GPS測量技術在工程測繪中的應用探討

張菲 ZHANG Fei

（新疆地礦測繪院，烏魯木齊 830017）

（Mineral Surveying and Mapping Institute of Xinjiang，Urumqi 830017，China）

0 引言

由于信息技術的不斷發展，很多的新技術被應用到工程測繪工作中，以滿足實踐中的需求。工程測試作為一項綜合型流程作業，對技術有著較高的要求。傳統的測繪方式已經無法適應工程的實際要求，數字信息化的智能測量技術被廣泛的應用到工程測繪作業機制中。其中，GPS測量技術的實際運用效果最好，有利于工程測繪工作又好又快的完成，該技術采用衛星系統定位作業的實時運轉、地面主控中心微機網絡的即時監控以及配套自動化識別系統的協同處理，有機地組建構筑成一整套組件式、系統化、集約型的測量測繪處理機制，使得工程測繪工作的效率增加，質量得到提高。

1 GPS測量技術的幾個特點

1.1 具有實時定位的特點 全球定位系統的最大特點就是能夠對地球上的任意靜止或者運動的目標進行定位，顯示其精確的經緯度和運動的速度，所以運用GPS進行導航，就能夠更好的保證運動載體依據設計好的路線進行運動。這種全天候精確定位系統的應用對于目標導航來說是最恰當不過的了。

1.2 具有定位精度高的特點 按照一系列的實驗及實際工程測繪應用結果來看，最高不超過50km的基線上，采用載波相位觀測量實施靜態相對定位，其相對定位精度能夠達到1×10-6至2×10-6，在100km至500km的基線上，已經能夠達到10-6至10-7的精度標準。而如今的待測技術在不斷的改進，很多觀測數據的處理措施已經得到很大程度的優化，即便是高于基線1000km的距離時，觀測出來的定位數據也會達到10-8甚至更好的精度。隨著技術的發展，測量精度也會不斷提高以更好的滿足工程測量的各種要求。

1.3 具有觀測時間短的特點 就觀測20km以內基線需要的時間來看，在沒有應用GPS測量技術進行觀測的情況下，使用傳統的靜態相對定位模式來測量，至少需要十五分鐘的時間，但是采取實時動態定位模式之后，觀測所需的時間最多不超過五分鐘，有時候幾秒鐘就能完成。不僅僅極大的縮短了觀測時間，還能夠促進測繪作業效率的提高。

1.4 具有功能多用途廣的特點 使用GPS測量技術不僅有助于實現精確穩定的導航的效果還有助于短時間高效率的完成測量工作，其觀測精度比較高，一般來說可以達到0.1m/s的測速精度和毫微秒級的測時精度。由于這樣的功能特點，它能夠廣泛的應用于各種各樣的測速和測時工作中。

1.5 具有觀測站之間無需通視的特點 傳統測量技術對于通視條件和圖形結構的要求比較高，若是觀察站間的通視條件太差或者是測量控制網的圖形結構不夠好的話觀測結果就會出現很大的誤差。而使用GPS測量技術的時候，觀察站15°以上的空間開闊性較好，即使是觀測站之間沒有互通視性，只要具備和衛星之間必要的通視則能夠完成測量工作。過去進行工程測量工作的時候需要花費三成以上的總經費來建造覘標來進行測量點的選擇。但是應用GPS測量技術的情況下就不需要造標就能進行靈活的測量選點，不僅加快了測量的效率還節省了經費的開支。

1.6 具有操作簡便的特點 GPS測量技術是智能的進行測量，不需要觀測人員參與其中，儀器自動的進行衛星捕捉和跟蹤觀察，自動的實現定位和測量。若是工程觀測中需要在某個具體的觀測站進行長時間的觀察和測量，可以使用無人數據采集技術，讓各種觀測數據由網絡直接匯集到處理中心，進行統一高效的整理，將冗雜的工作簡化。除此之外，使用GPS測量技術中用到的用戶接收機不僅操作程序比較簡單使用起來相當方便，而且小巧輕便，很適合攜帶。

2 GPS測量技術在工程測繪中的具體應用

2.1 GPS定位技術在工程測繪中的應用 在工程測繪過程中使用GPS定位技術，主要是把數學中的幾何原理與物理學科中的原理進行完美結合，同時使用GPS系統中分布在空間的各個衛星進行遙感測量，然后將測量的數據傳遞到地面的接收設備，并在接收設備內進行處理，從而實現對測繪工程相關數據的多角度定位測量。現階段工程測繪過程中使用的GPS測量技術主要包括兩大類，即靜態相定位、實時相對定位：靜態相對定位主要是通過安裝數臺地面接收設備，將地面接收設備按照測量規程排成一條或者多條基線實現同步觀測；實時動態相對定位的基本依據是載波相對觀測量。選取點位相當精確的控制點作為控制基站，然后使用一臺或者數臺地面接收裝置連續接收來自于不同角度的實時動態數據。通常情況下，每臺地面接收裝置需要同時接收四顆衛星的數據才可以進行三維定位。一般來說，只要地面接收裝置周圍的障礙物較少，接收到越多衛星發出的信息數據那么它的實時定位精度就越高高，如果地面接收裝置位于障礙物比較多的地方，最好配合使用慣性導航技術提高定位的準確性。

2.2 虛擬現實技術在工程測繪中的應用 工程測繪常常會遇到山川河流等比較復雜的地形和變幻莫測的氣候，這種情況不僅增加測繪工作的困難系數，影響測量的數據信息精確度，還會造成安全事故的發生。而使用GPS虛擬現實技術進行工程的測繪則能夠避免上述困難，GPS虛擬現實技術具有逼真和交互作用的優點，即便是在地形復雜的地區，通過GPS虛擬現實技術的運用也能夠在電腦上建立相應的三維圖像，通過三維圖像的能夠觀察到工程測繪過程中的每個細節。除此之外，三維圖像還會顯示具體的重點測量項目，而且測量過程中將可能出現的安全問題也會有標識予以提示。通過虛擬圖像的顯示，測量人員能更直觀的把握測量中重點項目相關的問題，并預計將可能產生的安全事故，提前減小事故發生的可能性，減弱事故帶來的損失。測量前建立模型進行分析可以增大測量方案的可操作性，增強其技術性和安全性。通過使用CPS虛擬現實技術，可以快速及時地查找測量方案中的問題，并及時進行糾正，從而使測繪方案更加完整、安全有效。

2.3 測繪過程中臨時水準點涉及問題的處理 在傳統工程測繪過程中，由于在設計過程中預算不嚴密或者實地考察實物，水準測量的時候，對于水準點的距離得出的一般距離都相當大。使用GPS進行測量則避免水準點距離問題造成的測量不便問題。使用GPS進行水準點的確定與測量同樣是使用GPS接收裝置接收并采集GPS衛星信號，在外業觀測過程中，首先必須制定詳細的測量計劃，然后嚴格按照技術標準實施計劃，不僅測量結果精準，而且工作的效率也很高。

3 結束語

綜上所述，在工程測繪中，GPS測量技術發揮著巨大的作用，占據著重要的影響地位。而且經過實踐證明，GPS系統屬于多功能的定位靠行系統，具有很大的發展前途。

[1]何銘杰.GPS測量技術在工程測繪中的應用及特點[J].科技風,2010(04).

[2]王紅兵.談GPS在現代工程測量中的應用[J].科技信息,2010(32).

[3]張延忠.GPS測量技術在工程測繪中的應用及特點[J].科技傳播,2011(07).