淺談GPS在工程測量中的應用

李小紅

常州市測繪院

淺談GPS在工程測量中的應用

李小紅

常州市測繪院

隨著科學技術的快速發展，GPS測量技術日益成熟，在工程測量中應用GPS技術，不僅可以大大的提高整個測繪工作的效率，也可以提升測繪數據的準確性。但是，對于GPS技術而言，其自身的成本也較高，使用的技術要求也較高。并且在使用過程中要想得到更為準確的測量結果需要通過多次測量減小誤差的方式，還要有一個比較完善的組織協調工作，在提高測量質量的同時也要考慮工作效率，進而提高經濟效益和社會效益。

GPS測量；工程測量；應用

1　GPS定位測量技術的主要特點

1.1GPS定位測量技術具有定位精確的特點

GPS測量技術的實施，主要是依靠衛星導航和定位技術。隨著科學技術的發展，現代的商業衛星在設計制造上的技術越來越先進，在進行定位時，對需要測量地區的位置確定更加精確。特別是在地質地貌比較復雜的地區，比如高山、河流地區，由于地球上的任意地區都能同時觀測到四顆衛星，這些地區的測量不會出現死角和遺漏的情況。衛星信號的探測幾乎不受地形地貌的限制，可以實現不同地區工程的精確測量。

1.2GPS定位測量技術具有自動化水平高的特點

當前，我國使用的主流GPS的接收機都比較簡單，體積比較小。使用者在對其進行使用的過程中，只需要將天線對準天空就可以實現觀測的自動化。通過這種便捷的自動化觀測后，將觀測的數據利用數據處理，再進行三維坐標的分析，最終得出需要的測量結果。

1.3GPS定位測量技術具有能夠全天候作業的特點

GPS技術的實施時靠24顆衛星的運作進行的，衛星的運作是不受地面天氣環境變化的影響的，而且其測量精確度也不會受時間的限制而產生變化，有效提高了GPS工程測量工作的工作效率。如果是采用測量儀器進行現場的人工測量，當發生惡劣的天氣變化時，由于技術人員的操作失誤和儀器設備受到天氣變化的影響，測量數據會出現巨大偏差，甚至測量工作都無法正常進行，嚴重影響了工程測量的效率和工程建設的進度。GPS測量技術的全天候操作，大大提高了工程測量的效率。

1.4GPS定位測量技術提供的數據具有三維坐標

GPS不但能夠對地面位置進行精確的測量，還能夠在測量的時候為使用者提供一個全球統一的三維地心測量坐標。因為GPS測量的這一特點，使得對于大地水平面的形狀研究和確定地面點高程的研究有了更加高效、便捷的方法。此外，由于GPS具有的特點，還為航空攝影測量和航空探索等提供了更加精密的高程數據。

2　GPS在工程測量中的應用

2.1GPS在公路測量中的應用

在公路勘測領域中應用GPS體現在多個方面，首先是利用GPS測量技術可建立精密的控制網，不僅便于對大型建筑物如隧道、橋梁等控制測量，還可對普通公路工程進行實時動態控制，提高其測量效率。其次，GPS還可進行大比例尺地圖繪制。由于多數公路段使用的是比例尺在1：1000及以下的帶狀地圖，利用GPS動態測量技術在公路路段沿線碎步點位置短暫停留1到2分鐘，便可獲得其對應位置的高程及坐標信息，然后通過輸入位置點的特征信息等并進行分析處理，便可得出帶狀碎步點的準確信息，再在相關繪圖軟件幫助下完成繪圖工作，整個過程花費的時間明顯降低，并大大減少了工程量。

2.2在工程變形監測中的應用

隨著科學技術的發展，GPS技術也在不斷地完善，在完善的過程中產生了高精度的儀器，在工程變形監測中，GPS的應用有效的提高了工作效率及工作質量，具體說來，在工程變形監測中，GPS主要起了六方面的作用：第一，在進行工程監測時，會使用監測圖，通過圖上選點，然后到野外踏勘，這樣一來，所選的點與布網的要求之間具有很高的符合度，同時也與野外的條件相適應；第二，在工程變形監測中，會設置多臺接收機，根據臺數以及規定的布網原則，GPS會設計觀測控制網，同時，如果需要追加施測，路線也已經被選定完成；第三，在進行計算時，會達到精度指標的要求，從而使最終的施測方案變得完善；第四，觀測具有一定的周期和時段，在進行設計時需要綜合考慮工程及其變形的性質，通過GPS技術，全天候作業的特點可以滿足設計的要求，得到最佳的觀測周期及時段；第五，在對數據進行處理時，有兩種方法，一種是在一定的時間內進行同步觀測，隨后對得到的數據進行分歷元處理，另一種是計算分析，數據通過簡短觀測而來，處理時進行整段數據處理；第六，對數據進行分析，分析時可以采用的形式比較多，比如圖表、逐步回歸、一元或多元線性回歸等。

2.3GPS在地形、地籍及房地產測量中的應用

在傳統的測量中，所采用的方法為測圖方法，比如經緯儀測量，在利用這種方法進行測量時，首先需要進行布設控制網點工作，在進行布設時，以國家高等級控制網點為基礎，合理的設置次級控制網點，其次進行導線測量工作，目的是對控制點及圖根控制點進行加密，最后，對地物點及地形點開展測定工作，并形成了平面圖。傳統的測圖工作非常的繁瑣，影響了測量的效率，而在應用了GPS技術之后，各級控制點坐標的測量速度得到了有效的提升，而且具有較高的測量精度，尤其是RTK技術的出現，節省了次級控制點布設的工作，從而有效的提升了工作的效率。

2.4GPSRTK技術在水下地形測量中的應用

水下地形數據的準確性對水利工程的施工有著十分重要的影響，傳統的水下測量方法是采用全站儀、三桿分度儀、六分儀與測深儀配合測量。但是，由于水下的地形比較復雜，肉眼又無法看清，施測作業難度大等條件所限，導致其測量的范圍有限、精度較低，給工程的施工帶來困難，影響施工效率。

結束語

與傳統的工程測量技術相比，GPS 測量技術憑借其自身功能多、精度高、觀測時間短、能夠得到三維坐標等優勢在工程測量中逐漸顯示出其巨大的潛力。但是由于受到一些技術難點的限制，GPS 技術在工程測量中也還存在著一定的不足。例如，GPS 測量技術一般作業的時間都較長，且需要通過內業處理才能得出有效的數據等。因此，這就需要相關的技術工作人員在以后的工作中，繼續發揮 GPS測量技術的優勢，并努力攻破其使用的局限性和難點，讓GPS 技術發展成為多領域、多模式、多用途、多機型的國際性高新技術產業。

[1]董仲英.對GPS測量技術在工程測量中的應用要點的探析[J].科學中國人，2014(22).

[2]葉積龍，張維寬.關于GPSRTK技術在地質工程測量中的應用分析[J].價值工程，2012(10).