在工程測繪中GPS測繪技術的應用分析

楊莉

[摘要]隨著信息時代的發展和現代科技的進步，工程測繪技術的先進性也得到了迅速的提升，測繪技術的科技含量越來越高。作為工程測繪技術系統中的重要組成，GPS測繪技術與一般測繪技術相比具有突出的應用優勢。鑒于此，本文著重分析GPS測繪技術的工作原理和應用特點，并進一步探討GPS測繪技術在工程測繪中的具體應用。

[關鍵詞]工程測繪GPS測繪技術；應用

與傳統的陸上測量技術相比，GPS具有很多優勢，傳統打大地測量技術依賴于測站點至目標點的通視情況，如果視線方向有障礙物，則必須繞道測量。一般來說，傳統方式的距離測量被限制在5Km左右，氣候因素限制著傳統測量的運作。與傳統測繪方式相比，GPS測繪技術不受氣候條件的限制，也不需要通視要求，同時還可以實現高精度、全天候測量運作。因此，本文對GPS測繪技術在工程測繪中的應用分析對于現代工程建設而言具有重要的價值與意義。

1、GPS測繪技術的工作原理

24顆GPS衛星在距離地面1萬2千公里的高空上，以12小時的周期環繞地球運行，使得任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。由于衛星的位置精確可知，在GPS觀測中，可以得到衛星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用三顆衛星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（x，Y，Z）。考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知參數，X，Y，Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程信息。

2、GPS測繪技術的應用特點

總的來說，GPS測繪技術的應用特點包括精度高，速度快，無需通視，操作簡單，全球布網，全天候作業，三維坐標，應用廣泛。具體的分析，GPS測繪技術的應用特點如下：

2.1提升工程測繪的測量速度

在現代科技的帶動下，GPS測繪技術得到了進一步的優化和完善，與GPS測繪相關的計算機軟件水平也得到了升級改造，從而使GPS測繪技術體系的應用優勢越來越突出。傳統的測繪技術不僅需要耗費大量的人力和物力，同時還無法保證測量精度，這些問題的出現，嚴重制約了工程測繪的發展。GPS測繪技術只需要在相關設備內輸入與測繪對象相關的環境參數，在幾十分鐘的時間內便可以獲得精準的測量結果，完成測繪工作。其次，20千米以內靜態測量工作一般只要十幾分鐘便可以迅速完成，動態測量工作僅需要幾分鐘。由此可見，GPS測繪技術可以實現高速測量。

2.2高效精準定位

在靜態測量過程中，GPS測量結果的準確性可以達到99.99%，幾乎完全隔離外界因素的干擾，也正是這種高效精準定位功能才使得GPS測繪技術的應用領域得以迅速擴展。采用GPS測繪技術得到的靜態測量數據，數量級可以達到亞毫米的級別，動態測量數據級別也可以達到厘米級別，這種精度級別不僅可以滿足一般工程測繪的需求，同時也可以滿足更高精度的測繪任務，例如建筑物的微變形測量，只有通過GPS測繪技術才能夠將這種變形程度表示出來。鑒于此，GPS測繪技術的高精度是傳統測繪技術不能相提并論的。

2.3操作便捷簡單

GPS測繪技術在工作過程中只需要安裝好相關設備，接通電纜，然后輸入相關參數即可進行測量工作，隨著現代科技的進步，GPS接收機的功能性越來越強大，技術人員在操作過程中需要承擔的任務量越來越少。操作該技術的相關人員只要通過特定觀測設備對其進行有效控制即可，當得到測繪結果以后直接關閉電源，便可以結束測繪工作。由此可見，GPS測繪技術在操作過程中十分簡單。

除上述應用特點以外，GPS測繪技術的經濟性能也尤為突出，即與傳統測繪技術相比，GPS測繪技術在有效縮短工程周期的同時節省了大量的人力和物力，降低了對測量站互通的要求，因此其經濟性較好。

3、GPS測繪技術在工程測繪中的應用

3.1 GPS定位技術的應用

GPS定位技術的具體應用主要表現在GPS外業測繪和GPS布網兩個方面，首先在實施GPS外業測繪工作之前要通過GPS定位技術準確的定位出測量點，測量點的準確定位是GPS外業測繪工作實施的基礎和前提，因此GPS定位技術的應用十分關鍵。GPS布網也是GPS測繪技術實施的重要環節，測繪工作開展以前要對相關環境進行全面分析，合理規劃和布線，從而為GPS測繪技術的實現提供保障。通過GPS定位技術進行合理布網，可以在控制網領域內獲得準確的測繪數據和相關信息，從而實現測繪工作的最終目標。

3.2實時動態測繪法

工程測繪技術體系中，利用GPS測繪原理的測繪方法還包括RTK技術，即載波相位動態實時差分技術，是GPS應用的重大里程碑。在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將將其觀測數據，通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并顯示出用戶站的三維坐標及其精度。

高精度的GPS測繪必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術就是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。從RTK技術在現代工程測繪領域中的應用情況分析，其已經成為解決高精度測繪問題的重要方式，其應用范圍也在進一步擴展。

結論：

綜上所述，通過分析GPS測繪技術工作原理，說明了GPS測繪技術迅速發展的內在原因，通過分析GPS測繪技術的特點，說明了GPS測繪技術在工程測繪工作中的應用優勢，通過分析GPS定位技術和動態測繪技術，說明了GPS測繪技術在工程測繪中的具體應用。隨著時代的發展，GPS技術的功能日益強大，其應用領域從工程項目逐漸走近人們的日常生活，因此加大對GPS測繪技術的研究力度是十分必要的。