論工程測繪中的GPS測繪技術

陳景鑫

（寧波市寧大地基處理技術有限公司，浙江 寧波315000）

1 引言

GPS技術是美國研發的全球導航系統，還有一種說法是衛星定位技術。該系統的組成包括兩個方面——硬件與軟件。軟件是程序員利用計算機編程設定的工作流程，硬件的構成包括地面的信號接收裝置與衛星設備。GPS技術飛速進步，值得大范圍的推廣和應用。GPS技術在工程測繪中具有專門的GPS測繪技術，其優勢特征明顯，如能夠智能測繪、結果準確、操作便捷以及隨時可用等，所以愈發受到工程測繪行業的喜愛。同時，GPS測繪技術還有利于國防建設、經濟建設、交通建設等社會各行各業的發展。當前，工程測繪中的GPS測繪技術還在持續創新發展，提高了測繪的準確程度與工程測繪的水平。

2 工程測繪中GPS測繪技術的工作原理

GPS測繪技術的引言有賴于GPS導航系統，利用GPS衛星定位完成工程測繪，其結果非常準確，所以可以提升工程測繪的準確程度。GPS測繪技術與傳統的測角測距手段相比測繪更加準確、經費成本較低、節省了大量的人力物力，GPS測繪技術使工程測繪的效率得到提升。該技術通過記錄衛星信號傳播到測繪工程經過的時間，用時間乘光速，計算測繪工程到衛星的距離。但是由于受到大氣層、電離層影響，測量結果并不完全真實，俗稱偽距。所以應用GPS測繪技術測繪時，GPS衛星需要不斷隨機生成偽碼，隨機生成的偽碼由1 和0 二進制碼元隨機組成，隨后GPS衛星將上述偽碼向測繪者傳輸，測繪者收到衛星電文后，提取衛星信號的傳播時間，與自己的時鐘進行對比，可過得到測繪工程與衛星的實際距離。結合電文數據，進而明確測繪工程在大地坐標系中的真實位置。因為測繪者無法確保自己的時間與GPS導航系統衛星的時間保持同步，所以除了建立x、y、z 三維坐標的大地坐標系，還要引入Δt 作為二者的時間差，再應用方程組計算Δt 的具體數值。

3 工程測繪中GPS測繪技術的優勢

GPS測繪技術與以前的測繪技術比較優勢明顯，如測繪快、定位準、操作便捷等，因此，在工程測繪領域得到廣泛應用。該項技術結合電子科學，依靠相關軟件，能夠在15min 之內完成20km 的工程測繪工作。基準站和移動臺距離不超過1km 時，該項技術能夠在2min 內結束工程測繪工作，其結果精確性的特征十分顯著[1]。

4 GPS測量技術的特點

4.1 定位精度高

在具體進行工程測量時，利用實踐表明GPS技術可以得出準確的測量結果。一般而言，GPS接收機有雙頻作用，基線非常精確，甚至超過了紅外儀的應用效果。另外，GPS測量技術不易被外界環境所干擾，無論測量地形條件是否惡劣，周圍環境是否便利，都能正常開展工作。同時，GPS定位系統還可以在很短的時間內準確地進行長距離定位，甚至可以精確到厘米。

4.2 觀測時間短

GPS定位系統不需要花費很長的時間，具體操作時一般利用動態定位方法，大大提升了測繪的速率，數秒內即可完成工程測繪工作，不僅提高了測繪效率，測繪結果更加準確。通過應用GPS技術測繪，在測站點之間并不需要通視，只要空間足夠開拓，不管觀測條件是否惡劣，都可以進行測繪，節省了測繪時間的同時，降低了成本支出，所以GPS技術測繪的應用前景十分廣闊。

4.3 自動化水平高

技術人員對GPS測繪技術的改進趨勢是更加簡單和智能。GPS系統工作時，技術人員需要逐步完善觀測手段與系統，利用軟件處理數據，給出結果的三點坐標，其他測量工作僅靠衛星或其他檢測技術完成，極大提高了自動化工作能力與檢測效率。

4.4 全球全天候定位

檢測時，需要利用比較多的導航衛星，衛星分布均勻，不管在哪個地方都可以系統地進行檢測，不僅確保測繪精確，GPS檢測技術還不用考慮任何天氣因素，因此，能夠實現全球全天候定位。

5 GPS測量技術在工程測繪中的應用范圍

5.1 測繪房屋地形

GPS測量技術在工程測繪中的應用范圍十分廣泛，特別是對房屋地形的測繪非常普遍。一般而言，對房屋地形測繪工程而言，應用GPS測繪技術有效且快速準確。主要用于測量分析房屋土地的界址點數據，其測繪速率和準確度都較以往有很大提升，該法可以彌補以前電子測繪手段的不足，完善了測繪模式。

5.2 建設現代化城市

建設城市化時，GPS測繪技術可以很好地控制城市網的精確度。可是在現實操作時，城市建設控制網容易受到各種因素的干擾，導致網絡系統故障。因此，城市控制網需要重視監督工作，提高控制點的準確程度，比較常見的是控制測量導線與工時，因為GPS技術能夠準確地規劃城市，且應用廣泛，因此，技術特征顯著。所以GPS測繪技術取代了以前的導線測量模式，有利于未來更好地建設城市。

5.3 測繪水下工程

部分測量水下工程，特別是縱向測量，經常通過探測儀按照超聲波在水下的傳播時間測繪水深，還可以潮位測定，更正水深與地形的高程。解決了以前操作麻煩、無法對抗外界干擾等弊端，提高了水下工程的測繪效率。

5.4 測量大型橋梁與隧道工程

大型橋梁工程需要豐富的測量方法，利用許多儀器設備，耗費了不少人力物力，工程時間很長，還容易受到天氣環境因素的干擾，測量結果不準確。目前，工程規模不斷開擴大，以前的工程測繪技術功率不夠，無法有效進行工程測量。對于大型橋梁來說，兩岸通視難度較大，需要通過以前的測量手段直接布置大橋工程控制網與施工測量工作。因此，施工技術人員需要研發出更有效測量大型橋梁工程的辦法，GPS測繪技術就是有效的措施手段。

5.5 大地測量控制網點

通過GPS衛星定位技術可以測量我國基礎控制網。我國地大物博大，大地控制網點相隔距離較遠，普通測量設備沒有辦法測量距離。測量城市控制網時，多次使用測量設備，測量結果的準確性也無法得到保障。GPS測繪技術和以前的測角測距手段相比測繪更加準確，GPS測繪技術使工程測繪工期得到有效縮短，可以有效測量大地控制網點。

5.6 監測工程的變形

建設工程時，由于地殼運動發生位移，導致工程形變，通過GPS測繪技術能夠實時監測工程形變。工程形變包括地表沉降、陸地變形或圍堰大壩變形等，GPS測繪技術能夠完美地觀察各階段的變形情況。

5.7 測繪工程建設

建設城市時，要嚴格劃分城市規劃區。GPS測繪技術能夠勝任該項工作，協助做好城市建筑物的建筑方案，盡量避免影響城市環境與格局。

6 工程測繪中GPS測繪技術的應用前景

GPS技術能夠提高施工效率，相較于以前的測繪技術優勢明顯，在各個工程領域都得到了廣泛的應用。工程測繪行業應用GPS測繪技術，以測量理論為基礎，突破傳統的約束，改進了測量模式。按照目前的GPS測繪技術應用現狀，技術水平在不斷提高，技術也更加完整，未來的工程測繪中GPS測繪技術一定有更加廣闊的應用前景，發展空間更大。

7 結語

由于GPS測繪技術不會被外界因素所干擾，操作便捷，設備輕巧，應用市場廣闊。該項技術為工程測繪領域提供了技術支持，也有利于建設現代化城市與工程控制網，使工程測繪更加準確，不僅做到了科學測繪，工程測繪的過程與結果都更加可靠。