1、1工程测绘中 GPS 测量技术应用综述摘要：GPS 测量技术在工程测绘中应用,不仅能够提高工程测绘的精确度和可靠性,而且对提高工作效率,降低工作强度,对提高工程测绘的自动化程度具有重要的作用,所以成为工程测绘中重要的工具。本文主要探讨 GPS 测量技术在工程测绘中的应用。 关键词：工程测绘；GPS；测量技术；应用 中图分类号：P283 文献标识码： A 引言 GPS 测量技术在工程测绘中，能够大大提高工程测量的可靠性和作业效率，并且极大的降低了作业强度，适应现代社会“快节奏”的要求，也使技术人员能从繁重的实地测量工作中解放出来。但是，毕竟 GPS 测量技术有别于普通的常规测量，某些测量错误不容
2、易被发现，这些都还有待广大技术人员在今后的工程测绘实践中去摸索和总结。 一、GPS 测量的技术特点 1、功能较多应用广泛 GPS 可以为各类用户连续实时的提供动态目标的三维位置速度和时间信息，因此它不仅可以用于测量和导航，还可以用来测速测时。随着 GPS 测量技术的不断发展， 它的应用领域也在不断扩展。例如，在运动目标的监控与管理方面获得了成功的应用；在测量工作方面，这一定位技术在大地测量，工程测量等各个领域的应用已经十分普遍。 22、操作简 GPS 测量系统的接收机在不断改进和完善的同时，自动化的程度亦在稳步提高。越来越轻的重量和越来越小体积的接收机在很大程度上减少了测量热源的劳动强度及工作
3、紧张程度。而今 GPS 发展的愈加操作简便及小型化，负责测量的工作人员仅仅需要把天线队中，整平，量天线的高度，开启电源就可以进行自动观测。对于想要获取的数据，可以运用各种软件进行数据处理来算得测点的三维坐标。 3、高效率 随着 GPS 系统与 GPS 接收机的不断完善，在 20km 以内，相对静态定位的时间仅为 15-20 分钟；在快速静态相对定位测量时，当流动站与基准站相距在 15KM 以内时，流动站观测时间只需 1-2 分钟；如果采取实时动态定位模式，每站观测仅需几秒钟。 4、空间定位信息的统一标准 传统的工程测量由于没有制定统一标准使得在进行测量时往往造成不同测量方法测出的结果有很大的差
4、异，但是每一个结果相对自身的测量技术又是正确的，由此现象造成的直接结果是不同测量系统之间实现信息交流时具有很大的阻碍，需要进行数据的转换和对比，增加了测绘的复杂度和效率（见图 1） 。但是运用 GPS 技术在全球范围内统一的三维坐标，可以实现对平面位置和高程的综合控制，使其应用范围更为广阔，在航空摄影、精密导航等领域均可提供精确可靠地测量数据。 图 1 几种定位方法的精度比较 3二、GPS 技术概述及其在工程测绘中发展现状 目前，工程测绘技术由于其自身所具有的特性，已经被广泛的使用在各项工程施工的过程中，而为了工程测绘能够发挥出自身更好的性能，人们开始逐渐对测绘中的技术进行加强。GPS 技术也
5、就是在这一发展过程中出现的，并且在工程测绘工作应用的过程中，发挥出了其自身低成本、高效率高精度等特性。受到了工程测绘极大的欢迎。也正是由于这些特性，GPS 技术已经被广泛的应用在了工程测绘的过程中。 在我国经济不断发展的情况下，我国的工程测绘工作开始面临着巨大的挑战，也可能会获得巨大的发展机遇。在这一过程中 GPS 技术作为一项重点关键的，测绘技术在工程测绘的过程中能够发挥出极其重要的作用。而更高一级的应用是在工程测绘中采用 RTK 技术，即所谓的实时动态定位技术。它将在工程测绘中具有更加广阔的应用前景。 三、GPS 测量技术在工程测绘中的应用 1、应用于虚拟现实技术方面 任何精密工作如果采用
6、人工作业就都会存在一定的误差，传统工程测量也是如此，在测量部分，都需要人工作业，所以难以避免的发生一些安全事故。此时 GPS 虚拟现实技术应运而生。其创建的工程测绘环境既逼真，而且具有交互作用的特性。在对某些地形比较复杂的环境进行实地测绘时，可以采用其系统中的计算机绘图和虚拟现实技术实现快速有效的工程测绘，并且能够将全部的三维图像在电脑屏幕上进行显示。现在，GPS 虚拟现实技术被广泛应用于我国部分矿井工程测绘。进行技术测量方案的演练，这样就可以及时发现测量方案中存在的问题和不足，4以便对测量方案及时进行修缮，保证了工程测量方案的科学合理性。 2、测绘过程中临时水准点涉及问题的处理 在工程测绘过
7、程中，常常进行水准测量，在传统的测量方式中，对于水准点的距离得出的一般距离都相当大。这种现象发生的主要原因是由于在设计过程中预算不严密或者实地考察实物造成的。一般来讲，设计单位涉及的水准点大约距离为 500-1000 米，这样的设计方式使测量非常不方便。而使用 GPS 进行测量则避免了这个问题。使用 GPS 进行水准点的确定与测量同样是使用 GPS 接收装置接收并采集 GPS 卫星信号，其操作过程主要包括设备的安装、接收数据和观测记录等。在外业观测过程中，首先必须制定详细的测量计划，然后严格按照技术标准实施计划，这样不但能保证外业观测正常进行，还能确保测量结果的精准度，同时大大提高了工作的效率
8、。 3、监测工程变形中 GPS 的应用 在工程建设的过程中,工程变形主要由于人为造成地壳或者建筑物变形,或者建筑物位移等原因,GPS 测量技术因其三维定位精度高,所以成为监测工程变形的重要的工具。在工程建设的过程中,我们经常遇到各式各样的变形:建筑物沉陷、资源开采地面沉降、大坝变形等,比如在监测工程变形时将 GPS 测量技术应用在大坝变形中,由于大坝受到水负荷的重压,并且随着时间的变化,就会造成大坝的变形,为了能够及时控制大坝的变形造成意外,所以我们必须加强对大坝进行监测,如果在监测的过程中采用GPS 测量技术,可以很快的监测以及收集到大坝变形的数据,并且测量的数据能够精确到 1.0PPm 到
9、 0.1PPm,不仅能够保证工程测量的准确性和安全5性,而且对提高大坝测量工程的自动化技术具有重要的作用。 4、GPS 定位技术的应用 工程测绘采用的 GPS 定位技术的原理：主要是将物理学和几何学的部分基础原理进行有机的结合，再利用 GPS 技术所属在空中的卫星和地面的接收装置，以达到对测量物体进行多角度的定位。就当前而言，国内外主要使用的 GPS 测量定位技术主要由实时动态相对定位和静态相对定位两种定位模式组成。其中，相对于实时动态相对定位模式而言静态相对定位的操作流程较为简便。需要由多台地面的接收装置按照要求排成一至数条基线，观测时间至少需要保证 45min 左右，其测量数据需要专业人员
10、进行归纳处理得到最终结果。实时动态相对定位则是以载波相对观测量作为基本依据。作为测量工作的控制基站需要选取比较准确的控制点并要求对应的精度（见表 1） 。需要安装一至多台地面连续的接收装置，保证可以连续观测到不同角度传送的实时动态信息。每一个 GPS接收机至少需要同时接收到 4 颗卫星以便可以进行准确的三位定位。需要注意的是：对于实时 cm 级的定位精度，需要同时接收到至少五颗的卫星。在正常情况下，GPS 技术有 24 颗卫星绕地球运转，一般会在水平角10上都可以观测到 7 颗运转的卫星。但是，当观测位置附近有建筑物、高山等遮挡物。那么，实际观测到的卫星会减少。这样的话，接收机会难以定位。所以
11、，有些应用还需要和传统技术相结合。 表 1 GPS 定时定位、测速与测时精度 6结束语 与传统测绘方法相比，GPS 测绘具有定位速度快、成本低、不受天气影响、点间无需通视、不用建标等优点，而且仪器设备小巧轻便，操作简单便捷。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刘树良 .GPS 测量技术在工程测绘中的应用J商品与质量?建筑与发展,2011(2):13-17 . 2何铭杰 .GPS 测量技术在工程测绘中的应用及特点J科技风,2010(4):212-214 . 3常文智 ,韩小波 .GPS 测量技术在工程测绘中的应用J商品与质量:建筑与发 展 ,2011(10):117-127.
