GPS測量技術及其在工程測量中的應用

摘要：隨著我國經濟的飛速發展，各行各業都需要大量的GPS，例如：在旅游、水利、城市規劃、環保以及交通方面都得到了廣泛的應用，而且起到了相當重要的作用。因此，本文筆者根據個人多年來相關行業工作經驗并結合我國GPS實際情況，先對GPS測量技術的特點進行分析，繼而對GPS在工程中的應用進行分析，希望可以起到拋磚引玉的作用，并推動我國工程測量的不斷向前發展。

關鍵詞：GPS技術；特點；工程測量；應用

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0084-01

GPS的全稱是全球衛星定位系統，是Global Positioning System的縮寫，它在工程測量中得到了廣泛的應用，而且由于最近幾年我國的工程測量行業異常火爆，GPS也迅速得到推廣。GPS全球衛星定位系統可以全天候、全地形為客戶服務提供連續的準確的三維速度、時間信息以及最重要的三維坐標等參數。GPS衛星定位系統主要由兩部分組成，分別是地面監控系統和空間衛星群，除此之外的就是用戶手中的接收裝置。

GPS全球衛星定位系統的地面控制系統包括三個主要組成，他們分別是五個監測站、三個諸如站以及一個主控站，其中監測站的作用是用來在接收衛星信號的同時對其工作狀態進行監測，而諸如站的作用則是將數據傳輸到太空中的衛星當中去，最重要的便是主控站，它根據監測站傳輸來的數據對衛星的各項參數進行整理、計算以及調整再轉給注入站，與此同時，還可以時刻進行對衛星的控制、調整，調動備用的監測衛星以及向衛星傳輸工作指令等。GPS衛星定位系統的地面控制系統主要建立在美國本土、太平洋、印度洋以及大西洋四個地方，可以方面的對其進行調控。

GPS衛星定位系統的客戶端則主要由三部分構成，他們分別是用戶設備例如：氣象儀器、計算機等；專用的數據處理軟件以及GPS接收機，其中用戶設備的主要作用是用來接收信號，通過衛星的指導來進行前進、巡航等。隨著科學技術水平的不斷發展，體積更小、重量更輕的GPS不斷出現在我們的工作、學習以及生活中，它提供的高精度的等位數據給我們帶來了極大的方便，特別是在測量領域更是起到了非常重要的作用。

一、GPS工程測量的主要技術特點

相對于常規的測量方法來講，GPS測量有以下特點：

（一）測站之間無需通視。測站問相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點，使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊。以使接收GPS衛星信號不受干擾。

（二）定位精度高。一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm.GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優越性愈加突出。火量實驗證明，在小于50公里的基線上，其相對定位精度可達12X10-6，而在100～500公里的基線上可達10-6～10-7。

（三）觀測時間短。采用GPS布設控制網時每個測站上的觀測時間一般在30～40min左右，采用快速靜態定位方法，觀測時間更短。例如使用Timble4800GPS接收機的RTK法可在5s以內求得測點坐標。

（四）提供三維坐標。GPS測量在精確鍘定觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程。

（五）操作簡便。GPS測量的自動化程度很高。目前GPS接收機已趨小型化和操作傻瓜化.觀測人員只需將天線對中，整平，量取天線高打開電源即可進行自動觀測，利用數據處理軟件對數據進行處理即求得測點三維坐標。而其它觀測工作如衛星的捕獲.跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

（六）全天候作業。GPS觀測可在任何地點、任何時間連續地進行.一般不受天氣狀況的影響.

二、GPS技術在工程測量中的應用

由于GPS具有著非常高的測量精度，而且它不受距離以及環境的限制，所以該技術可以廣泛應用于重點工程以及地形、地貌條件極度惡劣的地區。GPS測量技術由于技術的領先性以及不受人為因素的影響，所以它完全可以在保證測量質量的同時提高工作效率。GPS測量技術在工作的時候整個過程都是由計算機技術以及微電子技術進行控制的，分別將記錄、數據進行存儲以及處理計算，在大大降低作業強度的同時也減少了對于野外環境的破壞，而且還提高了工作效率，可謂是一舉三得。一般情況下使用GPS測量技術的隊伍是沒有使用GPS隊伍工作效率的三倍。GPS測量中應用的最廣泛的就是高精度平面測量以及高精度高程測量。特別是在一些人跡罕至、自然條件極其惡劣的山區、荒漠等地區，由于自然條件的限制，常規的測量工作很難展開，因此GPS測量技術就是一種最為方便、快捷的測量手段。

由于GPS的超高分辨率以及超高的測量精度，所以他在科學研究方面也起到了重要的作用，根據其拍攝的高清晰的地球照片，我們可以分析出海洋、大氣層、地殼以及地球內部的變化情況以及變化趨勢；還可以通過分析參數以及測定衛星軌道對電離層、大氣、抄襲、地球自轉以及地球引力系數等進行分析研究工作。因此，作為一種先進性的技術手段，GPS衛星定位系統對于我們在海洋、氣象、地震以及地球科學等領域的科學研究起到了強力的推進作用。

在民用以及政府管理方面，GPS動態定位測量以及導航這幾項功能得到了廣泛的使用。GPS衛星定位系統在對自然災害的預防以及善后處理工作就起到了非常重要的作用，例如：火災、地震、暴雪以及洪水等，不但可以快速、精確地確定事故地點、影響范圍還可以預測發展趨勢。在民用方面則主要是車載導航以及旅游指示等主要功能得到了廣泛的使用。

實時動態監測多適用于在緩慢變形中存在突變的變形以及工程結構物在外力作用下的振動變形。工程結構物的振動變形量及其振動頻率足工程結構物健康監測的重要參數，而傳統的加速度儀測量方法不能測量出工程物在外力作用下的整體慣性位移，為工程結構物的健康診斷和設計檢驗帶來了很犬的困難。國際上將GPS技術用于大型工程結構物動態變形監測出現在20世紀90年代中期，隨后國內外一些學者對此己進行了一系列的試驗性研究工作。并取得了一些成功案例。

三、結束語

綜上所述，本文通過對GPS測量技術的主要特點以及它的應用等進行了深入的分析，發現，GPS由于其技術領先以及對使用人員的巨大幫助，未來一定會有非常廣泛的發展前景。因此，我們一定要嚴肅、認真的學習、了解GPS衛星定位系統的知識以及使用方法，爭取盡快的將其應用到我們的實際工作、生活中，為我國的工程測量等工作的飛速發展添加新的助力。

參考文獻：

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