GPS測量技術在工程測量中的應用

吳方東　楊秀杰　韓善峰

摘要：目前，GPS測量技術已經在工程建設領域得到了廣泛的應用，了解GPS測量技術的技術特點和應用手段，對于工程建設發展有著積極的意義。為此，本文對于GPS測量技術的特點、類別和在工程測量中的應用進行了簡單的闡述。

關鍵詞：GPS；測量技術；工程測量；應用

隨著我國經濟水平的飛速發展、人民生活水平的日益提高，我國的基礎設施建設水平呈現快速發展趨勢，越來越多大型、復雜的房屋、橋梁、道路等出現在人們的視野。這些建筑工程技術的實現與工程測量技術的發展密不可分，特別是GPS測量技術的應用，使工程人員能夠更加快速、便捷、準確的完成工程測量工作。

一、GPS測量技術的概念與特點

（一）GPS測量技術的概念

GPS技術的出現與發展，為工程測量技術帶來了革命性的變化，從根本上改變了工程測繪的工作方式。例如RTK設備以及其他利用GPS技術進行的精密工程測量、工程變形監測等都是GPS技術在工程測量領域的應用。GPS測量技術應用的是全球衛星定位系統，以此為基礎進行點坐標的測量和高程的測設。

（二）GPS測量技術的特點

首先，GPS測量技術具有操作簡便的特點。GPS技術集成了大量自動化，智能化的信息技術，因此使用起來簡單方便。操作時，工作人員只需要輸入簡單的指令便可以獲得測量點的空間信息，同樣可以通過空間信息尋找未知點。

然后，GPS測量技術具有快速精準的特點。使用動態相對定位技術，如RTK技術等，測量人員最快只需幾秒鐘便可以獲得測量點的坐標與高程信息，而且精度高于傳統的光學測量法。

最后，GPS測量技術無需測站之間通視。GPS測量技術由于使用電磁波信號作為測量手段，因此避免了傳統光學測量手段需要觀測者和測量點需要通視的缺點，即使多個測量目標之間存在障礙物也不妨礙測量的進行。

二、GPS測量技術的分類

（一）靜態相對定位

靜態定位技術指的是，對于靜態測量點，使用兩臺及以上接收器，通過全球衛星定位系統對測量點的位置信息進行處理與計算，最后得到測量點的準確空間信息，同時，通過與某已知點位置信息的結合處理，能夠得到其他測量點的位置信息。由于靜態相對定位技術具有較高的精準度，因此在工程測量領域應用的十分廣泛。

（二）動態相對定位技術

動態相對定位技術是指運用GPS技術對于移動物體進行位置、速度、加速度以及時間參數的測定。通過在運動物體上安裝GPS信號收發裝置，便能夠通過全球衛星定位系統在該物體移動時獲得其運動數據。與靜態相對定位技術的區別是，動態相對定位技術需要在測量對象上安裝GPS信號收發裝置。

（三）RTK技術

RTK技術中文全稱載波相位差分技術，是目前在我國建設工程領域測量工程中應用最多的GPS相關技術，已經被普遍運用到地圖測繪、工程點測設等領域。RTK技術具有操作簡單、設備輕便的特點，只需一人便可完成操作。通過手持地面終端，既可以測量被測點的空間信息數據，又可以通過坐標信息測設目標點，同時還可以使用計算機軟件將測得的空間信息形成地形圖。

三、GPS測量技術在工程測量領域的應用

（一）GPS測量技術的外業操作

GPS測量技術的外業操作包含選點和觀測兩個主要內容，通過正確的選點和準確的觀測，便能夠獲得有效的測量結果。

1.選點的要求

前文提到，使用GPS靜態相對定位系統時，需要設置兩個及以上數量的觀測點，選點的位置對于測量的準確性有著較大的影響。

進行選點操作時，首先要保證GPS測量設備的位置正確，通過了解GPS測量設備的使用要求可知，在室外空間使用GPS測量設備時，設備上部15度角范圍內不應存在任何遮擋物體，以免影響GPS設備對于衛星和基站信號的接收。放置GPS測量設備的點位應為工程關鍵點，不應選擇次要工程點，更不應隨意放置設備。在選點過程中，最好能夠保證兩個測量點之間連通無障礙，以便于之后測量工作使用，但是即使不能滿足也要求對于測量結果不會產生影響。

由于GPS測量技術使用的是電磁波信號作為測量載體，因此最好避免測量過程中在測量區域內使用大功率電器，同時需要注意的是，高壓輸電線路以及變電站等設施也會對GPS測量設備的信號產生影響，降低測量精度和準確度，因此使用CPS測量設備進行測量時，需要注意避免設備受到高強度電磁輻射干擾。

觀測點的選擇還應遵循交通便利、地面基礎穩固的原則，這樣既方便測量人員的操作，也避免了放置在觀測點上的設備因為受到地面塌陷、震動等情況影響測量精度。

需要注意的是，在觀測點設置完成后，需要對其進行明確的標注，使得具有相同標注的設備能夠做到互相對應。同時，要在圖紙上標出測量點的位置，便于之后的測量和數據處理。

2.觀測的要求

觀測過程中，首先需要將信號接收天線進行合理的放置，然后打開儀器進行測量工作。由于GPS測量設備在工作過程中容易收到天氣的影響，因此在使用GPS測量設備時需要注意觀測天氣，并做好氣象觀測記錄，一邊在數據處理時能夠修正天氣因素對測量數據的影響。為保證測量數據的準確，每一測量點的測量時間不應太短，必須保證測量數據結果的可靠性。測量的數據結果應及時保存，以免丟失。

（二）數據處理

GPS測量技術的數據處理過程為：①將獲得的數據輸入計算機；②數據預處理；③基線計算和GPS消差；④獲得最終結果。

需要注意的是，首先，將數據輸入計算機之前需要人工進行數據分類，篩選出本次數據處理不需要的數據，避免多余數據對計算結果產生影響。然后，輸入計算機的數據需要進行格式的統一化，保證輸入計算機的數據具有統一的、計算機能夠識別的數據。最后，需要將調整好格式的數據進行二次篩選，剔除誤差較大的數據，避免其對計算結果產生影響。

結束語

目前我國的工程呈現巨大化、復雜化的趨勢，因此對工程測量的精度和準確性有著越來越高的要求。GPS測量技術的出現克服了傳統工程測量技術的種種缺陷，為我國的工程建設領域提供了非常優越的技術支持。提高GPS測量技術的測量精度和測量效率，能夠為我國工程建設的發展起到更加積極的推動作用。

參考文獻：

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