GPS测绘技术在测绘工程中的应用路径

GPS测绘技术在测绘工程中的应用路径

刘鸿飞

新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局测绘大队  新疆 乌鲁木齐市   830017

摘要：工程测绘是工程建设项目开展中重要的工作，主要包括测量、图形绘制等内容，是保证工程顺利开展的前期工作。而在前期测绘工作中，测量工作又是重中之重，因为无论是工程图形地貌绘制，亦或是后期的工程建设方案制定和施工，都要以测量参数和数据为参考。所以，测量工作的高精度完成，有利于工程建设后续施工环节的良好开展。而GPS测量技术具备高精度、自动定位等功能，是对传统测量技术的改良，对工程测量测绘实施有重要作用。

关键词：GPS；测绘技术；测绘工程

1GPS系统的特点及应用优势

1.1GPS系统的特点

1.1.1 功能强大，应用范围广

GPS系统在设计之初，仅用于军事领域，实现导航等目的。随着对GPS功能的不断深入研究，发现GPS系统可以广泛地应用于工程测绘、隧道测绘、铁路测绘以及海洋测绘等各个领域。

1.1.2 工作效率高

伴随计算机处理数据速度的不断提高以及软件的更新换代，目前在进行测量距离不超过二十公里的工程进行相对静态定位时，测量时间一般仅需15-20分钟；当流动站与基准站相对距离在15公里以内时，进行实时动态定位仅需几秒钟即可完成，从而大大缩短了工作人员的户外作业时间，提高了工作人员的工作效率。

1.1.3 测量精度高

根据相关研究结果证明，GPS相对定位精度在50公里以内可达10-6m,100-500公里可达10-7m,500-1000km以内可达10-9m。在使用GPS对距离在300-1500m范围以内的工程进行精密定位时，当观测时间大于1小时，其平面位置结果误差不大于1mm，在实时相位差分时精度可达毫米级，50公里以内的静态相对定位时结果误差可达毫米级（mm+(1～2ppm*D）），大于50公里误差可达0.1～0.01ppm。与使用ME-5000电磁波测距仪测定的边长进行比较，其边长较差不大于0.5mm，校差中误差仅为0.3mm。

1.1.4 自动化程度提高

现在，GPS接收器的体积越来越小，且GPS系统数据处理速度也不断提高，操作人员不需经过长时间的培训及实践即可熟练测量。在测量时，工作人员保证GPS接收器在正常工作状态，GPS接收器即可自动对测量数据进行测量并处理并将处理结果实时传输回处理中心，从而大大减少了测量人员的工作量。当一个测点需要连续观测时，可以使用GPS系统的数据通讯功能将所采集数据实时传输回数据处理中心，工作人员无需在测量现场等待即可实现数据采集工作。

1.1.5 测站之间无需通视

因GPS系统通过卫星从高空传递信号，且GPS系统在高空设置24颗卫星，确保在地面上的每一个点都能同时接收4个卫星的信号，实现了无需通视即可进行测量的目标。与传统测量必须通视相比，特别适用于在工程测量中存在大型建筑物或树木不能进行通视时使用。

1.2 GPS在工程测量中的应用优势

1.2.1 工作效率较高，测量准确性高

在传统工程测量工作中，通常采用全站仪、棱镜、锚杆、直尺等进行测量，传统工具测量范围较小，工作人员通常需要在测量区域内设置多个测量点以提高测量精度，带来的直接问题是增加了大量的人力，物力，进而大大提高了测量成本。且使用直尺等传统工具，由人工进行计数，受人工因素影响较大，误差较大，准确率较低，而使用GPS系统进行测量，当设置测量点后，以测量点为圆心，周围半径5公里范围内的区域均可测量，极大程度上降低了人力、物力投入，节约了测量成本，同时缩短了测量时间，且GPS系统测量受人为因素影响较小，误差较小，提高了测量的准确性。

1.2.2 操作步骤简单

在传统测量工作中，使用设备较多，每对一个测量点进行测量前，都要转移测量设备，并且需要重新对设备进行调试，并需要进行人工记录，且因工程情况不同，测量要求不同，因此在测量前，都需要对工人进行培训，确保测量结果的准确性，大大延长了工程测量的时间。使用GPS系统进行测量，因GPS系统具有通讯功能，且与电脑相连，能够实现数据的即时传输，工作人员只需将设备放置在测量点，即可自行进行测量，得出观测点的三维地理坐标，且对于需要连续测量的工程测量点，可实现24小不间断连续测量，对现场测量人员要求较低。

1.2.3 可以实现全天侯检测

在传统测量工作中，因必须由人工进行直接操作，测量易受天气以及时间等因素制约，不能实现全天侯监测，而GPS系统的工作原理决定了GPS可能进行全天侯检测，不受地理环境以及气候环境的制约，从而大大节约了工程测量时间。

2GPS测绘技术在测绘工程中的具体应用

2.1 水下测绘工程中的应用

相比于其他工程，水下测绘工程开展难度更大。在以往采用人工进行测绘时，会受到水压以及水流速度的影响，导致所测数据误差较大，对后续的工程开展带来阻碍。随着GPS测绘技术的出现，使水下测绘可以保证水平以及垂直方向的准确度与精度。由于GPS技术在实际使用时，其测量工具具有小而简便的特征，因此对于水下测量的误差影响相对较小。在实际操作中，相关工作人员需要将收集的信息输送到地面的计算机终端设备，并通过专业软件排除干扰因素，提升数据的准确性。

2.2 铁路测量中的应用

铁路控制网需要利用首级控制网进行工作。首级控制网需要做好工程进行前的准备工作。在我国，首级控制网应用广泛。利用GPS静态测量定位技术，可以解决以往控制网运行不够稳定的缺陷。在实际工作中，利用静态观测技术，可以使基站与卫星保持同步，同时将三维坐标进行准确计算，并通过观测与测量，将目标地形进行计算。目前，在我国大部分铁路项目中，静态测量已经成为不可或缺的技术。

2.3公路测量中的应用

在公路测量中，对于测量精度有很高要求，做好测量精度是公路工程开工的前提。在传统的公路测量中，一般使用经纬仪、全站仪等设备，这些设备需要工作人员在测量之前进行调平、对中等工作，浪费了大量的时间，且容易出现比较大的人为误差，影响工程后续进展。利用GPS技术，其操作更为简便，并可以不受人为因素的干扰，提升测量结果的准确度。相比于城市道路建设，在野外的道路建设，过程更为艰难，面临的环境因素也比较多。而利用GPS静态定位技术，可以使测量结果不受环境因素的影响。

2.4 矿山测量中的应用

矿山地区往往环境复杂，地形崎岖。在传统的测绘中，给相关工作人员带来了极大的挑战。而GPS可以克服环境与地形的限制，并保持一定的精度。例如，在矿山工程中的地形测量方面，对于钻孔面、深井、近井点等关键位置，都可以利用GPS测绘技术获得准确的数据。在实际应用中，减少人员负担的同时还可以保障数据的准确度。

2.5双测数据预处理

由于GPS测绘技术包含数据与信息的处理模块，使得GPS技术可以在内部进行预处理工作。其可以将收取的数据进行编辑与整理，并将这些数据应用于后期的数据记录、统计与分析，切实提升了相关工作的效率[2]。在实际应用时，先将数据进行预处理，之后将其中的向量等信息进行计算，并与观测数据做对比分析工作，以此提升数据的准确度。经过预处理之后的数据，在计算方差、平差时，可以提升数据精度。

3结语

与传统的测量技术相比，GPS测量技术在精准度、可靠性方面有诸多优势，还可降低测绘强度，将技术人员从繁重的现场测量中解脱出来。但是仍需要提升技术人员的整体素质，规范操作，使GPS技术的测量精准度进一步提升，在工程测量领域充分发挥其应用价值。

参考文献：

[1]叶楠.GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].江西建材,2020(11):73+75.

[2]刘秋红.GPS测绘技术在测绘工程中的应用[J].华北自然资源,2020(06):96-97.

[3]许智彦.GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].科技创新与应用,2020(10):164-165.