淺談GPS技術在工程測量中的應用

徐城輝

摘要：隨著經濟的快速發展，帶動著科學技術的進步，GPS技術的出現和應用，無疑是推動著工程測量的發展。以下內容則是關于GPS的定義以及發展現狀進行分析，隨后闡述了GPS技術在工程測量中的應用，最終提出了GPS技術與與傳統測量方式的結合方案。

關鍵詞：科學技術;GPS;工程測量;測量方法RTK

一、GPS簡介及GPS技術發展現狀

GPS的全稱是全球定位系統，產自于二十世紀七十年代的美國，起初是作為美國軍方的一種衛星導航系統，隨著相關技術的不斷成熟，二十年后的系統建設達到了第二代衛星導航與定位的目標，并且在全球范圍內實現覆蓋的范圍高達百分之九十八。關于GPS系統的組成，主要包括以下三點內容：第一是系統的衛星空間星座，其對應著是GPS的系統外部空間部分;第二是地面控制系統，主要是對系統的信息進行實時監測，對應著的地面控制部分;第三是信息接收系統，系統中的信息幾經周折最終抵達該系統當中，主要對應著大多數的用戶設備。GPS技術本身是一種測量技術，并且是獨立存在的系統，其與傳統測量技術比較起來，優勢較為明顯，主要包括了功能多樣化、準確性高、觀測效率高、有效建立三維坐標、測量操作難度系數較低以及不受任何環境因素的影響等。在GPS技術為出現之前，工程測量工作的技術方面收到了一定的限制，由于傳統的測量技術的弊端，出現了不少問題，但是GPS技術的出現就明顯改善了這些問題，并且充分發揮出其自身的優勢。

二、GPS系統由以下三個部分組成

2.1空間星座

首先對衛星空間星座進行介紹，衛星空間星座由工作衛星和正在在軌道上運行的備用衛星組成，其中工作衛星占有二十一顆，備用衛星占有三顆，它們在運行的過程中，總共分成六組進行工作，平均每組占有四顆衛星，并且這六組衛星都會在成六十度的軌道平面上運行，工作周期為十二個小時。因此，在地球上的任何地方或者區域，都可以隨時觀測到四顆GPS系統的衛星。衛星的空間星座所對應的空間部分，主要的工作就是對目標進行勘測，并且實時對信號數據進行接收，隨后再講所接收到的各項數據進行實質性的轉化，最終形成地面監控系統和用戶設備所能接受的信號，因此，衛星的全球定位和控制得以實現。

2.2地面監控系統

其次是GPS的地面監控系統，主要分為三部分：監測站、主控制站和地面天線。該系統當中的主控制站，建立在美國的科羅拉多州，主要是通過地面放置的天線來接受來自于衛星傳來的信息，隨后主控制站再對這些信息進行處理和計算，最終形成衛星運行可利用的數據，從而起到協調和控制衛星運行的作用。

2.3 GPS信號接收機

最后就是GPS的信號接收系統，它主要連接的是用戶設備，通過對GPS衛星進行搜索，從而根據衛星所提供的信號源進行追蹤，再講所接收到的信號進行轉化和處理，通過計算求出該接收機所在的具體地理位置，主要包括經度、緯度和高度三方面內容。

三、工程測量的特點與需求

所謂工程測量工作，主要是在工程建設的過程中，運用各項技術對工程進行必要的測繪工作，該項工作對于工程建設來說尤為關鍵，特別是對于工程開工之前的勘測設計環節、工程建設過程中、完成工程建筑工作之后還有管理關節都是不可或缺的一項工作。在工程測量的過程中，可以根據測量對象的不同分為多種類型，其中包括建筑工程測量、水利工程測量、海洋工程測量等等。除此之外，工程測量的需求還重點體現在國防建設和國民經濟建設方面。雖然工程測量的工作只是為工程提供必要的數據和圖紙，但是其價值是不可估量的，沒有工程測量的工作，那么該工程的建設工作就無法有效的開展。工程在完成之后，也是需要進行測量的，通過工程測量可以判斷出該項工程的安全指標，能夠有效的規避一些安全問題，畢竟工程建設牽扯到大部分民眾的生命財產安全，所以就更加容易的體現出工程測量工作的重要性。對此，要嚴格要求工程測量的工作質量，保障所測量數據的準確性，簡化操作的同時要盡量的控制觀測時間，必要時可做到實時監控。

四、GPS技術在工程測量中的應用

GPS技術的應用，在一定程度上限制了其他技術的發展，也就是說GPS技術能夠有效的發揮出其自身優勢，并且在工程測量中起到無法替代的作用。GPS技術的優越性在某些大型工程當中可以明顯的體現出來，比如說鐵路、水壩等工程，任何細節都不能出現問題，也就是說需要在工程實施之前就應該有效的掌握全局的情況，所以，傳統的測量技術面對如此浩大的工程量是無法做到全面的勘察，GPS技術的應用就可以有效的彌補上述問題，GPS技術應用起來比較靈活，可以根據實際的現場情況構建出三維數據，為后面要進行的勘探提供了便利的條件。

GPS技術還具備一定的適應性的特點，打破了常規的局限性，主要在測設方格網的過程中體現出來。傳統的測量方式，基站之間需要進行相互的通信，所以需要面臨更多的操作步驟，然后GPS技術所應用的基站不需要進行通信，所以大大簡化了操作過程，同時也有效的減少了成本費用的支出。特別注意的是，在此過程中運用到的GPS技術有一定的要求，因為其自身的特點，所有受電磁波干擾的情況時有發生，所以進行點位選擇時，要盡可能的挑選事業開闊的地方，避免周圍存在金屬物，方便快速到達該點位。

五、GPS技術與傳統測量方式的結合

就現階段的GPS技術的應用水平而言，仍存在部分缺陷，在工程測量的過程中也容易暴露出一些問題，比如說部分地區的GPS衛星信號覆蓋不到，這樣就會影響GPS技術優勢的凸顯。對此，需要相關技術人員要根據實際情況和相關數據進行分析，必要時可采用解析法和圖解法等方式來對各項設備進行細節測量，同時結合GPS技術的優勢來實現工程測量。

在進行GPS技術定位和控制之前，需要通過相關的公式對接收器和GPS之間距離進行計算，其原理是電磁波的直線傳播。但是在電磁波傳播的過程中，由于不均勻介質的影響，計算出來的數值并不可以直接拿來運用，只是平均數值，可以用來作參考，所以需要用到傳統測量方式來對缺陷進行彌補。

六、結束語

綜上所述，雖然GPS技術功能多樣化以及準確度高等優勢，但是也存在一定的不足，需要巧妙的運用傳統測量方式來對GPS技術測量過程中出現的不足進行彌補，兩者有效的結合才能夠更好的實現工程的測量工作。

參考文獻：

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