基于大地測量中的GPS技術的應用探析

李海濤

現如今，人們在進行大地測量時，其測量范圍已經從地面發展至空中。在這種情況下，依靠傳統的測量技術顯然無法滿足實際的測量需求。隨著GPS 技術快速發展，被人們應用到大地測量當中，有效填補了相關技術空缺，為大地測量數量的準確性和可靠性提供了強有力的技術支持。但是，要想在現有水平的基礎上，再進一步提高其測量精度，則有必要針對GPS 技術在大地測量中的應用方法及相關技術要求進行更加深入細致的研究。

1 GPS 技術在測量方面的應用原理

GPS 技術也被稱之為全球衛星定位系統。該項技術憑借其多元化的功能，在多個行業和領域內都表現出較高的應用價值，為人們的日常生活和社會生產、經濟建設都帶來了極大的便利。在位置及空間測量方面，GPS 技術發揮著其他技術無可替代的重要作用，其技術原理為：在衛星導航系統的幫助之下，測量人員可借助相關硬件設施和軟件系統針對某一空間位置進行觀測，同時對觀測對象等進行精準測量和實時記錄，從而滿足各項測量工作需要。在應用GPS 技術時，需要測量人員事先準備好多臺信息接收設備，并且將兩臺儀器相互配對，為接下來的測量工作做好準確；此后，測量人員需要布設一些測量點，使之形成一個網狀結構。這種結構可以有效提高測量精度，確保測量數據的準確性及可靠性；另外，GPS 測量技術還具備較高的通視性，從而幫助測量人員實時掌握測量對象的動態信息。伴隨著信息技術和其它科學技術的快速發展，GPS技術的應用范圍已經實現了更大的突破，通過與其它先進的技術相互融合，再通過計算機軟件對測量數據進行精準分析，可最大限度地提高測量精度。

2 大地測量中GPS 技術的應用特點

在大地測量中應用GPS 技術，主要表現出以下特點：其一，測量布點靈活方便。測量布點是大地測量中必不可少的重要內容，在進行測量布點時，只要確保測量地點上空具有一個比較開闊的視野即可，沒有過多的約束條件，這一特點非常有利于提高測量設計和控制網選點。其二，適應性強。GPS技術對環境要求比較低，即使地形比較復雜、偏遠地區、惡劣天氣環境下，甚至在孤島上都可以順利開展測量工作。而且整個測量過程具有很強的抗干擾性，即使存在一些干擾因素，依然能夠確保測量結果的精確性。其三，定位精確度高。GPS 技術可以直接接收到衛星信號，并且得到準確可靠的測量點三維定位信息。不僅如此，還可以根據用戶的不同需求，對測量精度進行調整；其四，操作便捷。在進行大地測量時，工作人員只需要將儀器安裝好并開機，并且在測量完成后進行一些監視工作即可。其它工作都可以通過儀器自動完成，整個測量過程非常簡單便捷。

3 大地測量中GPS 技術的應用方法

3.1 繪制地形圖

近些年來，大地測量的范圍得到了大幅提升，而且對于測量精確度的要求也越來越高。通過GPS技術在大地測量中的應用，不但幫助測量人員順利完成測量任務，還有效節省了測量費用和測量時間。在大地測量的前期準備階段，需要完成一項重要的準備工作，那就是需要繪制一幅大比例的地形圖。在傳統測量技術中，大多通過人工方式進行繪制。由于這一環節工作量過大，人工繪制的效率極其低下，不但工作進度緩慢，更難以保證測量數據的精準性和有效性。通過GPS 技術在大地測量中的應用，雖然同樣繪制地形圖，而且需要加大繪制比例，以便于為大地測量提供足夠充足的參數對照，但是，繪制人員卻可以利用計算機系統和專業化軟件進行大比例地形圖的繪制，并且針對地形圖中的信息數據進行綜合處理，從而提高了工作效率完成質量。

3.2 斷面放樣

GPS 技術可以突破諸多阻礙開展測量工作，例如山丘、林木和公路都可以成為其測量對象，并且獲得精準的測量結果。在針對公路進行測量時，需要涉及到對公路的縱斷面、橫斷面和中線等部位進行放樣，這也是大地測量中一個非常重要的環節。但是，對于GPS 技術而言，這只是它的基本功能之一。測量人員在應用GPS 技術對公路中線進行放樣時，只需要將公路中樁點坐標輸入到GPS 系統的電子手冊當中，計算機信息系統即可快速鎖定放樣點的位置，并且對其進行自動計算；在進行縱斷面放樣時，同樣是在電子手冊當中輸入放樣數據，由計算機系統生成詳細的施工文件并且自動保存，以便于隨時為現場放樣測量提供參照依據。在對橫斷面進行放樣時，需要先確定橫斷面的填、挖形式，然后再將相關數據輸入到GPS 電子手冊當中，由計算機系統生成放樣文件并進行儲存。

3.3 工程計算

在大地測量中應用GPS 技術，還可以完成工程測量、計算等一系列復雜的工作。其中，最具代表性的就是對土石方數量的計算以及對橋梁結構的放樣。在針對土石方量進行計算時，通過GPS 系統和地面公路線即可自動計算出精確的土石方總量。這樣一來，不但幫助工程人員節省了計算的時間，更為重要的是避免了資源和資金上的浪費，提高了資源的有效利用率，降低了建設成本；此外，在大跨度橋梁工程中，同樣可以利用GPS 技術完成大地測量工作。但是，由于測量工作需要在江面上進行，時常會遇到霧氣較重的情況。一旦遇到此類情況，在針對橋梁結構進行放樣之前，需要借助空間三點的后方距離交會原理對測量對象進行準確定位，確保用于測量的平面坐標具有較高的精準度，之后再開展相應的測量工作；在橋梁工程中應用GPS 技術，可以有效彌補傳統測量技術中的不足，獲得較高的橋梁控制網精度，從而促進工程測量整體效率的大幅提升。

4 大地測量中GPS 技術的應用要求

要想充分發揮出GPS 技術在大地測量中的技術優勢，最大限度的提高測量效率和測量精度，就必須嚴格按照其技術規范和應用要求進行操作。例如在應用GPS 技術的過程中，如果定位系統網絡的覆蓋范圍較小，就會直接影響到測量精度。這就需要對GPS 網絡結構進行優化，著重針對網絡結構中的缺陷問題進行修正與調整，為GPS 測量精度提供充足的保障。當GPS 網絡覆蓋范圍擴大完畢后，并且選擇完觀測點以后，測量人員可以根據實際的測量需求對其進行網絡加密，或者建立起分層網絡，這樣可以有效減少人為因素或城市建筑對GPS 信號的干擾，進一步保證GPS 測量精度。要想對GPS 技術進行完善，不僅要擴大原有的GPS 網絡范圍，還要在這個過程當中對已有網絡進行檢測，使之成為一個多級網絡。通過不同級別GPS 網絡的應用，可以有效保證大地測量精度。但是需要注意的是，在對已有的GPS 網絡進行檢測時，無法根據城市的發展特點對其進行測量規劃，但是仍有必要對GPS 網絡的經濟性和網絡建設的有效性加大分析力度，進一步促進GPS 網絡服務水平的提升。對已有的GPS 網絡進行檢測，主要是通過平差處理方法對傳統網絡結構進行升級改造。因此，需要針對各個測量網點進行科學設計，確保升級后的GPS 網絡可以最大限度的滿足測量需求，從而幫助測量人員優質高效的完成測量任務。

5 結語

伴隨著人類文明的發展與進步，人類活動的范圍日益增加。在這種情況下，愈加突顯出大地測量的必要性。但是，只有在取得精準測量數據的前提下，人們才能更加全面的了解地球深層的結構特點和資源儲備情況，為今后的發展作出科學規劃。在大地測量中，通過GPS 技術的應用，代替以往的角尺測量和人工繪圖，使測量結合變得更加精準，工作效率也實現了大幅提升。在今后的發展中，相關技術人員還應該進一步挖掘GPS 技術的應用價值，不斷提高其測量精度，為人類做出更大的貢獻。