工程測繪中GPS測量技術應用綜述

摘要：隨著經濟的快速發展和科技的不斷進步，越來越多的先進技術應用在工程測繪中，GPS技術是現代科學技術中，發展起來的一種先進的衛星系統定位技術，和傳統的測繪技術相比較，GPS技術在工程測繪中有很大的優勢，能極大的提高工程測繪的準確性。本文分析了GPS測量技術的概述，針對GPS測量技術在工程測繪中的應用進行詳細探究。

關鍵詞：工程測繪；GPS測量技術

引言

工程測繪是指在工程建設中，需要進行的所有測繪工作，按測繪對象劃分，可以將工程測繪分為建筑工程測繪、礦區測繪、水利工程測繪、海洋工程測繪、軍事工程測繪、交通基礎設施測繪等，在工程建設中，只有保證工程測繪的準確性，才能為工程建設的施工質量提供保障。GPS測繪技術具有多功能、高精度、觀測時間短、提供三維坐標等優點，將其應用在工程測繪中，能極大的提高工程測繪的準確性。

一、GPS測量技術的概述

1、GPS系統的組成

GPS系統主要由GPS衛星星座、地面監控系統、GPS信號接收機等三大部分組成，其中GPS衛星星座是由3顆軌備衛星、21顆工作衛星共同組成的，這24顆衛星按照每組4顆衛星平均分配在6條相互成60°的軌道平面上運行，其運行周期為24h，因此無論在地球那個方位，都能在任何時間觀測到最少有4顆屬于GPS系統的衛星，GPS空間星座的主要作用是觀測目標，并將觀測信息轉換成載波信號，傳輸到地面監控系統中，實現目標定位。地面監控系統主要由主控制站、監測站、地面天線幾部分組成，主要負責收集空間衛星傳輸回來的信息，然后利用這些數據計算出衛星星歷等數據。GPS信號接收機也就是用戶端，它能搜索、捕捉衛星，然后衛星傳輸的數據進行處理，計算出GPS信號接收機所在位置的經緯度及高度[1]。

2、GPS測繪技術的特點

2.1 定位精度高。隨著科技的不斷進步，GPS測量精度也在不斷的提高，GPS測繪技術的測量精度十分高，在100km以外、500km以內，其測量精度能達到106-107，對于500km的基線范圍，其測量精度能達到1-2×106。

2.2 觀測時間短。GPS測繪技術的觀測時間很短，尤其是在近幾年，隨著GPS技術的快速發展，其觀測時間也越來越短，傳統的靜態定位方法，受衛星數目及精度的影響，需要花很長時間進行觀測，但新興的GPS技術只需要在幾分鐘，甚至是幾秒鐘就能完成觀測。

2.3 觀測站之間不需要通視。在進行工程觀測時，對通視有很高的要求，同時對測量網絡的幾何結構也有很高的要求，由于兩者間存在很大的矛盾，對工程測繪造成很大的影響。GPS技術能有效地解決這個問題，它不需要各觀測站之間通視，能靈活的選用觀測點，極大的提高了觀測效率。

2.4 提供三維坐標。在傳統的工程測繪中，需要通過觀測、計算得出高程及平面坐標，采用GPS測繪技術能同時獲得高程以及平面坐標，直接提供三維坐標。

3、GPS測量技術的優勢

分析GPS測量技術的優勢，如：（1）測繪效率高，能夠在最短的時間內，獲取工程測繪的信息，效率遠高于傳統測繪，高效的測繪促使GPS測量技術應用在多個領域，滿足測繪需求；（2）定位準確，通過靜態定位的方法，保障每個定位點的準確度，排除定位點的誤差影響，促使GPS測量技術在不同的工程測繪中，均可發揮定位準確的優勢；（3）自動化能力高，GPS測量技術中基本不需要人為參與，實現高水平的自動化，為智能化發展提供基礎條件。

4、GPS工程測量原理

在工程中，GPS測繪技術有兩種方法測量出被測對象的信息，一種是測量偽距離，另一種利用載波相位進行測量。測量偽距離是根據接收機接收到的GPS衛星發出的測距碼及電文內容，根據信號發射到用戶接收信息的時間，計算出衛星與接收機天線之間的距離，由于用戶接收機的時鐘難以與GPS衛星時鐘保持同步，計算出來的數據有一定的誤差，因此，稱為偽距離。用載波相位進行測量是測定GPS衛星載波信號在傳播路徑上的相位變化，從而計算出信號傳播距離[1]。

二、GPS測量技術在工程測繪中的應用探究

近幾年，工程建設行業的快速發展，拓寬GPS測量技術的應用范圍，體現GPS的測繪優勢。結合GPS測量技術的基本特性，分析其在工程測繪中的應用，如下：

1、水下測繪

水下測繪一直是我國工程測繪中的難點，因為水下的情況復雜，而且受到水位影響，所以水下測繪的難度系數比較高，如果在水下工程中采用人工測繪，必須要排除流速、壓強等因素的干擾，無法保障測繪結果的準確度。我國水下工程的發展速度越來越快，對水下測繪的依賴性也逐漸提高，促使水下測繪成為水下工程的重要部分。GPS測量技術具有顯著的優點，可以在橫、縱兩個方向，實現精準測繪，GPS測量設備的體積非常小，不會對水下測繪區域產生影響，其在測量過程中，將收集到的水下資料迅速傳遞到地面的計算機系統內，通過軟件分析得出最終的數據結果，排除水下環境的干擾，降低水下測繪的難度。水下測繪在GPS測量技術的推動下，取得良好的測量結果，如超生測量等，優化水下測繪的環境[2]。

2、形變測量

形變是工程測繪中的主體項目，大部分工程內都存有形變影響，尤其是受到地質、人為等因素的影響，更是增加形變控制的難度。針對形變控制，需通過GPS提供測量信息，便于提出科學的控制途徑。例如：某礦業現場的地基出現形變，表現出嚴重的沉降危害，該礦業人員通過GPS測量技術，及時分析引發地基變形的原因，同時測量地基沉降的基礎參數，有效控制形變發生，降低地基形變對整個礦業現場的危害，GPS測量技術在該礦業中發揮定位與監測的作用，利用三維定位的方式，監測地基形變中的細微變化，控制在安全范圍內，避免出現大規模的形變或沉降，保障該礦業現場的安全運營，而且提高了礦業現場抵御變形風險的能力。

3、城市測繪

城市建設是我國經濟發展的重點項目，多樣化的城市建筑投入施工，由此必須保障測繪達到規范的標準。GPS測量技術在城市測繪中的使用頻率最高，其與GIS、RS組合，高效完成城市測繪的定位、遙感等，提高城市測繪數據的準確度。例如：某城市測繪時，涉及到大面積的控制網，總共包括三級導線測繪，需要GPS的準確測繪，該城市測繪過程中，受到基礎建筑的影響，導致不同層次的導線測繪均遭受不同程度的破壞，增加GPS測量技術的壓力，此時該城市選擇GPS靜態測繪，同時利用GPS中的RTK技術，排除城市兩個測繪基點的通視，完成直接性的測量連接，不會破壞該城市原本設定好的測繪基點，還可以高效率的完成城市測繪，方便建筑施工和城市規劃[3]。

4、網點控制

網點控制主要體現在大地測量中，傳統的測量技術耗時、耗力，影響網點的控制。我國在工程建設中，重新規劃了控制網點，為保障網點控制的精準度，需要利用GPS測量技術，完成長距離的準確測繪。GPS測量技術在網點控制中，能夠適應大規模的大地測量，在保障效率的基礎上，快速完成網點測繪。GPS測量技術在網點控制中的應用，還要避免對城市控制產生影響，以免干擾整體測繪的精度，造成數據誤差。

結束語

綜上所述，GPS測量技術朝向自動化的方向發展，在很大程度上降低了人工作業的強度，優化工程測繪的整個過程，促使其更加適應現代工程行業在測繪方面的需要。GPS測量技術在工程測繪中得到廣泛應用，一方面提高數據測繪自動化的能力，另一方面GPS成為工程測繪的基礎技術，融合其他測量技術，共同推進工程測繪的發展，提供優質的測繪服務。

參考文獻：

[1]杜芳華.GPS測量技術在工程測繪中的應用及特點[J].低碳世界，2013（12）：113-114.

[2]付駿.工程測繪中GPS定位測量技術的優勢與應用[J].江西建材，2013（06）：312-313.

[3]李在春.探究GPS測量技術在工程測繪中的應用[J].科技致富向導，2013（27）：364.