GPS測量技術在工程測繪中的應用

王煥強

山東科技大學測繪科學與工程學院 262700

GPS測量技術在工程測繪中的應用

王煥強

山東科技大學測繪科學與工程學院 262700

隨著全球科學技術的不斷發展，GPS測量技術水平也取得較大進步并開始逐步應用于工程測繪中。筆者在研究GPS測量技術相關文獻的基礎上，對GPS測量技術在工程測繪中的應用進行闡述。

GPS測量技術；工程測繪；應用

引言

GPS是英文Global Positioning Syste的簡稱，其中文意思就是全球定位系統。GPS是隨著全球科學技術的不斷發展于20世紀70年代由美國陸?？杖娐摵涎兄频男乱淮臻g衛星導航定位系統。GPS是基于衛星的無線電導航定位系統，由接收裝置和環球通訊衛星組成其硬件，為使用者提供精密的三維坐標和導航與時間信息。GPS測量技術在我國工程測繪中發揮了重要的作用，促進了我國工程測繪工作效率和質量的提高。GPS測量技術比傳統的測量技術精確度更高、測量時間更短、科技含量更高，因此得到廣泛的推廣與應用。

1.GPS測量技術

隨著我國科學技術水平的不斷發展，工程測繪科技方面也經歷了多次的技術改革，直至GPS測量技術的問世，推動了我國工程測繪領域的深刻變化，其也成為我國工程測繪技術發展的重要影響因素。GPS測量技術較傳統測量技術有了較大進步，在精確度、速度、操作程序上得到很大改進。

2.GPS測量技術的特點

2.1 高精度的定位

GPS測量技術在工程測繪中的相對定位精度為50km以內，相對定位精度達到1×10-6～2×10-6，100km至500km 的相對定位精確度可以達到10-7，1000km以上的相對定位精確度可達到10-9。在300m至1500m的工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平均平面誤差小于1mm。GPS系統在高層建筑的基準傳遞過程中，其絕對位置平面精度優于+5mm，高程精度優于+8mm。以上數據可以清晰地看出GPS測量技術在測量方面的高精度的特點。

2.2 功能增多，使用面大

GPS測量技術不僅可以給用戶提供目標的三維位置、速度和時間信息，而且可以用于測量、導航、測時和測速等多方面?，F在在測量方面，GPS廣泛應用于大地測量、工程測量、海洋測繪等諸多方面，可見，GPS測量技術已經在很多方面被廣泛應用。

2.3 操作難度不高

經過不斷地發展，GPS測量技術的自動化程度已經相當高了。所以對操作者的技術要求也不高，只需要掌握基本的安裝儀器、采集數據、量取儀器高度和監視儀器的技術，其他的工作系統會自動開展。操作技術難度要求不高不僅有助于用戶對其進行操作，而且有助于GPS測量技術在應用上的推廣。

2.4 可以長期作業

GPS衛星分布比較多而且均勻，使得覆蓋面比較廣，任何時候在地球上任何一點進行觀測時都可以接收，除了比較惡劣的雷雨天氣。這就使得GPS測量技術在應用上受到時間和地點的限制比較小，可以滿足長期作業的需求。

3. GPS測量技術在工程測繪中的應用

GPS測量技術方法應用于很多方面，下面將對這些方面進行論述：

3.1 測量精密工程

工程測量是指工程勘察設計和施工以及驗收等內容，而且還涉及儀器設備的安裝應用性測量方面的工作。工程測量的范圍比較廣，GPS也被廣泛應用于這些方面。由于GPS測量技術精度高、操作難度不大等特點，使得它除了被應用于工程測量以為，還廣泛應用于橋梁、隧道工程等諸多工程建設中，并發揮著越來越重要的作用。

3.2 應用于城市建設中的測繪

由于城市建設的不斷發展，城市中一些使用頻率比較高的城市控制網絡容易被損壞，這會影響到城市建成區和規劃區的測繪工作，減緩工程測量的進度，所以必須采取方法快速精確的提供控制點，進而提高工作效率。在這種情況下，GPS測量技術中的實時動態差分法就可以滿足工作的需求。它可以提供高精度的測量，而且數據采集時間較短，并且不用人工在事后處理數據，還可以實時定位。這不僅滿足了作業精度的要求，而且大大提高了工作效率，有助于城市建設中測繪工作的發展。

3.3 應用于工程變形監測方面

工程變形作為工程建設中一個比較常見的現象，包括人為因素造成的建筑物或者地殼的變形和建筑物的位移。GPS測量技術憑借其在三維定位方面的高精度測量優勢，使其被廣泛應用于監測諸多工程變形的極為有效的監測工具。在工程建設中的各類建筑物變形中，包括建筑物的缺陷與變形，大壩的變形、海上建筑物的沉陷與變形、資源開采導致的地面下沉等。在對大壩變形進行監測的時候，水電站的大壩往往由于受到水負荷的重壓而導致大壩的變形。因此為了盡可能避免大壩變形導致嚴重事故發生，就應該對大壩進行監測，此時如果采用GPS精密定位技術，不僅可以實現對大壩的自動化監測，而且可以使得大壩變形監測的精度達到（1.0ppm～0.1ppm ）。另外，在對變形大壩進行監測時，要先在遠離大壩的位置選擇一個合適點作為基準站，接著再對大壩的變形區域選擇多個點進行監測。然后再每個基準站和監測點上分別安裝GPS接收機，這樣就可以實現連續的自動觀測，并對觀測得到的數據進行分析處理。

3.4 應用于虛擬現實技術方面

任何精密工作如果采用人工作業就難以避免會產生一定的誤差，傳統的工程測量工作就是如此，在測量部分都需要人工作業，所以難以避免的發生一些安全事故。GPS虛擬現實技術創建的工程測繪環境具很逼真，而且具有交互作用的特性，所以在對于某些地形比較復雜的環境進行實地測繪的時候，就可以采用其系統中的計算機繪圖和虛擬現實技術實現快速有效的工程測繪，并且可以將全部的三維圖像在電腦屏幕上進行顯示?，F在GPS虛擬現實技術被廣泛應用于我國部分礦井工程的測繪中，進行技術測量方案的演練，這樣就可以及時發現測量方案中存在的問題和不足，以便對測量方案及時進行修繕，保證了工程測量方案的科學合理性。

4.結語

GPS測量技術在工程測量中表現出的諸多優越性經過多年的實踐和理論研究證明，它不僅可以節約工作時間，大大提高了工作效率，而且可以保證測量的精度高，保證了測量工作的質量，其操作上的簡便也可以減少操作人員的工作難度，促進GPS測量技術的推廣使用。

[1]劉三枝.GPS定位技術與應用.課程教學改革研究[J].礦山測量,2005.

[2]相祥.GPS在城市平面控制測量中的應用與精度分析[J].現代測繪，2010(1)：15-16.

[3]姚冬青，李慶勇.GPS在礦山控制測量中的應用[J].山西建筑，2010(22)：363-364.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.10.030