GPS測量技術及其在工程測量中的應用研究

史航

摘 要：在現如今的各工程項目規劃及建設過程中，GPS測量技術已經成為了無法被取代的關鍵技術之一，在提升工程測量的準確性以及信息數據的全面性等方面均發揮出了至關重要的作用。本文主要圍繞GPS測量技術及其在工程測量中的應用展開了探討，其中，簡要闡述了GPS測量技術的構成及優勢等，以期為有關研究提供一些參考和幫助。

關鍵詞：GPS技術;工程測量;應用;發展;實踐

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0133-02

0 引言

基于當今時代背景下的工程建設企業想要取得有效發展，有必要重視積極改革、創新，提升自身核心競爭力。工程測量是工程項目規劃及建設中的關鍵環節，可對工程建設質量起到直接影響。隨著時代進步，傳統測量方式發揮實效性越來越低，有必要探尋出更多有效的技術手段，提升工程測量有效性，有助于更好的確保工程建設質量，為企業創造更多的經濟效益。

1 GPS測量技術

1.1 GPS技術構成

基于GPS技術的具體運行流程等，可將其劃分為三個部分，即用戶裝置、衛星系統以及地面控制。其中，又可將地面控制分為通訊系統、線路系統以及主控站，具體的工作內容為：地面技術人員在接收到用戶的需求內容并對其加以總結后，將其發送至衛星系統。衛星系統中主要包括24顆衛星設備，其范圍為及運行軌道可覆蓋全球。衛星的內部系統在接收到數據信息后對對相應內容實施主動分析，同時啟動自身定位及監控系統針對目標位置實施數據的測量、采集及存儲等操作，隨后在對數據加以整理后再將其反饋至地面接收設備中[1]。

1.2 優勢

基于GPS技術的構成，可以得知，該技術具有的優勢性特點較多，包括監控全面、觀測便捷性高等，通過在工程測量過程中有效應用GPS技術的方式，將該技術的優勢更為充分的展現了出來。

1.2.1 定位準確度高

GPS技術本身具備定位準確性較高等特點，因此將其具體應用在工程測量過程中，有助于更好的確保數據及定位的準確性。據相關數據顯示，50千米的范圍內物體，均可以利用GPS技術實現準確的定位，照比紅外線標稱技術來講，GPS系統的標準精度雖與其相同，但就長距離的測量而言，GPS技術的優勢性更高。

1.2.2 觀測時間短

利用GPS技術進行測量，可應用快速靜態定位法，在一分鐘內完成對十五千米內所有靜態對象的觀測，換而言之，完成整個觀測站的觀測任務僅需要約30分鐘的時間，大幅度提升了觀測站觀測速度，縮減了觀測時間，促進了工程測量整體觀測效率的提升[2]。

1.2.3 操作便捷性高

基于GPS技術開展的測量工作的自動化程度通常較高，因此，所實施的相關操作普遍可展現出優良的便捷性及簡單性特點。具體而言，通常情況下，測量人員在實際觀測的過程中，僅需要進行幾項簡單的操作，便可以完成相應測量任務，需要操作的內容包括：采集氣象數據并對其加以有效記錄，隨后安裝好各儀器的開關，測量儀器高度，檢查儀器，以確保其在測量過程中可以正常運轉。在觀測結束以后，相應測量人員也僅需要實施一些簡單的收尾工作便可以完成對數據的采集。對GPS技術的應用，可促使各環節工作便捷性提升，有助于提升測量工作的整體效率，且有利于降低測量的復雜性以及基于操作失誤引發各種問題出現的可能性，有助于推進工程測量的自動化發展進程。

1.2.4 全天候作業

GPS系統屬于多衛星分布系統的一種，可以對全球的各個角落實施有效覆蓋，所以，在具體利用GPS技術實施測量操作的過程中，無需考慮工作區域、時間以及天氣可能造成的影響，但也需要盡可能的防止在雷雨天氣下實施觀測操作。通過有效應用GPS技術的方式，可以實現全天候不間斷作業，可對觀測對象進行實時觀測，有助于確保觀測的連續性。現如今，GPS技術已經較為廣泛的應用于隧道建設及石油開采等領域中，對促進相關工作的實效性提升均起到了促進作用。

1.2.5 測站間無需通視

以往在進行工程測量的過程中，測站間的通視問題難以避免，通常情況下，通視會導致測量的準確性大幅度降低，進而影響測量工作的效率。但在應用GPS技術的過程中，卻無需進行測站間的通視，究其原因，GPS系統會基于相應需求針對測站實施定位操作，如此一來，便有效解決了測站間的通視問題，有助于更好的確保測量數據的準確性，有利于提升測量工作的便捷性及整體效率。

2 GPS測量技術及其在工程測量中的應用

2.1 常用方式

第一，常規靜態測量。這種測量方法具體指的是通過兩端安裝了一條或者多條基線兩臺或多臺GPS接受機進行測量的一種方法。通過對該方法的有效應用，可對至少4顆的衛星實施同步觀測操作，同時，在每個時段中，可依照測量的等級及基線的長度，實施45min以上的觀測操作。據相關實踐表明，該方法可在國家乃至全球級大地控制網體系的建立過程中發揮出較高的實效性，有助于確保相應的工程測量操作具有更為可靠、安全的數據信息作為支撐[3]。

第二，準動態測量。此類方式和快速靜態測量法較為相似，均需在已掌握的測站中設置一臺GPS接收機，并將其作為基準站，以實現對全部可見衛星的連續跟蹤。就工程測量而言，經由有效應用該方法的方式，可提前了解到現場施工的實際情況以及可能存在的隱患性問題，有助于相應施工人員及時的采取科學措施，解決問題，控制工程建設質量。

2.2 促進測量控制質量的提升

在具體利用GPS技術實施工程測量操作的過程中，應注重優先對有關的各種工程項目信息實施全面、有效的了解和分析，以為具體測量方式的擇選提供依據。現如今，在工程測量的過程中應用較為廣泛的GPS測量技術包括靜態測量以及動態測量兩種，就規模較大的建筑而言，在對其實施控制測量操作時，通常會選用靜態測量技術，究其原因，橋梁、隧道等大性工程項目對控制點分布普遍具有極高的要求，且要求各控制點的精密性均可以達到所規定要求。就公路等小規模工程項目來講，在針對其實施控制測量的過程中，多會應用動態測量技術，究其原因，此類工程項目對測量的要求相對較低，即使測量過程中產生些許定位精度的波動，大多也不會對整體的工程建設造成嚴重影響。

控制測量操作實施的過程中，相應技術人員在測定觀測位置及時間時，也需要應用到GPS技術[4]。具體而言，第一，對GPS技術的應用主要指的為，經由合理應用衛星的方式實施圖形的探測操作，隨后，通過一定的計算獲取到最后的結果。但同時，可對該結果產生影響的因素較多，包括大氣折射等，基于這種因素的影響，可能導致所探測的圖形出現不規則的問題。所以，各技術人員在具體開展控制測量操作的過程中，應注重對相關的各種影響因素加以充分考量，以挑選出最適宜的觀測時間開展具體的測量操作，有助于確保測量結果的準確性。第二，技術人員也應深入的了解和分析各觀測位置可能對測量結果產生的影響，基于對CPS技術基本原理的有效掌握，對測量的位置實施合理、科學的擇選，有助于確保測量結果的準確性。

2.3 測繪虛擬現實

在工程測量過程中利用GPS技術的重要環節之一便為利用虛擬現實技術實施的繪制操作，不僅有助于大幅度降低相應測量人員的實際工作壓力，也有利于促進工程測量工作整體效率及質量的提升。具體而言，在具體實施繪制操作的過程中，相應技術人員利用GPS技術便可以將個別區域中的實際影像直接展現出來，打破了傳統繪制操作的局限性。如此一來，在針對一些地勢險峻的區域實施測量操作的過程中，便可以更為直觀的了解到相應測繪地區的真實情況，不僅有助于更好地維護測量人員的生命安全，也有利于促進測量實效性的提升。但同時，針對一些測量人員可以輕易進入的工程區域，便無需特別應用GPS技術了。

2.4 繪制大比例尺地圖

在對多數工程項目實施具體的施工操作以前，都需要將相應施工區域的地圖繪制出來。地形圖繪制工作具有的復雜性相對較高，究其原因，不同區域的地理分布情況不同，在繪制地形圖時通常需要對相應區域的實際情況進行有效的了解和分析。基于傳統模式的大比例地圖測定操作十分繁瑣，通常需要花費大量的時間，且無法有效確保測量結果的準確性。而經由對GPS技術的應用，技術人員利用移動終端便可以準確的了解相應區域的地形信息，在具體的測量過程中，也只需要花費幾分鐘的時間尋找個別位置及關鍵點，再通過將各點加以結合的方式，便可以全面的了解到相應區域詳細的地形信息，經由了解和分析各點屬性及特征的方式，便可以掌握到十分完整的數據信息，通過將所掌握的各種信息整合到一起的方式，技術人員便可以繪制出具備較高還原度的地形圖[5]。

2.5 測定施工水準點

就建筑工程來講，施工水準點測定工作的實效性高低可對其整體質量起到十分重要的影響。在現如今應用的工程測量體系中，沿襲傳統方式開展測量操作，通常需要將布設水準點的間距控制在100米到500米之間，如此一來，極易導致相應的測量結果出現較大誤差，進而對后期各環節工程建設操作的順利開展造成不良影響。在該環節中對GPS技術的使用具體指的為利用有效的新型科學技術，促使水準點測量的準確性大幅度提升，使得針對各水準點間距實施的計算操作可以發揮出較高的實效性。經由有效應用GPS技術的方式，有助于更好地確保施工水準點的測定準確性，有利于保證后期各環節工程建設操作順利的開展和進行。

在實際進行觀測點擇選操作的過程中，技術人員應對如下幾個方面的影響提起較高重視：第一，選擇觀測點的過程中，應確保GPS信號接受設備布設的區域相對開闊，且上方不存在遮擋物，嚴禁隨意進行觀測點的選擇。第二，存在于觀測點周邊的電氣設備功率應保持在所規定范圍內，嚴禁在高壓線周邊設置觀測點，有助于防止電磁信號干擾觀測操作。第三，在獲取觀測信息的過程中，應注重將各存在差異的數據信息仔細的標記出來，并可以在平面上準確的進行點位設置操作，有助于更好的確保數據信息的完整性及規范性，有利于后期的計算及設計操作更為順利的開展和實施。

3 結語

工程測量對系統數據處理效率及數據的精準性要求較高，具有較高的綜合性，針對以往一些測量技術的應用，雖然可確保全面的采集數據信息，但卻無法實現對數據信息的高效計算機篩選，進而無法保證工程設計及建設質量。而通過有效應用GPS測量技術的方式，不僅可以使得工程測繪的整體水平大幅度提升，也可以實現對數據信息的良好保護，有助于提升相應企業的整體工作效率。

參考文獻

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[3] 李萌萌，陳為公，岳麗宏，等.基于COWA的高校工程測量實驗室安全管理灰色聚類評價[J].青島理工大學學報，2018，39（06）：116-121.

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[5] 殷飛，崔德芹，張瑞.基于CDIO理念的非測繪專業“工程測量”教學改革研究[J].教育現代化，2018，5（49）：124-126.