探討基于GPS測繪技術的工程測繪

葉俊杰

摘 要：當前世界經濟的快速發展，科學技術的水平也在不斷地提高，所以在測繪工程方面，也開始逐漸引進各種先進的技術和設備，其中作為現代科學技術中的一種基于衛星系統的較為先進的定位技術，GPS技術在測繪工程中得到了較為廣泛和深入的應用。現對于以往所使用的測繪技術而言，GPS技術存在著非常大的優勢，該技術的存在可以明顯提高工程測繪的精確度。所以文章嘗試介紹GPS相關技術在工程測繪方面的具體應用。

關鍵詞：GPS；工程測繪；研究

1 目前測繪工程中對于GPS技術應用

因為工程測繪的需求性，所以人們開始注重尋找更加合適和精確地測繪技術以及方法，隨著科學技術的快速發展，涌現出來了大量的先進測繪技術和測繪設備器材，GPS技術作為其中一種較為先進的測量技術，憑借精確度高、測繪效率高以及低成本等特點，在工程測繪中受到了廣泛的應用，更難能可貴的是，無需通視，就可以完成測繪，所以其在工程測繪中的重要性在不斷地提高。

GPS的技術全稱是全球衛星定位系統（GlobalPositioningSystem），其工作原理是基于地球衛星，借助無線定位，通過衛星上的無線電發射臺構成一個衛星導航定位提醒，然后再借助無線電測距交會的基本原理，通過超過三顆衛星來確定某個物體的具體位置。相對于其他的工程測繪技術而言，GPS技術可以實現一定的實時性定位，而且這種定位是持續性的，可以滿足全天、全球性的測繪定位需求，所以GPS技術測繪可以保證其更高的精確度，而且所形成的時間、速度以及三維坐標等數據也更加的準確。通過科學實驗，可以得知，在50千米內，GPS相對定位精度為10-6。在100-500千米內，GPS相對定位精度為10-7，在1000千米內相對定位精度可達10-9。在工程精密定位為300-1500米時候，其平面位置誤差在觀測一小時以上仍小于1毫米，GPS全球定位系統衛星均由美國發射，該系統全部衛星數量為24顆，我國相關導航和定位一般是借助衛星通過確定地面三維坐標的位置來完成實際位置的確定。

2 GPS相關技術的工作原理及其優勢

2.1 GPS相關技術的工作原理

GPS之所以能夠準確確定具體位置，其借助的定位原理是距離交會法。首先需要確保待測地可以穩定接收GPS信號，在該地安放GPS信號接收器。GPS衛星一直不間斷發射定位信息，所以接收器可以實時的收到衛星所發出的定位信息，但是在GPS定位技術下，需要至少接受三顆定位衛星的信號，然后才能借助相關的處理程序最終確定該時間段內，GPS接收器與接受GPS衛星之間的距離分別是ANS、BNS、CNS，然后由此來確定互相之間的距離，除此之外，被接收衛星相對于地球的位置也需要告知GPS接收器，實際上是向GPS接收器傳送三維坐標，涉及到接收衛星星歷。一般而言，地面固定坐標系統和空間固定坐標系統是GPS測繪中常用的兩種坐標系統，這兩種坐標系統在使用的過程中并非不可混用，而是可以根據實際的測量需求以及環境狀況互相轉換，通過兩種坐標系統的轉換可以具體確定控制點所在的位置，從而可以提高測量觀察的效果。

2.2 GPS相關技術的優勢

工作過程中無需考慮天氣狀況、具備多種功能、可以在很多范圍內都發揮作用、操作簡單容易上手、隨時使用三維坐標、無需通視、所需觀察測量的時間較短以及定位精確是GPS測繪技術中最為重要的七個優勢。GPS測繪技術的七大優勢中，其定位精準的優勢決定了其在各種測繪技術中一直處于領先的地位。在300-1500米范圍內開展工程測量，測量時間超過一小時，所取得的數據與實際的數據差距僅為不到1毫米；而使得GPS測繪技術能夠被廣泛使用的一大優勢是其在測量的過程中，無需通視，即可完成時間和速度的測量。此外，GPS相關技術也憑借自身的操作簡單的優勢而被優先選擇使用。

2.3 測繪工程中對于GPS相關技術的應用

我國在近幾年來一直在大力推進基層設備設施的建設，所以在施工過程中，憑借GPS測繪技術的各種優勢，工程的測繪工作也大量應用GPS測繪技術。在進行各種基礎設施的建設時候，例如進行縱橫斷面設計時，需要測量其橫斷面，同時還可能會需要放樣中樁，中樁放樣應當按照預先設計的坐標路線進行，然后再借助水準儀進行抄平工作。并且對線路的左端面進行測量。而傳統的中樁放樣之后，全站儀是必不可少的，但是慢慢被更加精準的GPS測繪技術所取代，GPS測繪技術的應用，可以很好的解決因為數據遲滯導致的定位誤差大的情況，從而使得整個測量過程更加方便、快捷和精準。

在實際的工程測繪的過程中，按照控制技術可以分為初級、中級和高級三個級別，其中初級主要是使用GPS靜態或者是快速靜態的方式實現沿線整體控制；中級的主要是實現對渠道、閘門以及堤壩等場所的施工控制；實時動態定位技術（RTK）是高級工程測繪中常用的技術。所以可以看出，在工程測繪方面，GPS測繪技術的未來發展前景相當廣闊。我國目前開展的諸多大型基礎建設工程，都應用到了GPS測繪技術，例如青藏鐵路、南水北調工程等等。

2.3.1 GPS室外相關測繪工作

在室外的GPS測繪工作中，最重要的步驟就是確定點，因為確定點的密度直接關系到測繪結果的準確程度，因此需要充分準備之后再進行點的確定，諸如測量地的具體位置、坐標架、坐標型號等都正常。相對于平常的測繪，無線安裝設置和開機的觀察測量不盡相同，都需要使用到GPS的觀察測量。在進行無線設置的安裝時候，需要確保三腳架標志中心的正上方安放的是無線，并且需要與定位的正常點直接對準，而且還需要確保保證無線基座的水平。在測繪的過程中，如果出現有風的情況，需要呈三角形固定無線。

2.3.2 GPS測繪的布網工作

針對成片工程的測繪以及諸如引水工程的線狀路線的測繪，基本都是借助點連式和邊連式的方式來構建成三角形。部分網狀區域和片狀區域工程的中心環節較多，所以普遍使用的測繪方法是邊連式和網連式，從而達到使得網狀地區的幾何結構提高的目的，進而為GPS控制網的可靠以及準確的程度提供了保證。

2.3.3 基于實時動態定位技術的GPS測繪

基于實時動態定位技術的GPS測繪主要是確定某一已知點為基準站，并且在此安放GPS接收機，現場觀察測量可以搜索到的衛星，然后借助無線電設備進行信息的傳輸，鏈接測量站的信息以及通過觀察測量所獲得的數值，然后傳輸至流動站，作為流動站，直接負責接收GPS衛星信號，而且還能夠將基準站所傳輸過來的數值通過無線電設備捕獲，再借助導航的基本原理，對比流動站以及基準站的數值和自身觀察測量所得值，從而確定基準站與流動站之間的位置，流動站位置的三維坐標就可以被確定。

3 結束語

GPS測繪技術具備無需觀測站之間通視、測繪時間短、定位精準等特點，而且還能夠提供三維坐標。已經實現了人們對于智能化和測量自動化的需求。而在原有的GPS測繪技術上所升級的實時動態定位技術（RTK），更是明顯的降低了工程測繪作業的困難程度，而且依然能夠保證測繪的精度和速度，所以GPS測繪技術未來在工程測繪方面將會繼續被發揚光大。

參考文獻

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