淺析GPS測量技術在工程測量中的應用

閆琨 鄭雨

【摘要】隨著科技的發展，信息技術不斷地飛躍，信號分析、圖像處理等技術日趨成熟，GPS技術在測量領域的應用越來越凸顯其優越性和適應性。本文主要分析了GPS測量技術特點、優勢以及其在工程測量中的應用和存在的不足。

【關鍵詞】GPS技術 工程測量 應用

隨著通信技術的廣泛應用，GPS與通信技術也實現了高效的結合，三維坐標的測定從原來的靜態逐漸變為動態，定位與導航也開始變成了實時測量，不再需要通過數據處理而得到，GPS技術的廣度與深度都得到了極大擴展。目前，GPS技術在地形、土地的測量中應用十分廣泛，同時，在一些工程、地表沉陷等的監測中，也有著十分廣泛的應用。

一、GPS系統特點與優勢分析

1、GPS系統特點

GPS指的是全球定位系統，具有無線導航的特征，發射上天的衛星構成了該系統運作的基礎，GPS經過測量地表上展示的三維坐標來完成對地表物質的導航或定位工作。

（1）快速定位。GPS技術是一種先進的技術手段，其每一項配置都比較完善，在定位時采用的是實時動態定位模式，定位速度快，而且可以實現實時定位，提供三維坐標，在實際應用的過程中效率較高。同時，觀測站之間不需要通視，在選點上可以更加靈活，但是需要注意確保觀測站上空的開闊性，以免影響到GPS衛星信號的接收。

（2）全天候觀測。GPS技術的特點決定了GPS的觀測可以在任何地點、任何時間下實現連續觀測，而且通常情況下也不會受天氣狀況的影響。而且，GPS測量技術的觀測時間非常短，GPS控制網下各觀測站的觀測時間一般在30min左右，通常都不會超過40min，如果在觀測時選擇快速靜態定位法，將會進一步縮短GPS測量技術的觀測時間。

（3）定位精度高。定位精度高是GPS測量技術的主要特點，一般情況下，雙頻GPS接收機的精度約為5mm+1×D，與紅外儀表的5mm+5×D相比，精度不相上下，但是在長距離定位上，GPS定位精度的優越性會逐漸顯現出來，距離越長越能夠顯現出GPS定位的高精度、高準確性等特點。

（4）操作簡單、便捷。GPS測量技術目前具備極高的自動化程度，在GPS接收機的發展上，越來越趨向于操作簡單化、體積小型化，在進行觀測時，只需要對中天線并進行整平，在掌握天線高度之后將電源打開，GPS測量技術能夠實現自動觀測，自動接收到測量信息，從而得到被測點的三維坐標，為觀測工作帶來了極大的便利。

2、相比其他傳統工程測量儀器和測量方法，GPS測量具有如下的技術優勢：

（1）采用GPS技術測設方格網，比常規方法適應性更強。

（2）GPS方格網點位精度高、誤差分布均勻，不但能夠滿足規范要求，而且具有較大的精度儲備。

（3）采用點位中誤差作為方格網測量精度指標是可行的，它比用相對中誤差表示精度指標更為合理。

（4）采用GPS方法布設大地控制網，因其圖形強度系數高，能夠有效地提高點位趨近速度。網形優化比較方便。

（5）采用GPS-RTK測設建筑方格網與常規測量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作業人員的勞動強度。一個參考站可有多臺流動站作業，流動站不需基準站指揮，單人即可獨立作業。

二、GPS測量技術在工程測量上的應用

因GPS測量技術可隨時提供精確的三維坐標位置、三位速度及時間信息等數據，因而在工程測量上其應用也極為廣泛，如石油開采、道路勘察、工程施工等領域，且目前取得顯著成效。

1、GPS測量在工程上的技術運用

工程測量對GPS技術的應用主要從靜態及動態功能出發，靜態功能主要是利用地面上多臺接收設備對待觀測點同步進行觀測，然后由專業人員對數據加以統計分析，而動態功能則是以精確度較高的控制點為基準，通過地面上安裝的接收設備連續對衛星上的動態信號進行分析處理。其在精確度及運行效率上較靜態測量更有優勢。

2、GPS在工程測量上的技術應用注意事項

工程上GPS的應用首先是測站點位置的選擇，其應優先考慮建在安裝方便、視野較為開闊的位置，且視場內周圍障礙物的高度應大于10°～15°，以防信號屏蔽;此外，測站點的選擇應盡量避開大功率無線電發射基地、高壓輸電線等，以避免強電磁波對衛星信號進行干擾，從而保障信號在傳輸過程中的準確性;另外測站點應盡量處于交通方便、地基穩定處，從而便于與其他觀測方法相配合使用，提高系統定位的精確度，并提高其使用效率。

三、GPS技術在工程測量中存在的不足

（1）測量地域不空曠造成信號接收出現干擾現象，從而信息不準，造成測量一定的誤差，甚至導致信號的非線性傳播與影響，計算時引入一定的誤差。

（2）GPS-RTK測量技術的實施過程中，必須先符合起算基準點的精度，該起算點應該為高等級的控制點，且起算基準點和觀測點之間具有較好的位置關系，進行觀測時，基準點的精度要經過若干個高等級控制點的連續測算、復核，要求基準點的坐標在各個方位觀測情況下具有一直的精度，這個要求較高，工作量很大。

（3）在進行小型工程測量過程中，由于區域范圍很小，GPS測量技術的優勢得不到體現，最終還是要用傳統測量方法和常規測量儀器進行聯測，增大工程測量的工作量。

（4）GPS測量過程中，所選擇的控制點位置的差異也會直接影響到觀測點位的精度。開發的電子地圖，這些電子地圖相互不兼容，從而影響測量成果共享和交流等。

四、結語

綜上所述，GPS技術以其自身獨特而強大的定位功能在工程測量的應用中，能夠實現快速定位與實時定位以及天候觀測，并且定位精度較高、操作起來十分簡便，在實際的測量工作中比常規控制測量具有更大的優越性和適應性。對于在實際應用中仍存在的不足之處，相信隨著科技的發展和進步，會不斷將其完善，進而將GPS測量技術應用到更加廣泛的范圍中去。