GPS测量技术在工程测绘中的应用探析

GPS测量技术在工程测绘中的应用探析

李林

丘北县工业经济服务中心云南丘北663200

摘要：GPS技术是一种应用十分广泛的定位技术，该技术在交通导航、卫星定位等环节中有着广泛的应用，随着时代的发展，这种技术也应用到工程测绘环节中，并起到了较好的作用。为此，本文主要分析GPS技术在工程测绘环节中的应用情况，探究其主要的作用，希望让读者更加全面地了解这项技术。

关键词：GPS测量技术；工程测绘；应用

我国最近三十年取得了较好的发展成绩，人们的生活质量明显提升，在工程领域中，建设的规模逐渐扩大，建设的要求也随之提高，在现代工程领域，使用先进的测绘技术能够减少测量的时间，提高工程的施工效率，而且，工程的质量也会因此得到加强，笔者结合当前的工程形势，探究GPS技术在工程测绘中的应用，以期为相关工程工作带来一些参考。

一、GPS测量技术及其应用现状

GPS全称是全球定位系统，这种技术最先出现在美国。其使用的时间已经达到五十年，在这过程中，GPS技术不断优化，目前已经成为人们不可或缺的定位技术。这种技术的主要优点是全球性、连续性、实时性，在多个领域都能发挥出作用，而且，抵抗外来干扰的能力和保密能力也比较强，减少了信息的流失，我国的北斗卫星技术就是在该技术基础上诞生的。随着时代的发展，这种技术已经不再局限于定位工作中，而开始向测量工作进行转移，通过GPS技术能够准确地定位地面上的目标，并测量出目标地点的大小、特征等要素，为相关工作提供准确的数据基础，在工程测量领域中，使用GPS技术能够将工程的误差降低，提高工程的科学水平，对于建设水平的提升有着重要的帮助作用。GPS技术的主要作用是对工程位置进行确定，提高大型工程的准确性，例如在高铁、高速等项目中，通过GPS技术能够实现准确定位，工程的误差大大减少，这样就避免了返工情况的出现，提高了施工的效率，这种测量技术更加符合现代社会的需要。

二、GPS测量技术的工作原理和主要特点

GPS技术的工作原理主要是：通过全球定位卫星进行准确的定位和测量，所以全球定位卫星是最为重要的组成部分，当地面的控制站与接收设备工作时，就能获得卫星发出的数据，实现数据的获取，在定位的过程中，是由多个卫星共同工作完成的，因为只通过一个卫星难以进行定位，最少需要三个卫星，地面的人员通过相关设备接收信号，获得自己所需要的信息[1]。

在测量时，接收设备作为独立的控制点，需要将所收集到的数据进行计算，这些数据形成三角网形，可算出经纬坐标（WGS-84），将已知的控制点进行约束平差可以得到BJ-54坐标。一般来说，测量时以500米为一个测点距离，其测量数据计算所利用的原理是高斯投影原理，因此，会用到高斯投影长度变形公式：

其中S是地面两点之间的距离，V1和V2分别是地面长度规划到海平面的改正系数和海平面距离投影到高斯平面的改正系数。最终再通过高斯投影所计算出来的数据进行坐标计算。

GPS技术的优势主要表现在以下三点：一是具备较高的精确性，虽然该技术是由卫星支持实现的，但是其测量的精确性非常高，能够精确到分米级的精度；二是测量的效率非常高，能够实时地传输数据，减少时间的损耗，对汽车导航工作而言，这种高效率的测量非常关键。三是GPS技术还实现了自动化，仅通过简单的人工操作，就能实现测量过程，人工操作的压力大大降低，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，操作员只需在旁监视仪器工作状态。在GPS技术测量完成之后，操作人员仅需要关闭机器，并进行设备整理即可。

三、GPS测量技术在工程测绘中的应用

（一）大地测量中的应用

为了提高大地测量的准确度和精细度，我国在1991年开始，采用GPS控网技术。原有的控网点距离较大，所测出来的结果有一定的偏差，但是随着GPS的广泛使用，大地测量的控点距离逐渐缩小，以城市控点为主，加上我国现如今城市发展迅速，能够将控点形成有效的城市控制网。GPS技术能够通过三维坐标差来进行准确的定位，相关的地理坐标数据更加精确，而且与之相关的地面控制点的精度也有了明显的提升。如果使用传统的控制方法，工程位置会出现较大的偏移，工作的效率会大打折扣，而且工作的精度非常低，一些不明显的问题难以被发现，而通过GPS技术，能够获得不同时间段的地面数据。

（二）工程监测中的应用

一些工程所处的环境比较复杂，使用传统的监控方法效率较低，而使用GPS技术能够提高监控的效率，让工程能够在合理的范围内进行[2]。GPS测量技术通过对地面信息的扫描，获得地面的信息，能够及时发现施工位置的情况，对工程位置进行及时掌握，当位置偏移较大时，这种技术能够及时反馈到管理者的面前，为管理工作提供便利。

（三）在水下工程中的应用

GPS技术中具有三维测定的功能，这就方便了水下工程的测量。传统的水下测量往往是采用经纬仪测量方法，误差较大，而且测量方法比较繁琐，影响后期测量数据的呈现和使用。现如今，我国当前在一些河道、航运、港口工程建设方面的项目较多，GPS测量技术可以对水下的地形进行精确测量，并直接采用电脑进行水下地形的图纸绘制，方便了水下工程的设计和施工。

（四）房地产测绘中的应用

我国当前房地产行业在测绘中也已经开始采用GPS技术，虽然传统的测绘技术成本较低，技术较为成熟，但是GPS技术仍具有自己的优势。比如在遇到比较复杂的地形时，测量工作会因此面临较大的难题，如何解决地基细部测量问题是测绘工作的关键，通过人工的方法显然不能达到测绘的要求，而且误差较大，而通过GPS技术，能够获得更高精度的数据，地基细部的测量工作很容易完成，以往的测量工作中出现的问题，不会再出现在GPS技术中，这样测量的成功率显著提升[3]。

四、GPS技术在工程测绘应用中的问题和处理措施

（一）检测站点的选择问题和处理

在GPS技术的应用中，要注意检测站点的选择，一般来说，最好选择较为开阔处，避免在地面以及地面上空有一些遮挡物或者阻碍物。因为遮挡物可能造成信号的阻碍，导致信号被反射，影响信号的频率和精确度。另外，像高压线、较大功率的无线电发射器等也会影响到GPS信号，也应加强规避。

（二）控网基准点的选择问题和处理

GPS控网必须采用三个及三个以上的基准点，并且这些基准点的位置选择要合理精确，以得出最佳的检测结果。基点选择需要一定的经验和技术，因此，往往容易出现问题。因此，应在合理成本范围内尽量多选择基点以提高测量准确度，并以我国的大地点来作为坐标转换的依据。

（三）基线的解算问题和处理

基线的起点坐标受到一些外在因素的影响，可能会产生偏移，而且有些GPS卫星观测的时间有限制，为了确保信息的精确性，要删除掉一些观测时间较短的卫星数据，以免造成干扰。总之要挑选其中有效准确的数据信息，以确保测绘的质量。

总之，随着信息技术的不断发展，GPS技术也有了明显的提升，其为工程测绘工作提供了诸多便利，测量的准确性明显提升，而且在未来的社会中，其作用将更加明显，当然，在其使用的过程中，也容易出现一些问题，需要相关人员进行检查，不能盲目地相信技术，要在人工监控的状态下使用GPS技术，减少错误的出现，保证其为我国的工程测绘工作做出贡献。

参考文献：

[1]邹德全.工程测绘中GPS技术的应用[J].中国科技信息，2013（24）：12.

[2]张奇，胡石元，施秧秧，等.GPS-RTK技术在土地整理测绘中的应用探讨[J].土地与空间地理信息，2012（2）：33.

[3]薛晋锋.浅谈工程测绘中GPS技术的应用[J].应用技术，2013（2）：6.