GPS測量技術在工程測繪中的應用及特點

李國慶

摘 要 社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展為科學技術水平的提高提供了有力的保障。科技的日益發(fā)展為社會各行各業(yè)提供了便利的條件。在當今社會，計算機技術的普及促進了全球信息的共享，在全球信息傳遞與溝通中離不開GPS技術的支持，GPS是一種全球定位系統(tǒng)，其中，發(fā)展最快的是GPS定位測量技術，在工程測繪中起到了重要的作用。下文將從GPS測量技術的基本概念、GPS測量技術的特點和GPS測量技術的應用這三個方面進行闡述。

關鍵詞 GPS測量技術；工程測繪；應用與特點

引言

現(xiàn)代科學技術的發(fā)展需要一種全新的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，GPS作為一種全球定位系統(tǒng)，由全球通信衛(wèi)星和接收這兩部分裝置組成，根據(jù)衛(wèi)星無線電導航定位系統(tǒng)，或進行精準的定位。而GPS衛(wèi)星定位測量是對大地進行測量的一項技術。全球定位系統(tǒng)技術與GPS測量技術兩者密不可分的，GPS技術的提高必然會帶動GPS測量技術水平的提高，近年來，GPS測量技術日益完善，有效地應用到工程測繪中去，本文主要對GPS測量技術在工程測繪中的特點和應用進行探討。

1 GPS測量技術的基本概念

我們把全球定位系統(tǒng)簡稱為GPS，是以衛(wèi)星無線電導航定位修通為依據(jù)，主要用來檢測距離和時間而建立起來的一種新型的高科技的定位系統(tǒng)。對該系統(tǒng)研究的較早，早在1973年便開始對其進行研制，至今已有20多年。GPS測量技術有三個重要組成部分，主要包括：空間衛(wèi)星星座、地面檢測系統(tǒng)以及有關用戶的設備等。GPS當行利用無線方式為用戶實現(xiàn)無線導航，提供精準定位，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。除此之外，還能夠用于軍事和國防建設中，為其提供必要的定位服務，GPS技術的作用巨大。由于近年來國家對科學技術領域投入增加，GPS測量技術也得到了改善，變得日益成熟。經(jīng)濟快速與高精度時期主要的優(yōu)點，進一步使得測繪與測量領域取得更大成就。常規(guī)的測量技術不能進行全天候作業(yè)，而GPS測量技術可以有效彌補這點。在數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中，GPS衛(wèi)星的數(shù)目分布眾多且分布得較規(guī)則，所以，運用GPS對其進行定位能夠對同一地點連續(xù)觀測，對于不同地點可以實現(xiàn)同步觀測，并且是全天候進行檢測。GPS具有三維定位作用，無論所屬地球上哪個地點、位置、時間，都能對其進行監(jiān)測。并且，GPS系統(tǒng)監(jiān)測時受到外界環(huán)境影響較小。由此可見，無論從時間還是地點上嗎，GPS技術在測量領域上都邁出了全新的一大步，使測量更精準有效。

2 GPS測量技術的特點

2.1 定位精度高

目前其他側來那個技術無法達到對位置的相當精確的定位，而GPS測量技術可以達到1ppm的精確度。在相對精度在50km以內(nèi)的，相對定位精度可保持在1mm內(nèi)，在工程精度定位中，300～1500m的，使用GPS觀測數(shù)據(jù)低于1mm?？傊捎肎PS測量技術可以滿足各種工程測量的需要，當觀測技術與數(shù)據(jù)處理方法進一步完善時，GPS測量技術的精確深度也會進一步提高。為我國的經(jīng)濟建設提供更精準的定位服務[1]。

2.2 操作簡單便捷

GPS測量技術有安裝相應的定位開關設備，在定位時能夠實現(xiàn)自動化定位，還能對較遠距離實現(xiàn)監(jiān)控，收集到的信息精準、全面、可利用性較高。例如：在收集有關氣象的數(shù)據(jù)時，整個測量與搜取系統(tǒng)會進行高度的監(jiān)測，與接收機一起配合，確保工作的順利完成。如果要對一個觀測站進行連續(xù)的觀測，它會與其他的接收和通訊裝置連接，將所采集到的信息儲存，之后在數(shù)據(jù)處理中心對數(shù)據(jù)進行處理。在這過程中，減少了人力的看守，使采集數(shù)據(jù)與處理更加自動化。

2.3 功能齊全應用領域廣泛

GPS主要為各用戶提供動態(tài)的位置定位和相關的時間信息，它不但可以測量位置還能進行位置導航，另外，還可以對用戶的速度及所用時間進行測量。GPS技術依舊在不斷地發(fā)展，滯后，它所應用的范圍會不斷地擴展[2]。已經(jīng)取得了應用成效的包括對運動目標的監(jiān)控。定位技術還能對大地進行測量，所以，GPS技術是一個功能齊全，可以廣泛應用與各個領域的技術。

2.4 觀測時間短

在測量過程中，以一條基線為依據(jù)，與所需要觀測的精度相結合，采用靜態(tài)定位的辦法，1～3小時才能完成全部的測量工作[3]。在以往觀測時所耗時間要幾個小時，當GPS系統(tǒng)得到不斷提高和完善時，觀測時間只需要幾十分鐘，更短的只需要幾分鐘。通常系統(tǒng)在1小時內(nèi)完成對數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過GPS接收器對數(shù)據(jù)進行收集，再進行系統(tǒng)處理，保持準確性?？茖W技術的發(fā)展與創(chuàng)新，GPS的硬件與軟件更新也得到完善，利用GPS觀測能更加減少觀測的時間，提高觀測工作的效率。例如：GPS技術升級后能夠更準確迅速地在20km范圍內(nèi)進行相對靜態(tài)定位，定位時間只需要16～20分鐘。如果是進行靜態(tài)定位，所用時間會 更短，只需要1～2分鐘或者僅用幾秒鐘。

2.5 全天候作業(yè)

在我國，大量的GPS衛(wèi)星合理地分布，因此，無論走到地球上的哪個地點，都可以同步地對4顆衛(wèi)星進行連續(xù)性的觀測，這就保證了對全球氣候進行連續(xù)性的三維定位。它還不易受外界環(huán)境影響，除了雷雨天不適合進行觀測外，其他天氣都可進行觀測。

2.6 對觀測站之間無要求

在傳統(tǒng)觀測技術觀測時，要求量觀測站之間相互通視。而GPS測量技術沒有這方面的要求，它只需要觀測站間保持15度以上的開闊空間即可，所以，不需要建造相應設施。這能夠極大地減少成本，節(jié)約大筆費用。另外，也不需要點間通視，所以，點位位置設定可以靈活多變，傳統(tǒng)測量中需要進行的對網(wǎng)中傳遞點的控制、對過渡點的測量工作等，在GPS測量技術中，都能省去，選點工作更加簡單輕便。

2.7 有較高的經(jīng)濟效益

GPS測量技術有較高的經(jīng)濟效益，大量的實踐表明，常規(guī)方法建立大地控制網(wǎng)需要較高的費用，因為GPS有較快的定位速度使得工程建設所耗時間較短，所以使用GPS測量技術比起常規(guī)方法能節(jié)省大約三分之一的費用。另一方面，采用GPS定位，觀測站點間不需要相互通視，所以建立視標所需要的人力、物力、財力都得到了節(jié)省。所以，GPS測量技術的經(jīng)濟效益與日俱增。

3 GPS測量技術的應用

3.1 定位技術的應用

將GPS技術應用于工程測繪中，采用的基本原理是結合了物理與幾何的一般原理，利用GPS系統(tǒng)的空間分布，在地面接收裝置的配合下對物體進行監(jiān)測。如今，較多采用的技術方法主要有靜態(tài)相對定位法和動態(tài)定位法。靜態(tài)定位是一種相對簡單的定位方法，在地面上按照一定的規(guī)范裝置定位裝置，進行維時45分鐘左右的觀察，專業(yè)人員采集相關的數(shù)據(jù)。動態(tài)定位工作的首要環(huán)節(jié)是對工作點的選擇，然后在地面安裝接收裝置，從多個角度進行監(jiān)測。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術的應用

在實際的測繪工作中，都會受到人為的干擾或者其他因素的影響，都會造成測繪數(shù)據(jù)不準確，如果采用GPS測量技術，聯(lián)系交互定位方法，可以增加工程測繪的有效性，使數(shù)據(jù)更加真實形象，另一方面，還可以對工程測繪的整個過程進行全面的監(jiān)測。例如：進行工程測繪時，根據(jù)地質(zhì)情況，利用計算機，將測繪過程也給以數(shù)學模型的方式表現(xiàn)出來，測繪場景被真實的模擬，對測繪過程進行動態(tài)掌握，有利于發(fā)現(xiàn)測繪過程的錯誤，在下次測繪過程中就能有效避免同類問題的發(fā)生，采取合理的措施，進行科學的處理。極大地增加了測量數(shù)據(jù)的準確性。

3.3 城市控制網(wǎng)的精度要求

城市控制網(wǎng)對精度的要求較高，并且其面積廣泛使用的概率大，對城市的現(xiàn)代化建設有影響。而GPS定位測量技術是具有高精度、操作較便捷的技術，適合在城市建設中廣泛應用，有利于實現(xiàn)城市控制網(wǎng)對高精度的要求，提高測繪精度與效率。GPS技術應用與城市建設中，不僅能夠滿足對城市規(guī)劃的標準要求，還能夠提高城市控制測量的準確性，加快城市控制測量的速度。

總而言之，目前GPS測量技術應用領域相對寬泛，涉及工程測量、地質(zhì)測量、資源勘察等各個方面，并取得了有效的成果。在實際運用過程中，GPS測量技術所展現(xiàn)的巨大潛力和作用將進一步應用到其他領域。隨著社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展，GPS測量技術還會更加完善，從而更有效地為我國經(jīng)濟發(fā)展提供服務。

4 結束語

工程建設離不開工程測量技術的，工程測量技術發(fā)揮著越來越重要的作用。而在工程測繪中運用較為廣泛的是GPS定位測量，因為GPS測量技術具有高精度和較高的經(jīng)濟效益等優(yōu)點。這些優(yōu)勢應用到工程測繪中，為其提高了強悍的技術支持，也有效地促進現(xiàn)代化城市建設，保障測量結果的精確性，促進了信息全球化的進一步發(fā)展。

參考文獻

[1]劉三枝，李明峰，馮寶紅.定位技術與應用課程教學改革研究[J].礦山測量，2005，（2）：64-65.

[2]張延忠.GPS測量技術在工程測繪中的應用及特點[J].科技傳播，2011，（7）：198-198.

[3]張雷.論GPS RTK技術在現(xiàn)代工程測量的應用[J].科技致富向導，2011，（8）：228-228.