探究GPS技術在工程測繪中的應用

摘要：GPS即全球定位系統，是一種依托衛星導航實現的定位系統。GPS技術在工程測繪中的應用，大大提高工程測量的可靠性和作業效率，極大地促進測繪工作的發展。本文主要是對GPS技術的涵義、特點，在工程測繪中的實際應用和未來的發展前景進行分析論述，希望能夠更好地了解GPS技術，從而更好地發揮其在工程測繪中的作用，促進測繪工作的發展。

關鍵詞：GPS技術;工程測繪;應用

一、GPS技術的概述

1.GPS技術的涵義

GPS其全稱是“衛星授時測距導航/全球定位系統”。GPS系統主要是通過衛星發射的無線信號來實現全球性的導航、定位，另外，GPS還具有良好的保密功能以及抗干擾功能，在軍事和民用領域發揮著重要作用。隨著GPS定位技術的引入，工程測繪技術也取得了飛速發展。實現了歷史性的變革。GPS系統主要包含三大方面：空間衛星星座、用戶設備，以及進行自動檢測的地面監控系統。

2.GPS技術的特點

（1）定位精度高

實踐證明，大量的GPS工程定位精度在50km以內。在實時差分定位以及動態定位中，定位精度適合任何工程測量的要求，達到厘米級、分米級。而且隨著數據處理的改善，定位精度將會更加精確。

（2）實時定位

采用全球定位系統進行導航，可以實現對運動目標三維位置及速度的實時準確定位，能夠實時確保運動載體按照最初預定的線路（最佳路線）運行。其實時定位的特點在對目標導航中，具有較為重要的意義。

（3）測量時間短

當前，采用經典靜態相對定位模式進行測量，在觀測20Km以內基線需要的時間方面，采用單頻接收機觀測需要1h左右的觀測時間，而采取雙頻接收機僅需要15min至20min 的觀測時間。采取實時動態定位模式，在流動站利用1min至5min時間完成初始化觀測之后，各站所需要的觀測時間僅為幾秒。由此可見，采用GPS測量技術建立控制網，能夠大大縮短相應的觀測時間，全面提高測繪作業效率。

（4）操作簡便

隨著先進接收機的使用，GPS操作逐漸“傻瓜化”。采用智能型的接收機，在測繪中僅僅需要安裝并開關儀器、量取天線高、采集環境數據，其他工作如衛星的捕獲、跟蹤、觀測和記錄都由儀器自動完成。測繪結束后，關閉儀器即可。還可以進行無人值守測繪，自動化程度高。

（5）觀測站之間不需具有通視的條件

傳統的測量技術要求觀察站間的通視條件良好，同時需要保證測量控制網具有較好的圖形結構。但采用GPS測量技術，僅需要測站15°以上的空間具有較好的開闊性，能夠和衛星保持必要的通視就可以實施測量，不需要觀測站間必須具有互通視性，GPS測量技術的這一特點使建造覘標不再成為必須進行的工作，而傳統測量中造標費用常常占用總經費的30%以上，GPS測量技術的這一優點，可以使測量經費和測量時間都獲得同步縮減，并且在測量選點中也更加靈活，能夠根據實際測量的需要進行測量點選取。

二、GPS技術在工程測繪中的實際應用

1.精密工程方面的應用

目前，GPS技術應用于工程測量的各個過程。工程測量是一個寬泛的概念，過程測量主要包括工程勘察設計、施工以及驗收工作等，同時還包括工程測量過程中所用設備的安裝以及測量工作。GPS操作簡單而且測量精度高，除了一般的工程測量之外，它還可以應用于一些精密設備工程，如安裝工程、隧道以及管道工程，橋梁工程等。并且在這些工程中發揮著重要的作用。傳統的測量方法，在進行控制點之間的測量工作時，必須是通視。但是利用GPS測量技術就不需要。例如：在進行隧道貫通控制測量的時候，為了保證隧道貫通的準確性，必須利用聯測確定起始的基準方向，然后進行隧道開挖方向的確定。這樣一方面提升了隧道工程的質量，另一方面也讓測量工作簡單易行。現在，GPS測量技術充分利用自己高精度和高效益的優勢，在大多的隧道工程測量中被廣泛應用。

2.網形設計方面的應用

網形設計是工程測量中一個關鍵步驟，所以要重視。然而GPS測量技術因為不需要進行點與點之間的通視，增強了圖形設計的靈活性。但是，利用GPS測量技術進行網形設計時，仍需注意以下幾點：第一，因為GPS測量技術采用無線定位，易受外界環境的影響，因此，在進行圖形設計的時候，要增加檢核條件，提升數據的可靠性和網的可靠性。第二，關于GPS網坐標參數以及地面控制網坐標參數之間的轉換，在進行網形設計的時候，必須有三個或者以上的控制網點重合。第三，關于GPS點的選擇，必須遠離高壓線變壓所等干擾源，選擇信號接收好的地方。

3.工程變形監測方面的應用

工程變形主要是指由人為原因造成的建筑物變形或是位移，以及地殼的變形，是工程建設中比較常見的問題。GPS測量技術因其高精度的三維定位經常被應用于工程變形監測。在工程建設的過程中，工程變形可以分為以下幾類：海上建筑物沉陷、大壩變形以及陸地建筑物變形等。例如：在大壩變形的GPS技術監測中，大壩受到水負荷的重壓，經過一定的時間，就可能出現大壩變形。因此，利用GPS精密定位技術，可以在最短的時間內收集大壩變形的資料和數據，實現大壩測量工作的自動化，及時控制大壩變形，防止意外的發生。在進行大壩變形監測時，首先要在特定的位置設立一個基準站和幾個監測點，然后分別安置GPS接收機，利用GPS監測技術進行連續的自動化監測，進行數據傳輸和分析。

4.在工程細部測繪和房屋地形測圖中的應用

工程細部測繪是工程調查的重要組成部分，以確保測定的土地權屬界址點、線、位置、形狀和數量等。利用GPS技術可以在街坊外圍界址點以及街坊內界址點間距誤差縮小，確保測繪的準確;地形測圖一般是首先根據控制點加密圖根控制點，然后再圖根控制點上用經緯儀測圖法測繪地形圖。盡管近幾年該方法已經發展到采用全站儀利用測圖軟件繪制地形圖，但是需要2-3人操作。采用GPS進行測圖時，僅需要一個人背著儀器把一個區域內的地形地物點測定然后利用繪圖軟件繪制，極大的提高了工作效率，降低了人工成本。

三、GPS技術在工程測繪中的應用前景

GPS應用于工程測繪是一次偉大的技術突破，隨著技術的不斷革新，會導致測繪行業發生根本性變革。未來，在工程測繪方面，將會建立區域性GPS網，主要包括城市或礦區GPS網，各種GPS工程網等，這類網是專為工程項目不測采用GPS靜態相對定位技術、精密度高的網，用于地面沉降監測、大壩變形監測、高層建筑物監測，能夠達到高精度、使用頻繁的要求，為國民經濟建設服務。

四、結束語

綜上所述，GPS測繪技術因其自身的優點，具有良好的應用前景。GPS技術應用于工程測繪中，能夠極大提高工程測量的可靠性和準確性，并且降低作業強度，保證作業安全，適應時代的發展和要求。并且隨著GPS技術的不斷發展，該技術在工程測繪中將發揮著重要的作用。

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