GPS测量技术在工程测量中的应用

GPS测量技术在工程测量中的应用

蹇春富

上海市地矿建设有限责任公司上海市200436

摘要：工程测量技术是保证工程建设质量、提高工程建设效率的重要基础，直接影响着工程正常的建设进度和工作质量水平。随着现代信息技术和数字技术的广泛应用和推广，GPS在工程测量中的应用越来越广。本文对GPS技术的特点进行了总结分析，并就GPS技术在工程测量中的应用进行了总结，从而为GPS的实际应用提供有效参考。

关键词：GPS测量技术；工程测量；应用

1引言

当前，工程测量已经成为了重要的内容，并且受到了相关部门的关注与重视，在新时期积极加快工程测量事业的发展成为了社会发展的必然要求。GPS测量技术是时代发展的产物，不仅操作简单，并且自动化程度比较高，可以提高工程测量的效率，提高测量的准确度。

2GPS测量技术的概述

2.1GPS测量技术的主要内容

就GPS系统而言，是以卫星无线电导航系统为基础的信息处理系统，可以完成距离与时间的测量，主要包括用户设备、空间卫星星座以及地面监测系统三个部分。在应用时，主要通过无线电信号，实现无线导航来提供准确的定位信息，现在已经得到多个领域的重视。尤其现代信息处理技术和方式的大踏步提高和改进，利用GPS技术进行工程测量更为成熟，具有经济快速与精度高等特点，进一步推动了测量领域与测绘领域的快速发展。GPS测量技术具有定位精度高、观测时间短、应用范围广以及操作简单等特点，与传统GPS测量技术相比，其可以全天候持续工作。在数据监测工作中，GPS卫星数目分布合理性更高，并且左右范围广泛，在监测时能够通过系统完成三维定位，对地球上任何地点、环境以及时间段内进行监测，灵活性更高。无论是GPS测量技术应用的时间、地点以及操作方式，与传统工程测绘技术相比都更具优势，应进一步对其在工程测绘中的实际应用进行研究。

2.2GPS测量技术的主要特征

其一，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，这样一来不仅缩短的观测时间，并且提高了工作效率。其二，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。其三，GPS可实现实时定位，在GPS技术下进行动态、实时、快速定位，简而言之便是确定运动目标的三维位置以及运动速度，保证运动载体沿着预定的航线进行运行，并且选择最佳路线。其四，GPS可以实现全天候观测。众所周知，GPS卫星的数目比较多，并且分布也比较均匀，可以保证全球覆盖，这种情况下可以实现全天候观测，也不会受到雷电天气的影响。其五，GPS测量技术操作简单。现阶段GPS测量技术自身所具备的操作简单与自动化程度高的特点已经成为了最为主要的优势，之所以产生这种特征是因为GPS测量技术综合了多种现代科技，并且各类科学技术的融合下，提高了整个测量的有效性。一般情况下，操作人员只需要在测量的时候对数据采集即可，这样一来可以减轻工作人员的工作量，提高工作效率。

3工程测量中GPS测量技术的应用

3.1GPS定位技术

GPS技术是物理学和高等几何学高度融合的产物，既是一种创新，更是对测量技术的有益探索。就目前的应用方式来看，在利用GPS技术进行测量时，对地面接收装置以及计算机信息系统的后台处理有着极高的要求。其中，多台地面接收器排成数条基线的是为静态相对定位模式，该模式操作较为便捷，可保证连续40min左右的观测时间；以载波相对观测量为基础的动态相对定位模式在选择地面工作基站时需保证控制点的准确度，如此才能形成一定的分布区域，才能连续观测到不同时段产生的实时动态信息。三维定位的实现要求GPS接受装置至少与4颗卫星建立起通信联系，而实时厘米级定位则至少需5颗卫星的同时参与。通常而言，在任何时间段均有24～27颗卫星围绕地球运行，在水平角10°以上也至少可观测到6颗卫星，卫星信号极易受到高大建筑物或高山的遮蔽，接受机定位随之会受到不同程度的阻碍，GPS应用效果大大折扣。遇到以上状况时，测量测绘人员可将其与传统测量技术结合起来使用。

3.2RTK技术的应用

RTK（Real-timekinematic）载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。通过利用RTK技术，可以在矿山地质测量中大量减少工程测量工作人员的数量，降低测量工作的危险性和工作成本，同时也可以对矿山地貌进行更加全面、客观、准确的测量，从而为矿山地质工程测量工作提供更好的便利条件，提高工程测量的质量。

3.3控制测量

通常情况下在测量之前需要明确采取静态测量还是动态测量，因为这两种方法都有优势，所以对于情况不同，所采取的测量方式也不同。对于大型建筑物而言，需要构建控制网，还要保证控制网的精密度符合基本的要求，尤其是在隧道、桥梁等大型建筑控制测量中采取静态测量，然而对于要求不高的一般公路，则可以采取动态测量的方式。在GPS测量过程中，会获取不同的数据，且定位的精度也会受到波动，如果精度满足基本要求之后则需要停止测量。

3.4大比例尺地图的绘制

很多情况下在工程施工之前都需要事先制定地形图，在地形图的绘制中需要采取各类方法，根据实际的情况进行绘制，其中地形图之中的比例大小是不一定的，之所以产生这种现象的原因与实际情况是相同的，并且在传统测量中，因为会受到诸多因素的影响，所以测量的方法比较慢，所花费的时间比较久，工作量比较大，测量结果不准确，严重阻碍了工程测量的有序性。但是将GPS测量技术应用其中，可以获得不同阶段的数据，还可以在沿线的位置上停留1—5mm，在停留期间不仅不会受到损失，并且还会获得相应的参数，在最后将所有的数据进行综合，利用绘图软件进行绘制则制作出正确的地形图。

4结束语

在我国现在对工程测绘工作中可以清楚的看出，现在使用的工程测绘方法大多数是GPS测量技术，这项技术不仅具有精度高和速度快特点，还有操作比较简便的特点。这就从很大的程度上决定了这项技术在各种工程测绘中应用的范围会越来越广。通过采用GPS测量技术，可以有效改进在以往测量技术中存在的问题，这就需要相应的施工人员对这项技术的发展有高度的重视。但是在研究过程中发现这项技术还存在时效性需要进一步提高、信息处理速度需要进一步提升、数据处理方式需要进一步改进等问题。需要不断对GPS测量技术进行改进和提高，进一步提高GPS测量技术的发展。

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