参数可在沿线的位置上停留的过程中获得，然后根据其具体特征和属性进行处理并分析出更多的数据，最后，综合所有的数据，应用绘图软件制作出地形图。可以说GPS测量技术精度和速度上的优势使得其在测量和绘图上的应用进一步拓宽。

结束语

测量工作是工程决策和具体实施的科学依据，测量的精确性和数据的可靠性对工程管理和具体施工具有较大的影响作用。GPS测量技术具备操作简单、测量效率高、定位精确等优势，其具备非常大的发展潜力。采用GPS测量技术，可以有效提高测量精度，帮助施工人员进行有效的工程分析，保障各项工程施工和建设的质量，进而促进工程建设事业的科学发展和建设水平的有效提高。

参考文献

[1]李柏章.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].水利科技与经济，2013（05）

[2]张延忠.GPS测量技术在工程测绘中的应用及特点[J].科技传播.2011.（07）