GPS測量技術及其在工程測量運用中的特點

劉金聯

摘 要：隨著我國經濟水平的不斷提升，科技越來越成為各個產業(yè)發(fā)展的主要動力，GPS作為一種科學有效的測量技術，并且具備測量結果精確、操作簡便等優(yōu)勢，已經成為我國工程測量的主要運用技術之一。因此，本文對GPS測量技術進行了簡要的概述，并分析了其在工程測量運用中的特點，旨在增進人們對GPS測量技術的了解，加強人們對這一技術的重視意識。

關鍵詞：GPS測量技術 工程測量 運用 特點

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（a）-0047-02

在當前環(huán)境下，GPS測量技術的主要構成部分是通訊衛(wèi)星和導航系統(tǒng)，能夠實現對工程項目的實時和精確測量。在對GPS技術的深入研發(fā)和創(chuàng)新的流程中，要對這一技術有充分的了解，首先明確其特點和優(yōu)勢，才能在后續(xù)的研發(fā)過程中針對技術優(yōu)勢制定出更為科學和準確地改進方案，提升工程測量的效率和精準程度。

1 GPS測量技術的工作原理及概述

GPS測量技術在工作的過程中主要運用的是交互定位的原理，它通過空間衛(wèi)星來實現對工程的測量，并與地面監(jiān)控系統(tǒng)相互配合，以確保工程測量的進度。在實際的工作過程中GPS測量技術能夠通過已知幾點的距離來推算出未知點所處的位置，這里的已知點通常指空間衛(wèi)星，而未知點通常指某一移動目標。

通常來說，GPS系統(tǒng)會設置一定的衛(wèi)星接收器以及數據處理軟件，來保證測量結果的準確性。GPS系統(tǒng)中還設有計算機處理系統(tǒng)，來對GPS傳輸的工程數據進行處理，并實現工程數據變化規(guī)律的統(tǒng)計以及未來數據趨勢走向的預測。除此之外，氣象儀器也發(fā)揮著重要的作用，它可以在遭遇惡劣的氣象變化時充分傳輸氣象變化對工程測量的影響數據，并進行一定的調控，以保證工程測量的順利完成。

2 GPS測量技術在工程測量中的運用

2.1 GPS定位技術

GPS定位技術的工作流程是先將物理學科和幾何學科的原理進行交流和融合，并通過GPS衛(wèi)星技術和地面監(jiān)測系統(tǒng)完成對工程項目的多角度、多方位定位。目前的工程測量項目中，主要運用的GPS定位技術有靜態(tài)相對定位和實時動態(tài)相對定位。靜態(tài)相對定位的操作流程較為簡便，它將地面接收排成一條基線來對需要測量的工程項目進行同步監(jiān)測，并將監(jiān)測結果交由專業(yè)分析的科研人員進行處理。實時動態(tài)相對定位需要在地面安裝連續(xù)接收數據的裝置，并選取較為精確的控制點作為工程測量的控制基站，來對不同角度傳送回到地面的動態(tài)數據進行觀測。

2.2 虛擬現實技術

在以往的工程監(jiān)測過程中，需要通過監(jiān)測人員的實地勘測來獲得數據，部分工程的所在地的地形地勢較為復雜，且氣象因素不穩(wěn)定，容易發(fā)生事故，不利于保證監(jiān)測人員的人身安全。GPS系統(tǒng)中的虛擬現實技術與計算機繪圖技術的有效結合，能夠準確、快速地在計算機中建立起工程測量地周圍環(huán)境的三維圖像，通過分析三維圖像的數據信息能夠更直觀地了解工程測量地的環(huán)境，并準確標出需要注意的安全項目和需要重點監(jiān)測的地區(qū)，避免了監(jiān)測過程中事故地發(fā)生和人力資源的浪費。

2.3 地圖繪制技術

在工程施工的過程中，必須有相應的地形圖進行對照才能保證工程施工的質量，而運用傳統(tǒng)方式繪制的地圖與實際情況相關，通常大小和比例都不盡相同。采用GPS測量技術，能夠實時獲取相應的地形參數，再根據其具體特征進行處理，從而獲得更詳盡的數據，并進行綜合，最后利用繪圖軟件完成制圖[1]。

2.4 施水準點測定技術

在工程測量的過程中，施水準點測定技術也發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)的測定技術事先對預算的考慮不夠全面，會造成施水準點的過程中出現失誤的結果，影響最終數據的準確性，增大成本投入。并且不準確的數據結果也會給施工過程帶來負面影響，從而降低工程的質量。運用GPS測量技術能夠通過衛(wèi)星信號來確定臨時水準點的位置，有利于為實際的測量和施工工作提供標準和規(guī)范，提高施工的水準，促使工程能夠在規(guī)定時間內完成[2]。

3 GPS檢測技術在工程測量運用中的特點

3.1 功能繁多，覆蓋面廣

GPS測量技術的功能較為多樣，不僅可以對工程項目進行定位，還能夠結合計算機系統(tǒng)進行數據的分析、地圖的繪制等。它的應用范圍除了工程測量、汽車導航之外，還能夠對速度、時間等進行毫秒級別的監(jiān)測，隨著科學技術水平的不斷提高，GPS監(jiān)測技術還會不斷創(chuàng)新與其他技術的結合方式，從而更加擴大它的應用范圍。

3.2 準確度高

大量的工程實踐和實驗室成功案例證明，GPS測量技術的數據準確程度極高，如果用載波相位觀測進行靜態(tài)相對定位，其精度在基線小于50km的情況下可以達到1×10-6，并且隨著技術的不斷改進，GPS測量技術的精準程度還會在原有程度上取得進一步提高。

3.3 定時定位

GPS監(jiān)測系統(tǒng)能夠實現全天候的實時監(jiān)測，使得工程項目中物體每一刻的移動速度和位置都能夠被實時記錄并返回科研人員手中，真正實現實時定位。GPS監(jiān)測系統(tǒng)的定時定位功能除了用于工程監(jiān)測以外，還被廣泛地運用于軍事領域，并具有十分重要的地位[3]。

3.4 監(jiān)測時間短

在靜態(tài)相對定位模式中，如果基線在20km以內，單頻接收器的接收時間大約為1h左右，雙頻接收器大約為20min。而在動態(tài)定位模式中，系統(tǒng)初步啟動工作結束之后，每站的觀測時間僅為幾秒鐘。由此可見，GPS測量技術能夠有效縮短監(jiān)測時間，提高工作人員的效率，減少不必要的資源浪費。

3.5 智能化和自動化系統(tǒng)

GPS監(jiān)測系統(tǒng)未來的重要發(fā)展趨勢和當前的主要優(yōu)勢就是智能化和自動化。在GPS監(jiān)測系統(tǒng)中，大部分的機器都不需要人工進行實施管理，設備可以自行完成數據的接收、圖像的建立、數據處理等工作，在監(jiān)測結束之后工作人員只需要關閉設備并進行一定的檢查和維護工作即可，相對于人工監(jiān)測的方式而言更加便利快捷。如果設備進行了長時間的監(jiān)測，它會直接將數據傳輸到處理中心，無須任何其他的操作。此外，監(jiān)測設備的組成都比較簡單，可以減輕外出攜帶的負擔，便于隨時隨地接收、查看和處理各種數據信息，做出最及時的判斷和決策。

3.6 三維地心坐標統(tǒng)一化

GPS測量系統(tǒng)能夠避免傳統(tǒng)測量過程中出現測量方法不統(tǒng)一的問題，將不同的測量方法進行整理和統(tǒng)一，使之形成與觀測對象特點相匹配的統(tǒng)一測量方法。GPS測量系統(tǒng)不但提供了有關水準面和高程測量的新思路，還為精密導航、航空物探等領域的進一步發(fā)展提供了技術支持。

3.7 全天候工作

GPS安裝的衛(wèi)星有24個，在地球表面形成了全方位覆蓋的信息網，因此它能夠全天候對任何時間下的任意地點進行監(jiān)控，但是如若受到惡劣自然天氣的影響，監(jiān)測結果也會出現一定的偏差。

4 結語

綜上所述，GPS測量技術是工程測量的重要支撐技術，它不僅能夠保證測量的速度和測量數據的準確程度，還能夠節(jié)省測量時間，減輕科研人員的工作壓力，為企業(yè)減少不必要的成本開支。在今后的發(fā)展過程中，GPS測量技術也會不斷成熟和完善，并且進一步拓寬應用的領域，為便利人們的日常生活做出越來越重要的貢獻。因此，企業(yè)和國家要樹立起對GPS測量技術的重視意識，通過研究和分析相關的資料加深對這一技術的理解，加大技術研發(fā)和成本投入，加強技術運用過程中有關經驗的溝通和交流，才能加快GPS監(jiān)測技術的創(chuàng)新和發(fā)展速度，提高國內工程項目的完成質量，促進經濟發(fā)展。

參考文獻

[1] 文超.淺析GPS測量技術及其在工程測量中的應用[J].工程技術：全文版，2017（1）：236.

[2] 高宇翔.淺談GPS測量技術及其在工程測量中的應用[J].工程技術：引文版，2016（9）：291.

[3] 梅潤杰.淺談GPS測量技術在工程測量中的運用[J].工程技術：全文版，2016（12）：226.