GPS技術在工程測量中的應用研究

肖開望

【摘 要】GPS技術是現今科學發展中的新興的導航定位技術，GPS技術測量相比于傳統的測量技術有著很明顯的優勢，在工程測量中具有十分重要的地位。GPS技術在工程測量中的測量時間比較短、精確度高，并且具有較高的技術含量，在工程測量中應用會收到良好的效果。本文就GPS技術在工程測量中的應用進行分析和研究。

【關鍵詞】GPS 測量技術 工程測量

當前社會經濟快速發展，工程建設的規模以及數量逐漸增多，工程測量的工作量也逐漸增大，需要人們提高對工程測量的重視程度，并保證工程測量的質量。傳統的工程測量中，光學水準儀以及光學經緯儀測量的速度和精度都有一定的限制，不能滿足大規模以及數量的過程測量需要，因此需要使用新型的GPS測量技術，凸顯GPS的優勢與能力，更好的開展工程測量工作。

1 GPS測量技術的優勢

利用GPS技術測設方格網的適應性更強，可以靈活設計網形的結構、點的疏密程度以及邊的長短，能夠連接較遠的控制點，對控制網進行定位和定向。同時，GPS測量技術能夠實現點位之間的通視，靈活選點，使外業測量免受天氣因素的影響。在測設長邊方格網和通視比較難的情況下更能凸顯其優勢。GPS技術自身具有很多優勢，但由于工程測量的范圍存在差異，并且涉及到成本問題，為減少成本支出，同時達到測量精確度，就需要增加常用的測量儀器，并改進通視性，提高測量精度。GPS技術的觀測速度也隨著技術的發展而逐漸提高，測量時間大為縮短。傳統的靜態定位方法會受到接收衛星數以及精度影響，定位觀測的時間大約在40-180分鐘[1]，而RTK技術的運用能夠使觀測時間大為減少，幾秒鐘就能夠完成觀測任務。傳統的工程測量技術中，在測量工作中需要對高程、平面坐標進行觀測和計算，相比于傳統的測量技術，GPS技術能夠同時獲得高程以及平面坐標，直接得出三維坐標。

2 GPS技術工程測量的原理

GPS技術在工程測量中利用高軌測距，將GPS衛星以及觀測站間的距離作為基本的觀測量。可以通過兩種方法進行測量，一是偽距測量，也就是依據接收機受到GPS衛星發射測距的電文以及A/C碼[2]，結合信號從發射到接收的時間進行衛星與接收機天線之間的距離計算。由于用戶接收機的時鐘與GPS衛星時鐘是存在一定差異的，因此觀測到的距離并不是真實的數據，所以被叫做偽距。二是在載波相位測量，通過對GPS衛星載波信號在傳播路徑中的相位變化情況明確信號傳播的距離。這種定位的精確度較偽距測量高。

3 GPS技術在工程測量中的應用

相比于傳統的工程測量技術，GPS測量技術有著更加嚴格的測量要求，因此在工程測量過程中需要根據工程的實際情況選擇合適的測量方式，保證測量結果的精度和可靠，能夠為工程建設提供科學的依據，減少測量過程中的資源消耗，促進經濟效益的實現。

3.1 GPS定位技術

在工程測量中，GPS定位技術的主要應用原理就是將物理與幾何的原理相結合，利用GPS系統地面接收以及空間衛星實現測量對象的多角度定位。GPS定位技術在工程測量中的應用主要有實時動態相對定位和靜態相對定位。靜態相對定位是將多臺地面接收裝置排成一條基線同步觀測目標，時間早45分鐘，然后由專業的技術人員統計和處理測量的結果。這種定位的操作比較簡單。而實時動態相對定位則需要利用載波相對觀測量，選擇比較精確的控制點，以其作為工程測量的控制點站，安裝在地面的接收裝置連續觀測不同角度傳達的實時信息。GPS系統有24顆繞著地球運行的衛星，從10°以上的水平角進行觀測能夠接收到7顆衛星的信號[3]，但是如果接收站周圍有遮擋物，接收到的衛星數量就會減少，很難進行定位。

3.2 測定施工的水準點

在工程測量中使用傳統的測量技術不能進行科學準確的預算，水準點的距離存在著較大的偏差。設計單位一般會給出距離在500-1000米之間的水準點，但是由于距離太大會影響施工的效果。利用GPS技術接收衛星信號，然后進行水準點的確定，能夠保證觀測的進展，提高工程測量的準確性，促進工作效率的提升。

3.3 建筑物變形測量

變形監測就是對大型建筑地基的沉降、位移以及傾斜等進行檢測。監測工作中涉及到的監測主體比較大，監測的環境復雜，對于監測的技術要求也比較高。變形監測網具有極高的精度，如果在觀測時間中，分時段進行變形觀測，并且變形觀測時天線指北，小于4千米的基線向量能夠達到2、3cm測量精度。

3.4 工程控制測量

工程建設、管理維護中，控制測量是重要的內容，控制網的性狀以及精度需要與工程規模以及性質相關。GPS-RTK測量技術能夠實現毫米級的精度，測量的方法也比較簡單。只需要在測量區域或者附件的高級控制定上進行控制基準站的搭建，利用流動站直接對各控制點上的高程以及平面坐標進行測量，能夠提高作業的效率。

3.5 虛擬現實技術

傳統的工程測量需要測量人員親自進行實地測量，對于一些地質條件比較特殊的或者是惡劣的地區，很容易發生安全事故。而GPS虛擬現實技術能夠創設出逼真的測繪環境，利用GPS虛擬現實技術以及計算機繪圖技術能夠在計算機中準確快速的描繪出三維圖像，完善工程測繪的流程，找到測量的項目，以及需要注意的事項。

4 結語

GPS測量技術在工程測量中具有較強的可靠性，能夠減少測量作業的強度，提高其精度，但是GPS技術在實際的測量中也出現一些失誤，需要測量技術人員進一步探索和總結。

參考文獻：

[1] 趙籍濱.淺談GPS技術在工程測量中的應用[J].科技創新與應用，2012（03）：34.

[2] 李俊.GPS測量技術及其在工程測量中的應用[J].齊齊哈爾工程學院學報，2012（03）：13-15.

[3] 沈紅海.GPS技術在工程測量中的應用研究[J].科技信息，2011（15）：467+499.