工程測繪中GPS測繪技術的應用探析

紀成 劉晗

【摘要】隨著科學技術的不斷發展，GPS定位測量技術也已經廣泛應用到大地測量、工程測量、地籍測量等方面中，GPS定位測量技術的不斷發展，使測繪方式產生了巨大的改變，在一定程度上提高了工程測繪工作的效率。本文主要對GPS定位測量技術的特點，對GPS測量技術在工程測繪中的應用進行分析。

【關鍵詞】GPS技術；工程測繪；全球定位系統

一、GPS測繪技術的基本原理

GPS技術的測繪原理是通過將信號接收裝置固定在某一個具體位置，通過太空中的衛星系統發射衛星信號感應信號接收器的位置，將該位置的坐標信息等相關數據發送至計算機中，并在計算機中完成對接收數據的分析整理工作，得出信號接收器所指位置的坐標信息，在坐標系中標注出所在位置。GPS技術是通過建立起一個坐標系統來表示定位位置，這一系統具有低地固定坐標系統和空間固定坐標系統兩種形態，二者之間可以相互轉換，從而進一步提高坐標的精確程度。另外，由于定位測量方式的區別，定位方式劃分為相對和絕對兩類，相對定位的定位原理是空間幾何，將三顆衛星之間的距離設定一個特殊值并結合已知的特定點位，使用空間幾何相關的運算方式，最終得出測繪地點的坐標信息；絕對定位則以測繪地點的海拔高度和經緯位置為基礎，通過特定坐標信息，最終得出測繪地點的坐標點位信息。

二、GPS測量技術的特點

（一）GPS測量技術功能多、用途廣

GPS測量技術能夠為用戶提供時間信息、三維坐標以及三維速度，所以GPS測量技術不僅可以用于導航、時間測試、速度測試以及測量等，并且隨著技術的發展，目前GPS測量技術已經廣泛應用到各個領域，尤其是在測量工作中，不僅能夠用于工程測量、大地測量以及海洋測繪、航空攝影測量、地籍測量等各個領域。

（二）操作簡單、自動化程度高

在GPS測量技術工程操作應用的過程中，其自動化程度是非常高的，操作非常簡便，操作者只需要進行采集氣象數據、安裝開關儀器以及量取儀器高度并監測儀器的工作狀態即可。

三、GPS測量技術在工程測繪中的應用

（一）GPS測量技術在大地控制中的應用

GPS憑借自身快速、高精度、操作方便、成本低等優勢很快就取代了傳統方法。利用 GPS 衛星定位技術建立的控制網叫 GPS 網。GPS 網可分為兩類： 一是全國范圍或全球范圍內的高精度 GPS 網，其范圍較廣，相鄰點之間可能有著上千或上萬公里的距離。此類網多作為全國性或全球性高精度坐標框架，為人類科學提供必要的服務，如用于地球動力、板塊運動、空間科學等研究； 二是區域性的 GPS 網，如城市 GPS 網、GPS工程網等，范圍相對較小，相鄰點之間的距離保持在幾公里到幾十公里范圍內，主要是為國民經濟建設服務。日本拓普康公司、美國天寶導航公司，以及國內的華測、南方測繪等在GPS 技術的開發應用方面成績較為顯著。

（二）可以進行房屋地形的測繪

GPS技術的測繪范圍相對較廣，其中比較常見的就是對房屋以及地形的測繪工作。具體來說，時事動態差分法是一種應用比較普遍的方式，對于房屋地形測繪工程來說，可以有效的提升其測繪的準確性。采用這種方式主要是對房屋土地的界址點等相關數據進行測量，保證其精準度達到一定的范圍。進而降低傳統電子測繪企業的測繪弊端，同時大大提升了測繪工作的效率，只需一人即可完成多人的工作任務。不僅如此，這樣技術在房地產工程測繪中也體現一定的優勢，工程測繪工作是工程調查工作的重要組成部分。

（三）在大型橋梁以及隧道工程測量中的具體作用

在傳統的大型橋梁工程測量控制網的建立過程中，由于技術條件的限制，多采用常規的控制測量手段，也就是通過經緯儀、測距儀、全站儀、水準儀等測量設備來建立測角網、測邊網或邊角網。這些常規的控制測量手段工作量大，作業時間長，受氣候、環境等條件影響顯著，而且誤差積累顯著。隨著大型橋梁工程的不斷涌現，尤其像杭州灣跨海大橋這樣跨海長度達到30千米的大橋亦出現了。對于這些大型橋梁工程，由于兩岸通視極為困難，要用傳統測量方法直接布設大橋工程控制網及進行大橋施工測量是非常不容易的。為此，研究一種適合于大型橋梁工程建設的高精度控制測量及施工測量的方法非常必要。而GPS技術的產生和發展給此類問題的解決提供了可能。

（四）在公路工程選線設計中的應用

（1）在進行道路的勘測時，首先，為了能夠順利的進行工程的測繪，要根據路線的走向，進行平面上、高程的控制測量。測量數據時，利用這種技術可以在保證數據準確的前提下，做到觀測速度快，靈活布網，全天工作，高精度定位等優勢，再經過數據的處理就可以得到相對更加精確的三維坐標。（2）采集數據、施工定位、控制測量的過程中，傳統的方法會因為地圖本身的誤差，人為造成的各種誤差而增加工程的風險發生的幾率，很難進行高精度的定位。但是GPS的測量系統中可以更加精確、高效地測出工程所需要的數據，建立精確的三維坐標。（4）在公路的建設方面，GPS的動態定位系統可以通過和很多接收機相互配合實現資源的共享。在很大程度上減少了工程的經濟投資，在保證質量的基礎上加快了工程建設的進度，節省了人力、物力、財力。

四、結束語

GPS在工程測繪中的應用相當廣泛，為促進工程測繪的良好發展提供了有力的技術保障，也為現代化城市建設及工程控制網建設奠定了扎實的技術基礎，為提高工程測繪的測量精度，確保測繪結果的科學、可靠創造了良好條件，大大加快了信息全球化趨勢的發展及社會經濟的發展與進步。

參考文獻

[1]劉曉剛.工程測繪中GPS測繪技術的應用探析[J].硅谷，2014（21）：99，106.

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