工程測繪中GPS測量技術的應用

劉麗　房媛媛

【摘 要】GPS （Global Position Systern）全稱為全球定位系統。隨著全球數字化進程，微電子技術和GIS技術獲得重大進展，衛星導航、定位的理論趨于成熟。GPS技術具有功能較多、應用廣泛；觀測時間短、操作簡便；定位精度高、全天候作業等特點，作為通用設備越來越多地應用于科研和民用領域。本文主要分析了GPS測量技術在測繪工程的應用。

【關鍵詞】工程測繪；GPS技術；應用

GPS技術的出現和發展給測繪領域帶來了根本性的變革，在目前的工程測繪中被廣泛的運用。GPS技術基于衛星的無線電導航定位系統，能夠為用戶提供精密的三維坐標、導航與時間信息。工程測繪是工程建設的重要組成部分，現階段，我國基礎建設正在如火如荼的開展實施，在大型工程項目中，對測繪工作、測量技術提出了更高的要求和標準，傳統工程測量技術越來越不能滿足當前工程精度要求。如何，使用高精度、高效率的GPS測量技術推動我國工程建設的發展？筆者結合多年來的工作經驗，淺析了工程測繪中GPS測量技術的應用。

1.GPS測量技術的特點

1.1功能較多、應用廣泛

GPS可為各類用戶連續地提供動態目標的三維位置、三維速度和時間信息。因此它不僅可以用于測量、導航，還可以用于測速、測時。隨著GPS測量技術的發展，其應用的領域在不斷拓寬。目前，在導航方面，它不僅廣泛的用于海上、空中和陸地目標的導航，而且，在運動目標的監控與管理以及運動目標的報警與救援等方而，也己獲得了成功的應用；在測量工作方而，這一定位技術在大地測量、工程測量、工程與地型變形監測、地籍測量、航空攝影測量和海洋測繪等各個領域的應用己甚為普遍。如監測地球板塊運動狀態和地殼形變；測定航空航天攝影瞬間的相機位置，實現僅有少量地而控制或無地而控制的航測快速成圖等。

1.2觀測時間短

利用GPS可進行實時導航定位，這對高動態運動載體的導航顯得尤為重要。當用GPS接收機作靜態相對定位（邊長小于15km）時，采集1h之內的數據，即可獲得較高的定位精度。兩臺儀器每天止常作業至少可測定4條基線。如果采用快速靜態定位模式，對于雙頻接收機，僅需采集5min左右時間；對于單頻接收機，只要能觀測5顆衛星，也僅需要采集15min左右的時間?？梢?，利用GPS技術建立控制網，能大大縮短觀測時間，提高作業效益。隨著GPS系統的不斷完善，軟件與硬件的不斷更新，目前，20Km以內相對靜態定位，僅需15-20min；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15hm以內時，流動站觀測時間只需1-2min；動態相對定位測量時，流動站出發時觀測時間只需1-2min，然后隨即定位，每站觀測時間僅需幾秒鐘。

1.3操作簡便

在操作上，GPS測量的自動化程度非常高，有的己達到“傻瓜化”的程度，操作員只需要安裝并開關儀器、采集環境的氣象數據、量取儀器高度和監視儀器工作狀態，其他工作則由GPS接收機自動完成，如衛星的捕獲、跟蹤觀測和記錄等。假如在一個測站上需要作較長時間的連續觀測，通過網絡或其他通訊方式，將所采集的觀測數據傳送到數據處理中心，不需要任何人員人值守，就可以實現全自動化的數據采集與處理。在結束觀測的時候，也只需關閉電源，收好接機，便完成野外數據采集任務。此外目前的接收機體積也越來越小，重量亦越來越輕，便于攜帶和搬運。

2.GPS測量技術在工程測繪中的應用

2.1大地測量程制網點測定

目前，GPS測量技術控制網己經完全取代了用常規測距、測角手段建立的大地控制網，我國的GPS測量大地控制網工作于1991年開始，它利用GPS定位技術重新測量我國基礎控制網。囚為全國性的大地控制網點之間相距都在數千甚至上萬公里，常規的測量工具不能夠完成高精度的遠控制點的測量，而且測量效率低消耗人力過多。還有一類控制測量是城市GPS控制網，與全國性控制網測量相比，城市控制網測量點一般相距幾十公里，并且具有精度高、而積大、使用頻的特點常規的測量工具測量精度不均勻、費時費工，而且控制點經常被破壞泯滅，嚴重影響了測量進度。GPS測量利用其定位范圍廣、效率高、精度高等優點很好地解決了以上出現的各種問題，使工程、道路等測量工作實現突破性發展。

2.2工程變形的監測

工程建設中經常會遇到認為原因或者地殼運動而造成的建筑物位移，稱之為工程變形，其變形類型有陸地工程的變形、資源開采地區的地表沉降和圍堰大壩的變形等，這類變形通常都會造成巨大的經濟損失和人員傷亡。GPS技術在工程變形監測四個階段：基準設計、結構強度設計、觀測時段設計、監測周期設計中都起到了決定性作用。

2.3 GPS在水下工程中測繪中的應用

海洋資源的開發利用、海岸碼頭和港口的建設、航道的整治等水下工程都需要精度非常高的地形測繪圖，GPS技術的二維測定技術能夠對水下工程的橫向和縱向位置進行高精度測定，然后利用計算機進行地形圖的繪制。在水下工程縱向方面的測量利用測深儀，根據超聲波在水下傳播的時間得出水深，與此同時潮位儀還要進行潮位測定，來更正水深和地形的高程。橫向位置的測量采用差分GPS技術，解決了以前采用經緯儀等傳統定位儀器而產生的操作繁瑣、抗外界干擾性低等問題，提高了水下工程的測繪。

2.4房地產測繪中的應用

在工程測量中常用的GPS測量技術為實時動態差分法，這種新的方法可以實現在戶外觀測之后隨即獲得高精度的定位，在房地產測繪工作中的應用尤為突出。在房地產和地籍測繪工作中利用實時動態差分法對每宗土地權屬界點進行測定，只需要一名操作人員使用一臺儀器在每個測定點上花費幾秒鐘時間，然后將所得大量數據通過計算機軟件運算處理后直接輸入GPS系統便可得到房地產或地籍測繪圖。因為實時動態差分技術不需要測點間通視，而且需要的操作人員也極少，所以該技術很大程度地提高了房地產或地籍測繪工作的效率。 [科]

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