工程測繪中GPS測量技術應用綜述

樊能均

摘 要：GPS即全球定位系統，依托衛星導航提供多種動態目標的連續三維位置以及速度和相應的時間信息，它的出現使得工程測繪領域發生了革命性的變革。在我國社會經濟規模持續增長的情形下，社會產業漸次優化，數字網絡技術也逐步擴展到工程測繪等工作的實踐應運當中，其中尤以GPS測量模式為代表的自動化測繪作業方式最引人矚目。智能性、實時性以及精確性是GPS測量技術中最為顯著的特征，與現階段工程測繪工作中的便捷化、市場化和產業化相契合。快速而且有效地建立穩定先進的GPS測量作業系統，推動數字化、自動化和集約化的測量手段的進一步應運和普及。

關鍵詞：工程測繪；GPS測量技術；應用

1 GPS測量技術概況

GPS測量技術的出現以及發展給工程測繪工作帶來了很大的變化，傳統的測量技術與現代電子技術結合而成的新型技術，應用GPS測量技術在工程測繪當中，不僅能夠促進測繪工作方式根本性發生變化，而且能夠極大程度上提高工程測繪的工作效率以及服務項目。

在國內，工程測繪行業經歷了無數次大規模的技術革新，而GPS測量技術的出現，則是工程測繪領域的一項重大變革。在國內的測繪中，技術人員通過對衛星定位技術所構建的GPS網加以運用，將實地測量的各類數據傳輸到工程測繪的管理部門，而且相鄰點之間的距離速度可達上萬公里，由此測量工作的精確性以及連續性得以保障。

如今GPS測量基線精度和GPS靜態相對定位的精度都得到了大幅度提升，基線精度由10-7提升到10-6，靜態相對精度已提高到毫米級，有的可以達到亞毫米級。在動實時態定位精度上，GPS也取得了顯著突破，定位精度提高到了厘米級。因此所有的工程測量都能夠得以滿足。GPS測量技術具有定位精度高，實時定位，觀測時間短，功能用途廣，觀測站之間無需通視，提供一三維地心坐標，全球全天候作業的諸多特點。

GPS測量技術工程操作應運中，自動化程度是很高的，操作簡單，操作者只進行采集氣象數據、安裝開關儀器和量取儀器高度，并監測儀器的工作狀態。

2 GPS測量技術在工程測繪中的應用

2.1 GPS技術在工程測繪中的應用原理

工程測繪中采用GPS定位測量技術應用原理結合了交互定位和物理以及幾何學科中的相關原理，并且通過GPS衛星與地面接收裝置來完成對測量物的定位，綜合結合已接收到的衛星信息來求取未知點位置的定位，根據距離等于光速與傳播時間之積來確定衛星的距離，此計算關鍵是記錄時間的時鐘精確性。地面接收裝置對測量物的三維精確定位，則需要同時接收4顆以上衛星發射的信息才能夠進行，測量要求的精度不同，所需要的衛星數量也不同。定位精度應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50km內可以達到10-6，100km-500km可達10-7，1000km可達10-9。

2.2 GPS測量技術在城市建設中的應用

城市控制網有著面積大、使用多和精度要求高的特點，很多城市的一二三級導線均位于地面，城市不停的建設改變中，常出現不同程度的損壞，快速而精確地進行控制點提供，采用常規的導線測量，必須要求控制點之間能夠通視，這樣的工作難度大，耗時長而且精度也不理想。在城市建設中，應用GPS測繪技術，不僅能夠滿足城市的規劃要求，還能夠改善城市控制測量的準確性以及測量速率。

在實行GPS測量作業前，提前收集測量地區較小比例的地形圖以做參考，或是進行野外勘探作業，按照城市測量地點所具備的特點來進行相關的工作。比如依據工程項目，設定項目名稱，整理測量地區的已控制點，來監測其是否符合GPS作業的要求。進行野外勘探時，首先把基準站建立在選定的控制點內，取出接收器進行相應的輸入，再予以設置，完成后要檢查GPS衛星數是否在五顆以上，發射臺的指示燈是否正常工作，要選2到3個已知的控制點看是否符合測量精度，要對傳輸得到的坐標來進行相應的整理、分類、評定以及判斷而后作出詳細文件。

2.3 監測工程變形中GPS的應用

工程建設的過程中，工程變形是常見的問題，主要是由人為造成地面或者建筑物的變形，以及建筑物移位等，GPS測量技術，因為三維定位精度高，所以在監測工程中被重點加以運用。變形中有很多種，建筑物沉陷、資源開采地面的沉陷和大壩變形等，對大壩進行監測能夠很好的預測變形所造成的意外狀況。在監測中采用GPS測量技術，快速收集大壩變形數據，測量數據能夠精確到1.0PPm到0.1PPm，此中不只能夠保證工程測量的準確性以及安全性，測量工程的自動化技術也因此而提高。

2.4 虛擬現實方面的具體應用

以往的工程測繪中，多數需要人工測量，從而引發各類的安全事故，而測繪工作的精準性也相對較差。采用GPS定位測量技術，可以快速且高效實現工程測繪的交互定位，以及逼真形象的測繪數據結果，而且可以實時掌握和監控工程測繪的全部流程。目前我國已將GPS定位測量技術用于礦井工程項目測繪中，且通過GPS技術來實行測量演練，以便能對測量方案中的問題進行修正和優化。及時在演練中查出測量方案存在的問題，進而有效的進行解決且完善。

2.5 水下地形測繪中GPS的應用

海港建設，海岸和碼頭的施工設計工程中都需要采用水下地形圖。在傳統的水深測量中主要是采用測探儀，根據超聲波測量水深的原理，對水深測量的同時還采用潮位儀對潮位進行測量，依此測出水下地形的高度。用經外測距儀、經緯儀和三應答器來測量平面位置。設備操作復雜且條件要求極高。在GPS測量技術的應用中，解決平面位置測量的問題外，且應用差分GPS定位系統能夠對水下地形測繪。水下的測繪工程，通過將測深儀、差分GPS接收機和潮位儀與終端設備相連接，從而構成完整的水下測繪系統來進行測量。

3 工程測繪中應運GPS定位測量技術的發展前景

GPS定位測量于工程測繪中應用是測繪技術的重大變革，成為測繪技術的扎實基礎，而往后GPS定位測量的不斷向前發展，GPS技術與工程測繪技術應用不斷的普及和廣泛化，應用GPS定位測量可建立起區域的GPS網，從而創造更好的條件為城市和工程控制網。測繪精度的提高拓展了GPS定位測量的適用范圍，高層建筑物監測、大壩變形監測和地面沉降的監測中都發揮了相當重要的作用，為社會經濟的發展和國民經濟建設提供了更加可靠的定位系統服務。

4 結束語

除了上述的GPS技術應用外，同樣也在土地的動態監測中應用，從而實現對傳統的平板儀補測法和簡易補測法的代替。能夠有效解決傳統方法效率低、速度慢等問題，能夠大幅度提升測量速度和數據測量的精度，從而節省了人力和物力，實現實時動態監測。

在國內外各類工程的建設中，GPS測量技術在工程測繪的應用中發揮了至為關鍵的作用，GPS定位測量技術以獨具優勢的高精度和經濟高效等特點在工程測繪中應用相當之廣泛。為工程測繪的發展提供了良好的技術保障，加快了信息全球化趨勢的大力發展和社會的經濟的進步。

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