GPS測量技術在工程測量中的應用探討

董永卓

摘要：隨著我國經濟水平的飛速發展、人民生活水平的日益提高，我國的基礎設施建設水平呈現快速發展趨勢，越來越多大型、復雜的房屋、橋梁、道路等出現在人們的視野。這些建筑工程技術的實現與工程測量技術的發展密不可分，特別是GPS測量技術的應用，使工程人員能夠更加快速、便捷、準確的完成工程測量工作。

關鍵詞：GPS測量技術;工程測量;應用

目前，GPS技術是世界上最實用的一種全球導航、指揮和調度系統，且應用十分廣泛。在我國，交通和建筑事業的發展十分迅速，從而對工程測量技術的要求也越來越高，基于高速度、高效率、高精度的測量優勢，GPS 技術在我國工程測量中的應用不斷擴大。對于GPS技術而言，它主要由接收裝置和環球通訊衛星組合而成，屬于一種無線電導航定位系統，可以為用戶提供十分精確的時間信息、導航及三維坐標。因此，伴隨著數字化進程的不斷加劇，GPS測量技術的應用是不言而喻的，它將成為工程測量中不可缺少的重要技術，對于工程測量事業的持續發展有著深遠的積極影響。

1 GPS測量技術的概念與特點

1.1 GPS測量技術的概念

GPS技術的出現與發展，為工程測量技術帶來了革命性的變化，從根本上改變了工程測繪的工作方式。例如RTK設備以及其他利用GPS技術進行的精密工程測量、工程變形監測等都是GPS技術在工程測量領域的應用。GPS測量技術應用的是全球衛星定位系統，以此為基礎進行點坐標的測量和高程的測設。

1.2 GPS測量技術的特點

首先，測量技術具有操作簡便的特點。GPS技術集成了大量自動化，智能化的信息技術，因此使用起來簡單方便。操作時，工作人員只需要輸入簡單的指令便可以獲得測量點的空間信息，同樣可以通過空間信息尋找未知點。

然后，GPS測量技術具有快速精準的特點。使用動態相對定位技術，如RTK技術等，測量人員最快只需幾秒鐘便可以獲得測量點的坐標與高程信息，而且精度高于傳統的光學測量法。

最后，GPS測量技術無需測站之間通視。GPS測量技術由于使用電磁波信號作為測量手段，因此避免了傳統光學測量手段需要觀測者和測量點需要通視的缺點，即使多個測量目標之間存在障礙物也不妨礙測量的進行。

2 ?GPS組成簡介

2.1 空間衛星部分

全球定位系統的空間部分主體是空間衛星，定位系統全面建成之后一共有24顆衛星，這24顆衛星分布在不同的軌道平面上，每個軌道平面都有三顆以上的軌道衛星。軌道平面與赤道平面的夾角為五十五度。這樣就保證了能夠時刻對地球的任何一個地點進行實時探測定位。

2.2 地面控制部分

全球定位系統第二個重要組成部分就是地面控制系統，地面控制系統又可以分為三部分：分別是主控系統、注入系統和監測系統。地面控制系統的主要作用是保證空間衛星的正常運行，并且對空間衛星運行狀況進行調整。在調整結束之后，將衛星的最新運行參數匯總反饋到與衛星相關的設備中去，保證定位的精確。

2.3 用戶

這里所說的用戶并不是我們理解的通常意義上的用戶，這個用戶的概念是針對于全球定位系統來說的。沒有具體的指向，闡述的是一個服務的整體。簡而言之就是全球定位系統提供的授時和定位服務。具體指向某一設備的話就是地面接收機。接收機的主體是天線、電源和主機。最重要的部分是主機，主機的主要作用就是對空間衛星發送的信息進行接收處理并進行相關的設備檢查。主要工作原理就是在接收到衛星的相關信號之后，就進行內部的數據處理，然后得出相關的導航數據，最后根據得出的數據得出有用的信息。

3 關于工程測繪中GPS測量技術的具體應用分析

3.1 GPS測量技術在精密工程方面的應用

現階段，在工程測量的各個過程中，都會用到GPS測量技術。工程測量是一個大范圍的概念，我們經常所說的過程測量主要包括工程勘察設計、施工以及驗收工作等，同時它還包含有工程測量過程中所用設備的安裝以及測量工作。GPS操作簡單而且測量精度高，除了一般的工程測量之外，它還可以應用于一些精密設備工程，例如：安裝工程、隧道以及管道工程，橋梁工程等。同時，實踐也證明，GPS在這些工程應用方面發揮著很大的作用。傳統的測量方法，在進行控制點之間的測量工作時，必須是通視。

3.2 GPS測量技術在工程變形監測方面的應用

因為人為因素造成建筑物變形或者是位移，以及地殼的變形，通常被稱為工程變形，在工程建設中屬于比較普遍的問題。而GPS測量技術憑借自己三維定位精度高的技術優勢被經常應用于工程變形監測。在工程建設的過程中，工程變形可以分為以下幾類：海上建筑物沉陷、大壩變形以及陸地建筑物變形等。在進行大壩變形監測時，首先要在特定的位置設立一個基準站和幾個監測點，然后分別安置GPS接收機，利用GPS監測技術進行連續的自動化監測，進行數據傳輸和分析。

3.3 GPS測量技術在網形設計方面的應用

在工程測量中，網形設計是十分重要的一個步驟。然而GPS測量技術因為不需要進行點與點之間的通視，增強了圖形設計的靈活性。但是，利用GPS測量技術進行網形設計時，仍需注意以下幾點：第一，因為GPS測量技術采用無線定位，易受外界環境的影響，因此，在進行圖形設計的時候，要增加檢核條件，提升數據的可靠性和網的可靠性。第二，關于GPS網坐標參數以及地面控制網坐標參數之間的轉換，在進行網形設計的時候，必須有三個或者以上的控制網點重合。第三，關于GPS點的選擇，必須遠離高壓線變壓所等干擾源，選擇信號接收好的地方。

4 結語

隨著工程測量精度要求的提高，GPS技術的應用也日益廣泛，在傳統測量儀器的弊端逐漸顯現的今天，GPS所具有的優勢愈加明顯。我國無論是大型的橋梁工程，還是誤差精確的高級公路工程，GPS都能夠在很短的時間內，作出精確的測量來進行準確定位。隨著GPS靜態以及動態相對定位技術的日益成熟，相信未來的工程測量領域，GPS技術必然是主導測量手段。

參考文獻

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（作者單位：西寧市測繪院）