1、工程测绘中 GPS 测量技术的应用摘要：GPS 全球定位系统测量技术特点主要是：GPS 测量技术测量结果的准确性更高，速度更快，且全天都可以进行，在传统测量的基础上还增加了许多新的功能，与计算机技术相结合使得测量的操作大大的简化，降低了对操作人员专业知识的要求，扩大了其使用的范围和领域。本文探讨了工程测绘中 GPS 测量技术的应用。 关键词：工程测绘；GPS；测量技术；应用 中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号： 随着地球的数字化进程，微电子技术和 GIS 技术获得重大进展，卫星导航、定位的理论已趋成熟，同时各个领域都需要掌握对空间资料的处理和利用的基本技术，GPS 将作为通用设备越
2、来越多地应用于科研和民用领域。 一、GPS 测量技术的特点 1、 高精度的定位 GPS 测量技术在工程测绘中的相对定位精度为 50km 以内，相对定位精度达到 110- 6210- 6，100km 至 500km 的相对定位精确度可以达到 10-7，1000km 以上的相对定位精确度可达到 10-9。在 300m 至1500m 的工程精密定位中，1 小时以上观测的解其平均平面误差小于1mm。GPS 系统在高层建筑的基准传递过程中，其绝对位置平面精度优于+5mm，高程精度优于+8mm。以上数据可以清晰地看出 GPS 测量技术在测量方面的高精度的特点。 2、 应用范围广 GPS 全球定位系统不仅可
3、以应用于测量和导航，而且还能应用于测速和测时。随着 GPS 的技术不断成熟和发展，其应用范围仍在扩大。在工程测绘方面，GPS 测量技术在大地测量、航空摄影测量、工程测量和海洋测绘等领域的应用已日趋成熟。应用于全球或全国高精度的 GPS 控制网测量时，GPS 控制网中的相邻测点的距离可达数千甚至上万公里，极大的扩展了测量的范围。 。 3、操作难度不高 随着 GPS 测量技术的发展，GPS 接收机也不断进步，GPS 测量工具的自动化程度已非常高，在实际测量中仪器操作员只需要能够完成安装仪器、连线、收集气象数据、量取天线高度等工作，当仪器进行测量时会自动完成如捕获卫星、跟踪观测并记录等流程，操作员只
4、需在旁监视仪器工作状态。当测量结束时，操作员仅需关闭电源，收好仪器就可以完成初步测量工作。 4、观测时间短 目前，利用经典的静态相对定位模式，观测 20Km 以内的基线所需观测时间，对于单频接收机在 1h 左右，对于双频接收机仅需 1520min。采用实时动态定位模式，流动站初始化观测 15min 后，并可随时定位，每站观测仅需几秒钟。利用 GPS 技术建立控制网，可缩短观测时间，提高作业效益。 5、观测站之间无需通视 经典测量技术需要保持良好的通视条件，又要保障测量控制网的良好图形结构。而 GPS 测量只要求测站 15以上的空间视野开阔，与卫星保持通视即可，并不需要观测站之间相互通视，因而不
5、再需要建造觇标。这一优点即可大大减少测量工作的经费和时间（一般造标费用约占总经费的 30%50%） 。同时，也使选点工作变得非常灵活，完全可以根据工作的需要来确定点位，可通视也使电位的选择变得更灵活，可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。 不过也应指出，GPS 测量虽然不要求观测站之间相互通视，但为了方便用常规方法联测的需要，在布设 GPS 点时，应该保证至少一个方向通视。 6、全球全天候作业 GPS 卫星较多，且分布均匀，保证了全球地面被连续覆盖，使得在地球上任何地点、任何时候进行项观测工作，通常情况下，除雷雨天气不宜观测，一般不受天气状况的影响。因此，GPS 定位技术的发展是对经典测
6、量技术的一次重大突破。 二、 GPS 测量技术在工程测绘中的应用 1、 控制城市建设中测绘精度 为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市、级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但数据采集时间长，还需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用 RTK 技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。 2、大地测量
7、控制网点测定 目前，GPS 测量技术控制网已经完全取代了用常规测距、测角手段建立的大地控制网，我国的 GPS 测量大地控制网工作于 1991 年开始，它利用 GPS 定位技术重新测量我国基础控制网。因为全国性的大地控制网点之间相距都在数千甚至上万公里，常规的测量工具不能够完成高精度的远控制点的测量，而且测量效率低消耗人力过多。还有一类控制测量是城市 GPS 控制网，与全国性控制网测量相比，城市控制网测量点一般相距几十公里，并且具有精度高、面积大、使用频的特点。常规的测量工具测量精度不均匀、费时费工，而且控制点经常被破坏泯灭，严重影响了测量进度。GPS 测量利用其定位范围广、效率高、精度高等优点
8、很好地解决了以上出现的各种问题，使工程、道路等测量工作实现突破性发展。3、工程变形的监测 工程建设中经常会遇到认为原因或者地壳运动而造成的建筑物位移，称之为工程变形，其变形类型有陆地工程的变形、资源开采地区的地表沉降和围堰大坝的变形等，这类变形通常都会造成巨大的经济损失和人员伤亡。GPS 技术在工程变形监测四个阶段：基准设计、结构强度设计、观测时段设计、监测周期设计中都起到了决定性作用。 4、 GPS 在水下工程中测绘中的应用 海洋资源的开发利用、海岸码头和港口的建设、航道的整治等水下工程都需要精度非常高的地形测绘图，GPS 技术的三维测定技术能够对水下工程的横向和纵向位置进行高精度测定，然后
9、利用计算机进行地形图的绘制。在水下工程纵向方面的测量利用测深仪，根据超声波在水下传播的时间得出水深，与此同时潮位仪还要进行潮位测定，来更正水深和地形的高程。横向位置的测量采用差分 GPS 技术，解决了以前采用经纬仪等传统定位仪器而产生的操作繁琐、抗外界干扰性低等问题，提高了水下工程的测绘。 5、房地产测绘中的应用 在工程测量中常用的 GPS 测量技术为实时动态差分法，这种新的方法可以实现在户外观测之后随即获得高精度的定位，在房地产测绘工作中的应用尤为突出。在房地产和地籍测绘工作中利用实时动态差分法对每宗土地权属界点进行测定，只需要一名操作人员使用一台仪器在每个测定点上花费几秒钟时间，然后将所得
10、大量数据通过计算机软件运算处理后直接输入 GPS 系统便可得到房地产或地籍测绘图。因为实时动态差分技术不需要测点间通视，而且需要的操作人员也极少，所以该技术很大程度地提高了房地产或地籍测绘工作的效率。 总之，经过 20 余年的实践证明，GPS 系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。GPS 技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。 参考文献： 1 朱家兵. GPS 在工程测绘中的应用J. 中国新技术新产品. 2009(23) 2 邓云仁. GPS 测量在机场扩建工程中的应用J. 中国新技术新产品. 2011(03) 3 张亚双,刘德利 ,任丽. GPS 测量技术及其在水利上的应用简介J. 吉林水利. 2000(01)
