GPS在工程應用中的優缺點探討

王小暉

中國能源建設集團云南省電力設計院有限公司 云南 昆明 650011

目前來說，GPS技術已經應用到土地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量等領域，具體來說就是廣泛應用于軍隊，交通、通信、資源、管理等領域，特別需要注意的是在建筑、公路、水利、電力工程行業發揮出強大的技術優勢，這樣可以提高具體的工作效率，所以GPS在測繪或施工單位中廣受歡迎，數量眾多[1]。本文主要就圍繞GPS在工程應用中的優缺點探討做簡要分析。

1 工程GPS應用模式的內容和主要優缺點

眾所周知，工程GPS應用模式分為靜態模式和動態模式。

1.1 靜態GPS模式下的特點及優缺點

（1）靜態GPS工程測量的特點。與常規測量不同的是，靜態GPS工程測量主要有以下特點：①測量的準確度高。GPS 工程觀測的準確度相對于一般常規測量明顯要高，在小于50km的基線上，其相對定位精度能夠達到1 × 10－6，在大于1000km的基線上可實際精確到1 × 10－8；②測站間可以不需要通視。GPS技術可以不要求測站間相互通視，點位置可以根據實際需要來確定，這樣能夠便捷化地進行相關的工程工作；③觀測時間縮短。隨著GPS工程測量技術的不斷優化，相關的軟件技術的不斷革新，在進行GPS工程測量工作時，靜態相對定位每站需要的時間僅僅在20分鐘以內；④儀器操作簡單化。當前，GPS接收機正變得越來越自動化和智能化。觀測者只需設置其中的相關參數，調平，測量天線高度并啟動接收器就可以進行監測工程進度；⑤全天候作業。GPS衛星數量很多，且分布十分均勻，可保證隨時隨地連續觀測工程進度，并且不太容易受到天氣因素的制約；⑥可以提供準確的三維坐標。GPS測量可同時精確測定測站點的三維坐標，其高程精度經過無數實踐證明可滿足四等水準測量的要求。

（2）靜態GPS工程測量的優點。靜態GPS作為工程測繪中的控制測量單元，具有十分重要的示范意義。在工程施工單位的工程測量中尤其重要，特別是在山丘或高原地區的公路或者鐵路工程施工，GPS控制技術在施工過程中有著十分關鍵的作用[2]。

（3）靜態GPS工程測量的缺點。雖然靜態GPS測量技術與傳統測量儀器相比有著無可比擬的優點，但其缺點也是很明顯的。靜態GPS測量已經顛覆著傳統的測量模式，點間的跨幅度大大增加，可以避免點點互通，但是在高山由于選點的困難，高度落差大，真正實現有效的施工是有著一定的困難的，因此很難達到相應的控制等級標準，嚴重影響著工程的施工效率，而GPS點之間的檢測難度大，難以保證其可靠性。

1.2 動態GPS模式下的優缺點

（1）動態GPS工程測量的特點。隨著GPS技術的飛速發展，動態測量技術也逐漸趨于成熟。實時動態定位技術是一種基于載波相位觀測的實時差分GPS技術，動態測量技術在工程測繪中已經逐漸開始普及。由于動態GPS測量技術精度更高、實時性更好、效率更高，在城市和山區的工程測量中有著十分突出的優勢。實時動態測量系統是GPS測量技術與數據傳輸技術的融合體，是GPS測量技術的新的發展空間[3]。

（2）動態GPS工程測量的優點。①在實際操作過程中能夠便捷地加密相關控制點，從而能夠突破原先加密點的局限性。在實際操作過程中，只要在動態GPS的技術支持下，在一定的作業半徑范圍內（正常來說是5km），還能夠用GPRS 手機網絡來進行大比例尺的地形測量工作[4]。②實時獲得三維坐標，極大地優化其工作效率。動態GPS在工程放線方面可以控制在很短的時間內而且有著很高的精準度，其平面精度和高程精度都可以控制在厘米級，而且其中的累積誤差基本為零，這樣最大限度地提高著工程的施工效率。

（3）動態GPS工程測量的缺點。動態GPS 雖然優點是十分明顯的，但根據近期的實際工程來看，仍有著不少的問題：①受衛星狀況的制約。GPS衛星信號覆蓋不夠，衛星鎖的數量少，鎖定時間短；②受數據鏈電臺傳輸距離的控制。操作半徑受山區或森林和建筑物以及高頻信號的影響，這也會影響著無線電傳輸的距離，造成操作半徑的縮短，工程效率的降低；③技術人員受限。在人員操作方面，移動站要求較高，要求必須是專業的技術人員或受過專業培訓的測量人員。

2 工程GPS應用模式的可改進策略分析

①技術設計必須切合實際，事前踏勘清楚，設計要充分考慮施工方便并達到相應精度等級要求；②選埋點盡量往高不往低、往寬不往窄；③互通點應考慮觀測方便利于加密展開；④布點盡量超過兩點通視，盡量讓通視邊長更長，GPS 網更優化和合理，能夠直接用第三點檢測；⑤高程約束點盡量多，其應分布起伏點高差大的點；⑥必須進行邊緣長度約束，即將GPS邊緣長度與高精度全站儀測量的邊緣長度進行對比，以校正比例尺。

3 結束語

總而言之，根據GPS的優點和缺點，施工或是項目單位需要重視專業技術人員的培訓和學習工作，這樣能夠了解到GPS測繪工作的優點和缺點，在充分考慮現場的實際應用條件，制定處合理的工程測繪規劃，使得最終的測繪成果能夠符合相關工程規定。尤其在工程測繪實際應用中，利用GPS與全站儀的有效配合，完成控制、測繪、布設、標定等工作，這樣將最大限度地提高工程施工的工作效率，從而使得GPS在工程建設中能夠發揮出更大的作用。