GPS測量技術在工程測繪中的應用探析

【摘 要】隨著社會經濟及科學技術的不斷發展，社會的各行各業的發展環境和條件也得到了科學技術的保障。在工程項目建設方面，GPS對工程測繪起到了很大的幫助，對工程測繪發揮著重大的作用，并且在很大程度上推動了國內工程測繪技術的發展，提高了工程測繪的工作效率及工程質量，具有深遠而重大的意義。與傳統測量技術相比，GPS具備著精度高，測量時間短，技術含量高等特點，而這也是其在工程測繪中得到廣泛應用的重要因素，盡管如此，GPS測量技術在應用過程中還是具有一定的局限性。本文結合其各項特點及優勢，對GPS在工程測繪中的應用進行了分析及探討。

【關鍵詞】GPS測量技術；工程測繪；應用；探析

隨著互聯網絡技術的普及，信息全球化的現象日益突出，使人們的生活水平及工作效率得到了很大的提升，而GPS測量技術作為現代電子技術在工程測繪中的主要應用，在工程測量的各個領域都發揮著舉足輕重的作用。在其應用過程中，測量人員須嚴格按照操作要求進行控制，以便達到高精度的要求。在此背景下，GPS測量技術受到了工程建筑行業人員的廣泛關注。

1.GPS測量技術的特點

1.1精度高，測量數據準確

目前GPS的靜態測量精度已經非常精確，甚至達到毫米級和亞毫米級，尤其是高程精度達到毫米級對于工程測量而言意味著歷史性的突破。對于實時動態定位精度而言，GPS測量技術的測量精度也精確到了厘米級。對于大型建筑物和構筑物變形監測而言，利用其特點，采用特殊的觀測措施、精密星歷、數據處理和適應的模型構建后，平面精度甚至可達亞毫米級，使在高程測量過程中，精度穩定在1mm左右。

1.2觀測時間短

由于GPS測量采用的是電子測量技術，在定位過程中能夠很快節省時間。例如動態定位模式只需幾秒鐘的時間就可完成流動站一至五分鐘才能完成的工作，很大程度上節省了實間，大大提高了工作效率。除此之外，通過在觀測中使用GPS測量技術，還能夠省去在傳統觀測工作中的通視這一步驟，只需要求觀測站15°空間保持開闊性，很大程度上降低了通視條件和觀測環境的限制，不僅減少了觀測的時間、成本和人為精力，還提高了測量的靈活性。

1.3全球全天候定位

GPS衛星的數目較多且分布均勻，保證了全球都能接受到衛星信號，在任何時間及地點都能夠實現連續觀測，不受天氣的影響。這在工程測量工作中給測量人員提供了很有利的信，幫助測量工作有條不紊的進行。

1.4自動化水平較高，操作簡便

GPS接收機具有操作簡單化，體積小型化的特點，觀測人員只需調整天線，對中即可實現自動觀測，將觀測的數據進行處理很快就可以得到所需數據。例如，在采集氣象數據時，要求整個量取系統和設備都需處于高度監測的工作狀態，與接收機一起，確保工作的自動完成，若在同一觀測站進行連續觀測，那么系統將會通過其他網絡方式，將采集的信息傳送儲存，并傳送至數據處理中心。整個數據采集過程，沒有過多的人為操作和看守，節省了大量的時間，實現了數據采集和處理的自動化。

2.GPS測量的優勢

2.1定位精確迅速

在利用GPS進行工程測繪中，利用載波相位進行定位，整個過程也不足二十分鐘，產生的誤差在四至五毫米之間，而利用快速定位誤差也只不過才0.1米。

2.2對所測地點無環境要求

由于GPS具有全天候定位等特點，理論上來講具備在任何地方進行工程測量的條件。

2.3操作步驟簡便

GPS測量技術不僅可以準確的測量平面位置坐標，還能準確的測量高程，以便獲得準確的三維坐標，在測量過程中，步驟也非常簡便，不需要過多人為的監督和操作，對于降低工程測繪成本有著很大的作用。

3.GPS測量技術在工程測繪中的應用

工程測繪的工作比較繁雜，而且對于精確性、技術性等專業方面的要求較高。相對于傳統測繪技術而言，上文提到了其具有測量速度快、成本低、對測繪環境要求不高、精確、無需通視、操作簡便等特點，而且設備輕巧，便于攜帶。經過在工程測繪中長期的實踐證明，GPS測量技術高精度，全球性無線電定位系統的測繪系統。現如今，GPS測量技術已經在大地測量、工程測量等各個領域得到了普遍的應用。

3.1 GPS定位系統的應用

在工程測繪中，利用GPS系統空間分布的衛星及其地面接受裝置，通過將幾何和物理學科的一些基本原理的結合，實現測量過程中的多角度定位。即將無線電信號發射臺從地面上搬到衛星上，組成衛星導航定位系統，再利用無線電測繪交會的原理，便可利用三個以上控制站交會處衛星的位置，反之利用三顆以上衛星的已知空間位置又可交會出地面未知點。目前國內外工程測繪中主要利用的是靜態相對低位和實時動態相對定位兩種模式。前者的操作流程相對后者而言較簡便，需要多臺地面接收裝置排成一條或數條基線，同步觀測時間一般為45分鐘，測量數據需要專業的技術人員進行處理。后者則是利用載波相對觀測量為依據，需選取較為精確的控制點作為控制站，并通過在地面安裝一臺或多臺接收裝置連續觀測不同角度的實時動態測量信息。

正常情況下，GPS定位衛星系統有24顆同時環繞地球運動，一個GPS接收機至少應同時接收4顆衛星才能進行三維定位，同時接收衛星的數目越多，那么測量時的精確度也就越高。雖然如此，GPS定位仍然存在著一些不足，如果測量過程中有山、建筑物或其他遮擋物遮擋時，所能觀測到的衛星就很少，這樣接收機就難以定位。

3.2虛擬現實技術應用

傳統的測繪過程中，大部分測量工作都需人工測量，這樣測量時不但容易使數據出現較大誤差，而且如果在高層建筑及某些比較復雜的地形中工作容易造成安全事故。利用GPS虛擬現實技術在很大程度上可以解決這個問題，根據接收機接受的衛星信號，它可以創建一個非常逼真，具有交互作用的工程測繪環境。利用其計算機繪圖功能，可以在計算機屏幕上顯示所形成的三維圖像，根據這些三維圖像，測量人員就可以制定出詳細合理的測繪流程。目前，國內外許多礦井工程的測繪中都普遍都采用GPS的虛擬現實技術。

總之，通過多年來GPS在工程測繪中的應用，實踐已經證明了其實用性，GPS測量技術能夠很大程度的提高測量的工作效率。當然，這項技術還存在著一些方面的不足，還有地方需要改進，但我們可以相信，在未來，GPS測量技術仍將在測量工作中發揮著巨大作用。

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