浅谈GPS在工程测量中的应用

    1 引言 
　　由于GPS技术具有效率高、使用方便、精度高、便于验证等优点，使其在各种测量工作中得到防范地使用，并在很大程度上已经取代了传统工程测量技术，成为当前测绘工作人员进行工程测量工作中必须掌握的基础性技术。 
　　2 GPS测绘技术概述 
　　2.1 GPS测绘技术 
　　全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）是一种可以定时和测距的空间交汇定位的导航系统，可以向全球用户提供连续、实时和高精度的三维位置、三维速度和时间信息等。GPS测绘技术的测量过程，主要是通过在固定位置安装GPS接收机，根据GPS卫星发出的导航电文，对某一时刻的GPS距离进行测量，形成三维坐标，以此来达到更加精确的定位。 
　　2.2 GPS测量技术的优点 
　　首先，GPS测量技术具有应用范围广的优点，GPS能够测量三维坐标，提供速度和时间等信息，因此GPS测量技术在大地测量、工程测量、控制测量、海洋测绘和水下测绘等领域可以得到广泛的应用。GPS测量技术的定位准度高，当前GPS卫星的定位精度已经控制在米级标准，这对于工程测量，特别是大尺度的控制性网点测量有着重要的作用。其三，GPS测量技术的速度快，对于无论是静态定位还是实时动态定位，GPS技术的观测时间只用几秒钟，这可以大大提高GPS测量工作的效率。其四，GPS测量技术操作简便，进行GPS测量工作时操作员只需在旁监视仪器工作状态，大大减轻可工程测量的劳动强度。最后，GPS测量技术具有全天候工作的优势，GPS测量技术可以自任何时间、任何递减进行测绘工作，扩大了测量工作的范圍和时间 
　　3 GPS测绘技术在工程测绘领域发展的现状 
　　随着科学技术的快速发展，测绘设备和方法也越来越多样化，GPS则是其中最为重要的一项内容。目前，GPS测绘技术已经受到越来越多的关注，而且越来越多的研究人员开始将重点转移到测量新技术和新方法的研究方面。GPS测绘技术在工程测绘中受到欢迎，主要是由于其具有测量精度高、成本低等特点，而且克服了传统测量技术必须要通视的弊端，可以在测绘工作中通过卫星定位系统的变更，获得及时的数据。我国在测绘工程领域采用了24颗美国发射的导航卫星，实现了地面三维坐标的测量。 
　　社会和经济的快速发展也为现代测量工程带来了更多的挑战，GPS测绘技术有着很多的优势，因此其在工程领域中的地位也日渐重要。在测绘工程中，利用GPS实现静态测量是其最基本的应用，进而可以利用GPS测绘技术实现对渠道、堤坝、阀门的控制，而高级的应用则是利用GPS与RTK技术的有效结合，实现动态定位，以此增强工程测绘数据的精确性，促进工程测绘领域的持续发展。 
　　4 GPS技术在工程测绘中的应用 
　　目前，GPS测绘已经在工程测绘领域中获得广泛的应用，而且在不同的领域中都可以实现有效的测量，如建筑工程、铁路工程、水利工程等，都可以获得准确的测量结果。具体的说，GPS测绘技术在工程测量中的应用，可以从以下几个方面分析： 
　　4.1 测量工程变形的GPS测量技术 
　　工程建设中经常会遇到人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测量技术在工程变形监测共要重点对基准设计、结构强度、观测时段设、监测周期等关键和环节展开技术讨论，使GPS测量技术能够正确完整地应用。 
　　4.2 施工水准点的测定 
　　通常，工程项目的设计单位都是采用比较传统的测量技术对工程的水准进行测量，而这种传统的测量方法是没有经过实地的考察和合理的预算的，因此，测出来的水准点距离比较大。利用传统测量方法水准点的距离理想的较大，不够精确，经常给工程的施工带来了很严重的影响。如果是采用GPS技术来确定水准点，能够通过GPS接收机接收GPS卫星传回来的信号，测量、计算出精确的水准点。运用GPS技术来确定水准点，能够确保工程测量的质量，以协调建筑工程施工的进度。如果是要在大型的公路上实地测量，也需要利用GPS技术，通过对路基的全面分析，根据建筑工程对实际路段的勘测，在距离相同的位置设立临时的水准点。 
　　4.3 GPS外业测绘 
　　在进行GPS外业测绘时，需要选择一个准确的测量点，这也是保证测绘结果准确性的基础。测量点的选择和确定，直接影响整个测绘工作的进度和测绘结果的准确性，因此在进行测量点选择之前，首先要做好充分的准备工作，包括对测绘区域的地理位置、标架的确定等，这也是保证GPS测绘技术有效应用的前提。GPS技术在测绘的过程中主要是依靠开机观测和无线安置的方式来实现，这与传统的测量技术相比，有着很强的优越性。同时，在GPS测绘的过程中，由于已经确定了准确的测量点，所以只要将GPS设备准确的安置在测量点定位，便可以得到准确的测量结果。另外，需要对三个不同方向上的测量设备进行固定，以此来保证天线基座与标志中心位置的准确相对。 
　　5 工程测量观测时间的确定 
　　GPS定位技术主要是利用几颗GPS卫星的瞬间空间位置作为已知点，通过GPS接收机接受卫星信号来确定接收机和GPS卫星的距离，再通过空间的距离交会来求得GPS接收机的三维坐标。要使得监测的精度能够更高，除了要有足够的可视GPS卫星之外，还要对卫星观测的时间把握好，因为大气的折射会影响观测的结果。所以在运用GPS技术观测的时候，一定要对多方面进行考虑，使得监测的数据更为准确。 
　　6 实时动态测绘方法 
　　针对某些已经经过检测点之上的新基站进行设定，同时需要安装一台GPS接收设备，便可以实现在该区域内的现场测绘。通过无线电传送的方式，可以将GPS测绘结果及时传递到信息接收站。观测现场的流动站在接收来自不同发送站的信息的同时，也可以依靠基站传输的数据进行定位，这时基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到两观测站之间的相对位置，解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。 
　　7 结束语 
　　总之，本文主要对GPS测绘技术的工作原理、特点以及其在工程测绘中的应用进行了简单的分析。GPS测绘技术在工程测绘工作中有着十分广泛的应用，而且在提高测绘结果的精确性和准确性方面都有着显著的优势。需要注意的是，在应用GPS测绘技术的过程中，要将其测量结果有效的运用到工程测绘工作中，才能充分发挥其作用。随着科学技术的快速发展，GPS测绘技术也将不断的完善，对于促进我国测绘工程的持续发展，有着重要的意义。 
　　参考文献： 
　　[1]孙玉松.论GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].黑龙江科技信息，2013. 
　　[2]薛会元.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业，2014. 
　　[3]张延忠.GPS测量技术在工程测绘中的应用及特点[J].科技传播，2011.