探析GPS測繪技術在測繪工程中的應用

胡傳順

摘要：GPS測繪技術是一種功能性強、操作便利、智能化水平高的技術類型，在實際的測量作業中受到自然條件的影響比較小，在定位和測繪過程中可以提供相對精準的測繪數據，所以在測繪工程中得以廣泛應用，本文主要在分析GPS測繪技術特點優勢的基礎上，對GPS測繪技術在測繪工程中的幾種應用進行探析，僅供參考。

關鍵詞：GPS測繪技術；測繪工程；特點；應用

GPS測繪技術在測繪的精準度和質量方面相對傳統測量技術有較大優勢，能夠有效提升工程質量，符合現代化測繪工程發展的趨勢。

1.GPS測繪技術的特點和優勢

GPS測繪技術在實際應用中主要依靠接收衛星信號，再通過計算與衛星距高并交匯的原理來進行定位，從而確定目標的三維坐標進行精準地測量。從GPS測繪技術的應用過程中可以看出，其集傳統的測繪技術與現代的測繪技術于一體，測繪的功能更強、范圍更廣，智能化的程度更高。

1.1功能性強，測繪范圍廣

GPS可實現大范圍的高精度測量，傳統基線測量在長距高測量時，精度低，GPS可克服這一缺點。具體來說，在靜態定位模式測量工程中，如果基線在50km以下，GPS定位的精準度可以達到1×10^-6～2×10^-6范圍。如果基線超過100小于500km，定位的精準度可以達到10^-6～10^-7左右。如果GPS用于實時定位，精準度的測量單位可以為分米和厘米，誤差程度越來越低。

隨著GPS技術的高效發展，無論是工程測量、大地測量還是航空測量等各個領域都有所應用。最重要的是，GPS測繪技術可以做到測量時不受時間和地點的限制。

1.2定位精準度高

無論在靜態測繪還是動態測繪，GPS測繪技術打破了傳統測繪技術的弊端，可以把精度控制在標準的范圍內。

GPS的原理是用衛星在太空中的位置作為基礎計算出一個點在地球上的位置，需要非常精確的測量三個衛星分別到地球上某一點的距離，由空間星座、地面控制和用戶設備等三部分構成的，根據GPS測量技術原理特點，能夠快速、高效、準確地提供點、線、面要素的精確三維坐標以及其他相關信息，具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點（如圖1）。

另外，GPS測繪技術還可以按照不同的標準進行測繪，直到達到測繪人員的預期效果。

1.3操作便捷程度高

GPS測繪技術在實際的應用中由于其自動化和集成化水平較高，在實際的測量過程中所涉及的儀器的安裝與設備的連接都十分簡單。

GPS測繪儀器可以直接自動開啟衛星定位系統，對測繪目標進行跟蹤定位，GPS的使用，在很大程度上減少了人為操作，節約了人力，提高了測繪的工作效率，同時一定程度上減少了由人為因素造成的誤差值。之內的靜態目標，從初始化的狀態轉換到正常的跟蹤定位模式只需要幾秒鐘的時間。GPS測繪技術與常規的測繪技術相比優勢較為明顯，（如表1）。

2.GPS測繪技術在工程測繪中的應用

2.1工程變形監控中應用GPS測繪技術

工程建設中難免會出現很多變形的現象，形狀的變化是一個循序的過程，變化程度較小，絕大多數情況人們無法直接觀測到，此時就可采用GPS測繪技術來進行測量。比較典型的有對各類建筑的位移距離以及變形的程度進行測量、大壩的變形測量等。同時GPS測繪技術的應用是對人力資源的節省，同時也是保證測繪工程安全的重要措施。

2.2水下工程測繪中應用GPS測繪技術

GPS測繪技術在海岸碼頭的設計、航道的設計與整治以及海港建設等方面都得到了廣泛的應用。海洋資源的開發與利用也需要相對比較精準的水下地形測繪圖。具體來說，需要明確水下測量目標的三維坐標，這樣才能對精準的深度進行明確。從傳統的測繪技術的應用上看，需要用三應答器以及經緯儀來對平面位置進行測量，然后用測探儀來測量水深，不僅復雜程度高，而且很容易受到客觀因素影響，影響到精準度。為了降低操作步驟與方法的繁瑣性，應用GPS測繪技術開展水下工程測繪，不僅快速高效，而且準確性高。同時GPS技術在水下測量中要注意的以下事項。第一，測量過程中考慮安全問題。如果沒有很好的安全保障是無法對工作進行開展的，所以水下測量工程首先需要注意的問題就是安全問題。第二，需要注意對于GPS技術的熟練操作，對于掌握這門技術的工作人員，需要對工作進行綜合的把握，將不熟悉的事項進行一一了解，在工作當中能夠靈活運用。只有嫻熟的工作技能才能夠在工作當中將這一技術進行貫徹。第三，需要對計算機技術進行靈活掌握。熟練的計算機技術能夠將工作落實下去，所以工作流程和工作的方法是水下工程測量中非常重要的內容。

2-3城市建設中應用GPS測繪技術

城市建設的測繪和GPS測量具有絕對的技術優勢，首先可以全天候作業，不受時間、氣候、場合的限制；其次測站之間無須通視，只要測量目標上空沒有影響信號傳遞的事物，就不會影響其工作進程；再次定位精準度極高，一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1×10^-6D，GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優越性愈加突出；最后是時間短，速度快。采用GPS布設控制網時每個測站上的觀測時間在30min～40min左右，效率極高。

2.4公路測量建設中的應用

（1）繪制大比例尺地形圖。一般情況下，在大比例尺帶狀地形圖上進行高等級公路選線。傳統的測圖方法，首先要進行控制網的建立，其次，進行碎部測量，從而進行大比例尺地形圖的繪制。其工作量較大，花費時間較長，速度也比較慢。如果測量時采用GPS RTK動態測量，獲得每點坐標只需花費幾分鐘就行，碎部點的數據是由輸入的點特征編碼及屬性信息構成的，在室內可由繪圖軟件完成。

（2）工程控制測量。GPS建立控制網的最精密的方法是靜態測量。對于大型的建筑物靜態測量比較適合。實時GPS動態測量則被用于一般的公路工程的控制測量。這種方法可停止觀測，使得作業效率大大提高。

（3）公路中線測設。在大比例尺帶狀地形圖上設計人員進行定線后，在地面需將公路中線標定出來。如果實時GPS測量被使用，那么只需在GPS接收機中輸入中線樁點的坐標，放樣的點位就會有系統定出。

（4）公路縱、橫斷面測量。確定公路中線后，通過繪圖軟件，利用中線樁點坐標，即路線斷面和各樁點的橫斷面就可以繪出了。測繪地形圖時采集的數據都是被用在測量中，所以到現場進行縱。橫斷面測量是沒有必要的，這使得外業工作大大地減少了。也可采用實時GPS測量進行現場斷面測量。

3.總結

總之，將GPS測繪技術應用到測繪工程中，主要是這一技術具有測繪精準度高等技術特點，大多數工程建設都需要測量，使得GPS測繪技術得以廣泛應用。加上GPS測繪技術的使用費用較低、操作簡便，該測繪新技術已經成為普遍的趨勢，其在各類工程建設中將會發揮更為重要的作用。