GPS 測量技術在工程測量中的應用

侯麗霞

（山西水利職業技術學院 山西 太原 030032）

0 引言

工程測量是一系列工程建設的首要環節和先行環節，工程測量所獲取的數據資料能夠為工程的規劃與建設提供重要的基礎依據和指導，因此，保障工程測量工作的精度與結果的準確度就顯得尤為重要，而在現階段實際的工程測量工作中，GPS 技術的應用已較為普遍，GPS 技術有效地推動了工程測量技術的發展，促進工程測量技術的現代化、智能化水平的提升，進一步加強對GPS 技術應用的研究也成為現代工程測量技術發展的必然要求[1]。本文就GPS 測量技術在工程測量中的應用進行相應的論述與分析，旨在提高工程測量水平。

1 GPS測量技術的概念與特點

1.1 GPS 測量技術的概念

GPS 測量技術的基礎是人造地球衛星，借助衛星本身進行信息數據的傳遞工作，以此來實現對某個點位的精準測量，并實現高效數據管理，以此來為相應的工作內容提供精準的信息內容。通常情況下，在交通行業、測量行業、工程管理行業都會選用到GPS 技術來開展精密化工程，利用該技術的特性來提高監測質量，這樣不但能夠滿足全天候的需求，在實時性以及實用性層面也能夠得到有效保障。本文主要是從工程測量行業來對GPS 測量技術應用進行深入分析，敘述該技術對工程施工所產生的影響與作用，以此來加深國民對于GPS 測量技術的認知水平[1]。

1.2 GPS 測量技術的特點

（1）簡便性。在開展GPS 測量技術的應用過程中，由于該技術本身在自動化特性上較為明顯，并且能夠進行智能化系統的操作與管理，這樣不但能夠有效提高操作質量，在應用效果方面也能夠得到有效保障。在進行技術應用的過程中，工作人員只需要利用所獲取到的空間信息便能夠對未知點進行搜尋與記錄，或者是通過輸入相應的位置來獲取較為完善的測量信息，為后續的工程施工奠定良好的理論基礎[2]。

（2）精準性。作為信息化技術的特色內容，GPS 完美地繼承了精準性的優點，通過動態化的操作內容，能夠打破傳統測量技術中的空間與時間特性，操作相關設備便能夠在短時間內獲取到較為完善的高程信息以及地理坐標內容，而這要歸功于人造地球衛星，通過對衛星的應用，能夠有效提高數據的真實性與實時性，所花費的時間較低，在成本管控上也能夠實現有效保障。

（3）無通視性。與傳統檢測技術相比，GPS 測量技術并不會對測站產生過于明顯的依賴性，自然不會受到通視所產生的不利影響，通常情況下，在開展測量工作的過程中，往往需要利用電磁波信號來開展相應的工作，這樣不但能夠有效降低光學信號所產生的干擾與不利影響，還能夠同時對多個測量目標開展相應的測量工作，可有效提高工作效率。

（4）實時性。與傳統測量手段相比，GPS 技術在實時性上具有較為明顯的優勢，工作人員在開展測量的過程中，不會在受到外界因素的干擾，信息傳輸效率得到有效提升的同時，還能夠確保信息數據的精準性能夠得到保障。傳統的測量技術對于時間以及天氣的需求相對較高，一旦環境無法滿足相關標準，便會產生較為明顯的誤差情況，不但會導致整個測量精度大幅度下降，同時也會對后續的工作內容產生不利的影響。而GPS 技術的存在便能夠有效擺脫這方面的桎梏，通過信息化技術與裝置來開展測量，既不會對工程的進度產生不利影響，同時還能夠有效降低工程成本支出，以此來提高檢測質量的高效性。

2 GPS測量技術分類

2.1 GPS 定位技術

GPS 定位技術是GPS 技術中的重要組成部分，其工作原理是利用衛星來開展定位工作，通過對空間站的利用來對所獲取到的信息開展回收作業，從而提高定位數據的精準性與可靠性[3]。在進行使用的過程中，可以將該技術與設備進行有效連接，這樣不但能夠有效提高測量工作的精準性，同時還能夠通過動態化系統形式來實現數據的有效管理，并在短時間內完成數據圖形處理工作，這對施工單位的項目建設有著極為重要的作用。GPS 測量觀測要求見表1。

表1 GPS 測量觀測要求

2.2 GPS 外業測繪

外業測繪是測量技術的重要分支，在進行測量工作的過程中，需要結合實際情況進行測繪形式的選擇，并以此為基礎開展測繪工作，所獲取的數據信息關系到后續的工程施工與質量。

傳統的測繪技術主要是利用人工定位的手段，這種技術內容本身會產生較為明顯的誤差問題，無法對數據開展精準化管理與控制[4]。為了避免在施工過程中出現數據問題，工作人員在進行外業測繪的過程中，應當先對整個地區進行信息層面的定位工作，在確保工程測繪質量不受影響的前提下，通過無線技術來進行操作，這樣不但能夠有效提高數據的精準性，還能夠滿足施工單位的成本管理需求。

2.3 GPS 布網

GPS 布網技術作為信息化技術的衍生模式，能夠實現網絡數據的整體化管理，不但在形式層面具有極高的管理性與全面性，在效果上也能夠達到預期標準。在進行實際應用的過程中，GPS 布網技術是利用點與點的關系來進行圖形轉變，并同步性完成三維模型的構建，這樣不但能夠有效提高數據采集處理的直觀性，在檢測精度方面也能夠實現有效保障。同時，通過對GPS 布網技術的應用，還能夠滿足施工單位的成本管理需求，確保后續工作能夠得到有效開展。

3 GPS測量技術在工程測量領域的應用

3.1 GPS 測量技術的外業操作

3.1.1 選點的要求

由于GPS測量技術本身需要滿足相對靜止的定位需求，因而在對系統進行操作的過程中，應當將觀測點的數量控制在兩個以上，這樣不但能夠有效提高數據的精準性，在可靠性上也能夠得到有效保障。

對于施工單位而言，在開展選點工作的過程中，先要對測量裝置當前所處的位置進行確定，只有位置正確時才能夠確保后續工作能夠順利開展。倘若是在室外空間開展GPS 技術的應用，有關設備的上部結構15 度之內都不能夠出現物體，以此來避免設備的信息傳輸與接收工作無法順利開展，導致GPS 的工作效率受到不利影響。由于設備的點位關系到整個測量工作的最終質量，因而在進行工程點的選用過程中，需要以主要測量點為主，在設備的放置方面也要嚴格遵守相關標準，這樣不但能夠有效提高測量工作的連通性，在測量結果的精準性上也能夠得到有效保障[5]。

從工作原理上，電磁波信號可以說是GPS 測量技術的重要內容，在進行測量的過程中，倘若區域環境內存在大功率電器，很容易會導致測量工作無法順利開展，所檢測的數據精準性也無法得到有效保障，導致后續工作無法順利開展。同時，施工單位還要對輸電系統以及變電站結構的位置進行觀測，倘若這種電壓裝置同樣處于GPS 的作用范圍，也會對最終的測量信號與精度造成不利影響，正因如此，工作人員在進行測量工作的過程中，應當加強對環境的重視程度，降低因高強度電磁輻射所產生的干擾問題與不利影響。

3.1.2 靜態GPS 相對定位

對于靜態相對技術而言，在進行結構構建時，一般會選用兩臺或者更多的接收器進行信號管理工作，這樣不但能夠有效提高數據控制的精準性，在位置管理質量上也能夠得到保障。在進行工程測量管理的過程中，當數據的精準性與可靠性受到影響時，很容易會導致后續工作無法順利完成，對于GPS 技術而言，當其被應用到高速公路工程施工中，有關精度的要求便會極為嚴格，不但在距離管控上會面臨較大的問題，控制點的整體數量也會無法滿足測量需求，因而需要工作人員針對實際情況進行控制點的相對處理。倘若使用傳統的測量手段，會導致整個測量工作極為復雜，風險系數提升，在數據精度上也很難得到有效保障。而通過對GPS 技術的應用，不但能夠有效降低這類問題的出現，通過控制網絡來對工程進行高精度管理與定位，所產生的誤差數值符合預期標準，所獲取的圖像信息滿足高清參數，對于后續工作而言也會產生積極有效的影響。

3.1.3 觀測的要求

在開展觀測工作時，工作人員先要對信號接收器也就是天線結構進行有效放置，確保其位置能夠滿足測量需求，而后再利用相關設備開展測量工作。GPS 測量裝置很容易受到外界因素的影響，比如說天氣的變化，因而在進行測量的過程中需要先對氣象情況進行觀察與記錄，在進行數據處理的過程中，利用相應的天氣數據來進行修正，以此來降低外界因素所產生的數據影響，確保數據的精準性與真實性能夠得到有效保障。為了確保數據的可靠性不受影響，施工單位在進行測量的過程中還要加強對測量時間的控制，不應過短，也不能過長，合理的數據監測加上及時的保存處理是提高數據測量質量的重要措施。

3.2 數據處理

通常情況下，在對數據進行處理與分析的過程中，需要遵循相應的流程：（1）利用相關技術獲取完善的信息數據；（2）將數據進行計算機系統的輸入；（3）利用云系統對數據進行預處理工作；（4）通過對基線的計算來對GPS 的數據誤差進行消除；（5）獲得具有真實性與可靠性的計算結果。

在這一過程中，施工單位應當明確數據輸入的過程中是要以人工數據管理為主，先要開展數據分類后，實現信息的篩選，才能夠確保后續的數據不會對計算結果造成較為不利的影響。而后，在進行數據計算與輸入的過程中，還要結合實際情況進行格式化應用，確保整個計算機中所存在的數據都能夠滿足識別要求，在統一性方面能夠得到有效保障，并為后續工作奠定良好的信息技術。為了確保計算結果不會受到外界因素的影響，施工人員還要對數據開展二次篩選處理，并對其格式進行有效調整，將本身誤差數值較為明顯的數據進行剔除處理，以此來確保工程施工能夠順利開展，施工單位的經濟效益也能夠因此得到有效保障。

4 控制測量

通常情況下，工作人員或者相關團隊在開展測量工作時，先要對整個現場實際情況進行分析，明確參數變化是否滿足測量需求，并以此為基礎進行動態測量方式以及靜態測量方式的選定，一般來講，不同環境下所對應的現場實際情況也會產生較為明顯的差異性，不同的測量方法所對應的內容也會出現差別，因而需要工作人員結合實際情況選用較為合理的測量手段。

比如說，當工作人員需要對大型建筑開展測量與管理的過程中，便要選用靜態化的測量手段，結合當前的建筑情況進行控制網的鋪設，確保整個信息網絡的精密性與穩定性能夠滿足相關標準，從而來提高控制測量的整體效率與質量。此外，這類方法還可以應用在隧道施工或者是大型橋梁施工設計過程中，由于這種建筑本身會涉及較長的加工周期，建筑物質量要求較為嚴格，且控制精密性相對嚴格，傳統的測量手段很難滿足工程質量需求，因而需要選用合理的靜態測量方法。當建筑工程對于控制精密性的要求相對較低時，便可以選用GPS 技術來完成相應的動態測量工作，比如說，在進行公路測量與管理的過程中，工作人員便可以通過相關技術來對現場情況進行實時監督與分析，并以此為基礎進行不同數據的獲取，這樣不但能夠有效提高數據的定位精度，同時還能夠為后續工作奠定良好的基礎。倘若在測量工作中所獲得的結果滿足精度要求，工作人員便可以停止所進行的測量內容，工作效率也能夠因此得到有效保障。

5 水準點的測定

從工程測量角度來進行分析，有關水準點的測定工作同樣也是不可或缺的重要內容。施工單位在對其進行測定的過程中，往往需要先對相關數據進行深入考察與計算，倘若在數據考察或者是計算過程中出現任何問題，都會對最終的結果產生不利影響，有關水準點的測定質量也就無法得到有效保障。為了避免類似的情況出現，施工單位在進行水準點測量的過程中，應當依照實際情況進行質量上的調整，選用GPS 測量技術進行信號接收與管理，這樣不但能夠有效提高水準點的精準性，同時還能夠為后續的工程設計與建設帶來積極有效的信息數據。從效果上來看，GPS 測量技術具有信息化的各項特征，提高工程觀測質量的同時，還能夠確保測量結果的精準度不會受到不利影響，通過對該技術的應用，能夠有效節省企業的成本支出，提高工程質量。

6 動態GPS技術在公路工程測量中的應用

公路勘測對于我國高速公路工程施工而言有著極為重要的作用，施工單位在開展相關工作的過程中，需要選用動態GPS 技術來開展相關工作，通過實時性與動態性的定位數段進行內容上的調整。與其他技術相比，該技術本身是以載波相位為主，因而具有較強的數據可靠性。從某種角度來講，GPS 會涉及參考接收裝置，利用無線傳輸裝置來完成衛星的信號接收工作，在這一過程中，相關人員可以利用衛星接收站來完成相應的觀察工作，通過對數據基站的觀察來完成數據控制點的掌握。通過對動態GPS 技術的應用，能夠有效提高數據計算的精準性與可靠性，并利用一維坐標來完成實時性的調整，以此來確保觀測值能夠滿足使用者需求。通過對GPS 技術的應用，能夠極大程度上降低風險因素的干擾，確保整個公路工程測量質量能夠滿足預期標準。不僅如此，GPS 技術本身所具備的動態生成法能夠有效滿足常規狀態下大工程需求，能在施工單位中實現對道路平面的精確控制。采用常規的施工方法，將GPS 技術與生產流程有機地結合起來，可以極大地減少作業成本，提高作業效率。隨著GPS 的發展，GPS 初始化的時間也在不斷縮短，精度也在不斷提高，可靠性也在不斷提高，價格也在不斷提高。在前期的控制與測量中，為施工單位解決復雜問題提供了很大的便利。

7 結語

綜上所述，我國在工程領域正呈現出多樣化的趨勢，人們的生活水平提升，施工單位所面臨的市場壓力也隨之加大，如何實現質量與成本的有效管理成為企業發展的重心所在。為了確保施工單位的經濟效益能夠得到有效提升，則需要選用GPS 技術來降低傳統測量手段所產生的不利影響，提高最終結果的精度以及效率，并為后續工作奠定良好的數據基礎，以此來滿足我國社會對復合型建筑測量所提出的各方面需求。