淺析GPS技術在測繪工程領域中的應用

楊旭

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，目前測繪工程中領域也有了新的突破。目前我國的測繪工程行業，普遍采用了GPS技術。GPS技術的應用，可以使相關的工程的測量工作更加精準。與此同時，GPS技術的引用，也緩解了相關工作人員的工作壓力，提高了工程的完成效率。本文將對GPS技術在測繪工程領域中的應用進行簡要分析，希望能對我國測繪工程的發展做出貢獻。

關鍵詞：GPS技術；測繪工程；應用

測繪工程工作在完成過程中，主要的工作過程相對比較繁瑣，很容易出現各種錯誤。但是測繪工作又是進行地質工作所必須經歷的。在實際工作中，由于環境和地形等條件的影響，測繪工作很可能會出現各種誤差，為了減小誤差、提高工程的完成質量和效率，對高新技術的應用就十分有必要。GPS技術由于其測量數據的精確性，和工作不受外界影響特性，在測繪工作中被廣泛應用。但是，為了進一步完善測繪工程中存在的誤差問題。相關技術工作人員應加強對GPS技術的了解。

1 測繪工程

測繪工程主要開展各種空間信息測量并繪制相關地形圖等方面的工作，研究對象非常廣泛，不僅包括地球形狀、大小、重力場，還包括地表地貌、地質構造、水文、房屋、道路、植被等很多方面內容。一般情況下，新開發地塊或工程項目開始建設前，都要由測繪工程師進行測量后繪制地形圖，才可以根據提供的信息資料進行項目決策、規劃設計，因此可以說測繪是開展其他工作的一項重要基礎性工作。日常生活中的地圖、交通旅游圖都是基于測繪而完成的。隨著近年來GPS技術的發展與廣泛應用，它在測繪工程上也發揮著越來越重要的作用。

2 GPS技術概述

2.1 GPS系統結構

GPS系統結構包括地面控制系統、空間部分、用戶設備終端這三個部分。主控制站、監測站、地面天線組成地面控制系統，空間部分包括三顆在軌備用衛星、二十一顆工作衛星以55°軌道傾角在距地表2.02萬公里的六個軌道面均勻分布，用戶設備部分由接收GPS信號設備、數據處理軟件及其終端三個組件構成。

2.2 GPS定位原理

GPS定位基本原理是將衛星高速運動的瞬時位置成為已確切了解的起算數據，待測點位置利用空間距離后方交會方法進行確定。但由于采用不同原理確定GPS具體位置的計算方法，終端操作者按照不同要求采用的定位操作方法也是不同的。根據不同分類標準，操作方式可分為四類：一是根據定位使用的觀測數值劃分，主要有載波相位和偽距兩種定位方式，載波相位定位式精度優于2毫米，相對于定位條件偽距定位式要求較低，數據處理比較簡單；二是根據定位模式劃分，主要有絕對和相對兩種定位方式，絕對定位方式具有簡單的作業方式，能夠單機進行作業，相對定位式可以實現對接收機天線間位置關系的確定；三是根據獲取定位結果時間劃分，主要有實時和非實時兩種定位方式，實時定位式能夠實現對接收機天線所在位置的實時解算，非實時定位式可以通過處理接收數據后進行準確定位；四是根據定位時的接收機狀態劃分，主要有靜態和動態兩種定位方式。

2.3 GPS技術特點

GPS技術近年來逐漸發展的較為成熟，并在多個領域得到較為廣泛的應用，其主要優勢還是在于定位功能，一是各種掃描地形圖、傳統矢量圖、遙感影像圖都可以任意進行加載，并進行自動接邊以實現縮略圖的智能生成；二是資源調查屬性庫具有自定義、定義管理點線面圖層等功能；三是可實現任意兩點間距離及面積的高精度測量精度測量；四是對野外測點進行高精度配準；五是可相互轉換多種數據格式及各種坐標，使資源調查實現無紙化與自動化。

3 測繪工程中GPS技術的重要地位

在實際工作中，GPS技術可以通過其獨有的衛星導航技術對工程所需的數據進行測量。在測繪工作進行過程中，運用GPS技術可以代替傳統的人工測量手段，這樣就極大的減小了工作人員的工作量，節約了一定的人力、物力，與此同時，GPS技術的使用，不受任何地形等外界環境的制約，也能夠縮短工程完成所需的時間，這就提高了工作的完成效率。另外，GPS技術還有著人工測量法達到的準確性，因此，GPS技術在實際測繪工作中占有重要的、不可替代的地位。

4 測繪工程中GPS技術的應用

4.1 測定大地控制網點

在地質測繪中的勘測網絡一般是由基線和勘探線所組成的，對于地質勘測區域來說，如果沒有大比例尺寸的地區，則應當建立起一個勘探區域控制網絡，以此作為勘探工程的基本空股指網絡。

4.2 水下測繪工作中的應用

在實際的測繪工程中，難免會遇到水下作業。水下測量對測繪技術有著更為嚴格的要求。測繪工作需要完成對水深和平面位置的準確測量，之后再將相關測量數據輸入到電子計算機中，通過相應的軟件分析，完成工程的相關要求。傳統法測繪工程中，水下作業主要通過經緯儀的器材進行人工測量。整個測量過程十分復雜，而且可能存在安全隱患。并且人工測量所得的數據并不精確，這對整個工程都會造成不良的影響。而GPS技術可以不受水下環境的限制，精準且快速的完成測量工作。這極大的促進了水下工程的開發。

4.3 野外觀測的應用

4.3.1 選點。GPS的運用也是存在一定的特殊性，不僅要考慮到前期的測量布控，同時也要對其后續測量進行充分的考慮，具體的說，在進行選點時需要考慮以下問題：第一，點位要與大面積水面具有一定的距離，避免受到影響而產生多路徑效應；第二，在選點周圍的高度角15°以上，不能存在障礙物，以免對信號的接收產生影響。

4.3.2 觀測。在進行GPS靜態測量時，整個測量過程中GPS接收機都處于一個靜止的轉臺，而不同的接收機應該在不同的時間段內進行開啟，在每個時間段進行接收機的開啟之前要對測量現場的衛星好、天氣狀況以及實時經緯度等進行一次詳細的記錄，并且記錄不同儀器的高度。

4.4 數據處理

4.4.1 對于觀測數據的預處理。利用GPS對數據進行預處理，主要是對原始的觀測數據進行編輯和整理，為下一步的計算和分析做準備。利用GPS進行地質測量，需要對原始數據進行預處理，然后對各種基線向量進行計算，然后再通過其與重復觀測的數據進行對比，從中獲得最為準確的數據結果。

4.4.2 測量數據的處理。當進行預處理之后，需要格根據預處理的相關數據作為依據，進行觀測數據平差的計算。在計算的過程中，通過獨立的基線組成一個閉合圖形，然后再利用三維基線以及相應的方差協作作為觀測信息，進行GPS網的三維無約束平差，在無約束平差確定的有效觀測量基礎上，在國家坐標系或城市坐標系下進行二維約束平差。

4.5 GPS定位技術的其他應用

GPS定位技術在地球動力學測量方面可以監控全球區域尺度的板塊運動，國內有關專業研究人員已將該技術用于對南極洲板塊運動的監控，以及用于實時監測青藏高原地區的地殼變動。除此之外，在海洋測量、水下地形測繪等領域GPS技術應用也得到較為長足的進步。科研人員在航空攝影測量方面采用GPS定位系統用于實現高空航測、航空測繪導航等應用。

結束語

GPS技術較傳統的人工測量方法有著很大的優勢，它的精準度和高效性往往是人工測量難以達到的。GPS技術的使用，將能夠改善我國測繪行業中存在的多種不足。為了使我國的測繪工作得到進一步發展，相關技術人員必須加強對GPS技術的掌握和了解，進而不斷完善測繪工作的完成水平，推動我國建筑工程事業的科技化發展。

參考文獻

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