試論GPS測繪技術在測繪工程中的應用

陳偉棟

摘要：現階段，隨著社會的發展，我國的科學技術的發展也有了很大的提高。GPS就是全球定位系統，它主要由衛星接收裝置和通訊衛星兩個部分組成，大多數人都只知道它可以用來定位和導航，而不知道正是它促進了全球各個不同領域的工程測繪工作的順利開展。GPS是基于衛星的精確定位系統進行工作的，用戶可以利用它得到自己所需的精確數據，GPS測繪技術是現代高科技與傳統的工程測繪方法相結合的產物，它功能強大，且可操作性比較強。通過研究者不斷的實踐研究與改進，這項技術的測繪功能不斷增加，精確度也變得更加準確。

關鍵詞：GPS測繪技術;測繪工程;應用

傳統的測繪技術有很大的缺陷，隨著GPS測繪技術的開發與應用，并在信息科技時代下不斷地發展完善，GPS測繪技術已經克服了傳統測繪技術測繪精確度低、需通視全程、耗時高、效率低、操作復雜等特點。現如今GPS測繪技術廣泛應用于測繪工程中，在一定程度上保障了工程質量，使得GPS測繪技術有很大的發展前景。本文主要闡述了GPS技術的工作原理以及它相比于傳統測繪技術的優勢，并探究了GPS測繪技術在測繪工程中的應用研究。

一、GPS測繪技術的系統組成、基本原理和技術優勢

（一）GPS系統組成

GPS系統主要由以下三部分組成：衛星星座（空間部分）、地面監測系統（地面部分）和GPS接收機（用戶設備部分）。根據測繪工程要求選擇某一位置設定信號接收裝置，這樣一來地上信號接收裝置就會接收到來自GPS衛星系統的數據信息，并且信號接收裝置會處理所得信息，分析不同地區信息和位置，獲得詳細的地理坐標系信息。

（二）GPS系統的衛星定位原理

單點定位：單點定位也稱作絕對定位。單點定位指的是在一個待測點上，通過應用一臺接收機跟蹤GPS衛星，對待測點的地心坐標進行測定。因為很多用戶只單純的了解C/A碼（粗碼），但是不熟悉P碼（精確碼），使得導航電文測量的衛星位置存在一定的誤差。同時由于空氣會影響電波的傳播，使得測量結果出現誤差，所以，單點定位法的精度相對較低，通常是30m左右。此種方式的定位精度無法滿足工程測量的需求，不過在飛機導航、船舶航行等領域應用較為普遍。相對定位：相對定位指的是利用測量衛星將電波傳輸到兩臺接收機，會出現時間差，從而實現待測點的定位。通過兩臺同一型號的接收機對相同的4顆衛星信號進行實時跟蹤，合成處理兩臺接收機接收的電波，這樣就能計算出兩臺接收機之間的相對位置，此時只要給定一個接收機位置就能計算出另一個站點坐標。若是兩臺接收機坐標距離在10公里以內，因為兩臺接收機同時觀測同一個衛星時產生的衛星星歷誤差、時鐘誤差和電波空氣傳播誤差大體相同，所以，在進行相對定位時，就能夠有效抵消（或削弱）上述誤差的影響，提升定位精度。通常情況下，相對定位精度±（5mm+1ppm.D）。這種測量定位方式主要在大地測量以及工程測量中使用。相對定位方法確定一個點大概觀測時間為0.5h～1h。差分定位：差分定位指的是在定位過程中使用2臺以上的GPS接收機，把其中一臺接收機安裝在地面已知坐標點位置上作為基準點，剩余的接收機安裝在待測電商。所有的接收機在同一時間實施單點定位，按照基準站測量所得坐標以及已知的坐標就能計算得出定位結構的位置差分或者是偽距差分。

（三）GPS測繪技術的優點

精確度高：和傳統測繪技術相比，GPS測繪技術具有良好的準確性以及精度。GPS測繪技術直接和衛星相連接，因此可以直接獲得點的三維坐標位置。并且，很多傳統測繪技術由于條件限制而不能完成的測繪任務都可以經由GPS技術快速、準確的完成。從總體來說，在測繪工程領域，GPS測繪技術屬于現代測繪技術的一個高峰，這是很多傳統測繪技術不能達到的。節省測量時間，提高測量效率：傳統測繪技術往往需要較長的時間，同時對人力、物力具有較大的需求，隨著現代化科學技術的日趨成熟，測繪技術的相關軟件得到了很大程度的改進，能夠有效的提升測繪工作效率，節約測繪時間。在應用GPS測繪技術時，應用改進的軟件對收集的信息進行計算和整理，行之有效的節約了測量時間，提升了測量效率，減少了人力、物力的浪費。

二、GPS技術在工程測繪中的具體應用

GPS測繪技術運用的領域很多，水電站、大壩等工程都離不開工程測繪，GPS測繪技術不僅不可以為工程師提供地理位置數據，還可以提供各種施工地點的磁場分析，目前主要運用GPS測繪技術的領域還是市政交通效率鋪設領域。在城市交通線路的建設中，它被用于交通線路的縱橫斷面的測繪，根據測量的數據設定交通線建設坐標，然后開始中樁放樣的工作，之后的抄平工作則利用水準儀進行。在城際或者國際高速公路等的建設中，除了提供各種地理坐標以外，還可以為工程師進行施工環境的分析提供參考數據。

（一）GPS測繪技術的外業測繪

在室外的測繪工作中，GPS定位儀器的選擇點很重要，選擇點直接影響觀測數據的精確值。所以，在進行測繪工作之前必須要花一定的時間和精力去做好選擇點的工作，為了確保選擇點的準確性，工作人員要事先進行實地考察，檢查坐標系統是否完好，然后再經過對比分析確定一個最為合適的選擇點，同時要考慮選擇點所在的外部環境條件，比如風向、風力等。如果選擇點所在位置處于風口，那在安裝坐標系統時要注意固定坐標架，考慮到三角形的穩定性，可以將坐標系統設置為三角形來抵抗外部的壓力。

（二）GPS測繪系統布網工作

GPS測繪系統的布網工作有以下常規的程序：比較蜿蜒盤旋的盤山公路等工程的實施過程中，一般情況下要將測繪系統的各個選擇點連成三角形，因為在測繪設計時考慮到了三角形具有穩定性的數學原理，當然，在遇到所需測繪地域面積過大、選擇點較多的情況時，采用邊連式和網連式兩種連接方法都是可行的，通過將各個選擇點連接成幾何形狀的方法很大程度上有利于測繪數據的精準。以上介紹的是GPS測繪技術在測繪工程中比較常見、也比較實用的方法。除了這些還有很多其他的方法，工程師們將其運用到各種交通線路鋪設工程中，發揮它高效率、高精準度的特點為測繪工作帶來了許多便利，促使整個建設工程順利進行。

（三）高程測量

在測繪工程測量工作當中，高程的測量是一個較為重要的測量工作內容。在一定程度上，高程的測量往往關系著水利水電類工程對應工程量推算及計算的精準性，直接影響著測繪工程造價預算及安全性等各項問題。那么，在實際的測繪工程測量工作當中，通過GPS該項測量技術，就能夠實現高精準度地高程測量，可直接將地面點大地的實際高度精準度測量出來，并將GPS測量點大地的高與標準高之間的差異，準確地計算出來，而后采用曲面擬合或者平面擬合法實施高程的擬合。那么，通過GPS該項測量技術有效性地運用，能夠最大限度地提高測繪工程總體測量工作的精準度，為其后期的施工建設提供完備地、精準地數據資料。

三、結語：

在當今的GPS測繪技術中，GPS測繪不僅可以將位置以坐標點的形式展現給使用者，還可以將測繪的時間、地點、速度等信息傳遞給使用者，進一步擴大了使用者對測繪信息的認識面。另外，GPS測繪技術還廣泛應用于導航領域中，現在電子版地圖幾乎已經替代了紙質版地圖，人們只需要一只裝有導航系統的手機就可以自動規劃最優路線，對人們的生產、生活起到了很大的作用。最后，GPS測繪技術還應用于海洋測量、航空攝影測量等領域，GPS技術對人們的生活產生了積極的作用，但是它的發展歷程還需要隨著時代的變化不斷地發展。

參考文獻：

[1]劉靜.GPS測繪技術在工程測繪中的應用研究[J].工程建設與設計，2018（14）：248-249.

[2]吳敏東.GPS測繪技術在工程測繪中的應用研究[J].綠色環保建材，2018（8）：227+230.