關于GPS技術在工程測量中的應用探討

■閆志港

（宿遷澤達職業技術學院　江蘇　宿遷　223800）

關于GPS技術在工程測量中的應用探討

■閆志港

（宿遷澤達職業技術學院江蘇宿遷223800）

工程是國家的經濟命脈，提高其工作效率、保障安全運營是我們的頭等大事。全球定位系統是以精度高、速度快、不受氣候條件及通視條件限制等的優點，在工程中的應用也是十分的廣泛。本文主要就是針對GPS在工程測量中的應用來進行闡述。

GPS工程工程測量

1　GPS概述

1.1GPS組成

GPS主要由三部分組成：空間衛星群、地面監控系統和用戶信號接收設備。

1.2基本定位原理

GPS的空間衛星群由24顆衛星組成，這些衛星平均分布在6個軌道平面內，各軌道平面夾角為60°，衛星的軌道運行周期為11h58min，這樣可以保障在地表以上任何時間和地點都可以接收到4顆～11顆GPS衛星發出的信號、地面GPS控制系統通過對衛星工作狀態的監控，改正衛星的參數，向衛星發出指令，以保證衛星的正常運行、而用戶通過GPS信號接收機接收到信號后，利用數據處理軟件信號進行處理以達到導航定位及其他功能。

1.3GPS系統的主要特點

（1）勞動強度大大降低。首先，既要保持良好的通視條件，又要保障測量控制網的良好結構，這一直是常規測量在實踐方面的難題之一。GPS測量無需通視，可以省去常規測量所需要的造價費用。其次，GPS的觀測無需進行邊角的觀測，只需量取天線高及簡單的記錄、開機關機即可，同理，水準測量也不用一個站到另一個站地連續觀測，只需在測站進行簡單的操作即可。

（2）測量精度高，全天候作業。GPS技術能為用戶提供連續，實時的三維位置、三維速度和精密時間，不受天氣的影響而全天候工作。采用差分定位，測量精度可達到mm級。目前的GPSRTK（Real Time Kinematic）技術可以保證在動態的情況下解算的點位精度達cm級，這完全可以滿足水下地形點的平面位置精度要求。

（3）功能多、用途廣泛。GPS是軍民兩用的系統，其應用范圍極其廣泛，在軍事上，GPS將成為自動化指揮系統，在民用上可廣泛應用于農業、林業、水利、交通、航空、測繪、安全防范、軍事、電力、通訊、城市多個領域，尤其以地面移動目標監控在GPS應用方面最具代表性和前瞻性。

2　GPS測量的技術特點

（1）進行觀測的時間較短。一般我們在進行工程測量采用GPS技術觀測的時間在30～40min左右，而且是采用了快速靜態的定位方法，使得觀測的時間可以更短。

（2）操作流程簡便。GPS測量技術操作流程的簡單主要就是由于進行該技術的自動化程度很高。一般就是觀測人員只需將天線對中然后整平，量取天線高。最后就是打開電源就可以進行自動的觀測，一般像是衛星的捕獲以及跟蹤觀測都是該技術自動完成，操作是非常的簡單的。

（3）高精度的地面測量。GPS的出現給測繪領域帶來了根本性的變革，在大地測量方面，GPS定位技術被廣泛應用于大地控制測量中。時至今日，可以說GPS定位技術已完全取代了用常規測角、測距手段建立的大地控制網。

3　GPS在工程測量中存在的問題

盡管GPS在工程測量方面具有巨大的優點，并且已經得到廣泛的應用，但目前依然存在一些問題。

3.1GPS在測量中的存在的誤差

隨著社會的不斷發展，工程質量要求的不斷提高，工程測量要求的精度也不斷提高。盡管GPS技術通常情況下能夠提供比較高的精度，但是在特殊情況下，當遇到障礙物影響衛星信號時，會造成一定的誤差。特別是在工程測量實際運用過程中，各種原因導致實際誤差比理論分析誤差大。

3.2相關測量人員技能不足

與傳統測量技術相比，GPS技術在測量上運用時間較為短暫，許多測量技術人員并未能夠完全掌握其操作技能。因此導致GPS無法發揮其擁有的各種優點，導致測量效率低下，甚至出現測量錯誤，極大的影響工程建設的順利進行。

4　GPS的應用前景

4.1提高災害預警能力

建立GPS變形監控在線實時的進行分析系統來對大壩進行一個變形的監測，可以有效地使監測的數據得到一個及時的分析與處理，從而實時地評價變形的現狀和預測其發展趨勢，為災害發生的可能性分析與預報提供科學依據，這對處于活躍階段的滑坡體及大壩變形監測具有特別重要的意義。

4.2建立GPS與其它變形監測技術集成組合的綜合變形監測系統

為克服GPS技術用于變形監測的不足和局限性，根據變形監測的對象和目的，將GPS與其它變形監測技術集成組合形成綜合變形監測系統，可實現不同監測技術之間的優勢互補。

4.3建立誤差改正模型

誤差改正模型是通過對誤差的特性、機制及產生的原因進行研究分析、推導建立起來的理論公式也可以是對大量觀測數據的分析、擬合建立起來的經驗公式，經過誤差改正模型的處理可以提高GPS定位的精度。

4.4加強測量技術人員的培訓力度，提高測量的技能

只有掌握了GPS測量的操作技能，才能夠利用GPS順利展開工程測量工作。這就要求相關技術人員具備以下素質：首先是操作速度快，這就要求操作人員在上崗之前多加練習，直到達到要求才能上崗；其次，操作準確無誤，在操作速度的基礎上，操作員要注重操作質量，不能因為人為原因導致測量錯誤，進而導致工程出現大的失誤；再次，知識面廣，當出現一些小問題時，不能總是尋找技術人員去解決，以至于降低了測量速度；同時，GPS測量中的一些事項工作人員更應注意，例如，觀測中在接收機10m內禁止使用對講機和手機，每個時段觀測結束后，重新安置儀器，將基座轉動120°或者升降三腳架，然后重新對中、整平，進行下一時段的觀測。

綜上所述，GPS技術不論是在控制測量還是施工放樣中，都能大大提高測量的可靠性和作業效率，降低作業強度，適應現代“快節奏”的要求，也使技術人員能從繁重的測量放樣工作中解放出來。但是，畢竟GPS測量有別于常規測量，有些錯誤或者說是粗差不容易被發現，還需要廣大技術人員在工程實踐中認真去摸索和總結。

[1]荊秀英.高科技在工程測量中的重要作用 [J].民營科技，2013，01：208.

[2]付春光.淺談工程測量中新技術的應用 [J].科技創新與應用，2013，07：148.

[3]周志國，張志堯.淺談GPS在工程測量中的應用 [J].科技信息，2011（02）.

[4]喬巍，鄧毅.GPS在工程測量中的應用研究 [J].廣東科技，2011（12）.

[5]魏海峰，劉炳森，王超賓.GPS在工程測量中的應用分析 [J].中國石油和化工標準與質量，2011（06）.

TB22[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-168-1