淺析GPS測量技術在工程測量中的應用

夏斌

摘 要：隨著我國經濟水平的飛速發(fā)展、人民生活水平的日益提高，我國的基礎設施建設水平呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢，越來越多大型、復雜的房屋、橋梁、道路等出現(xiàn)在人們的視野。這些建筑工程技術的實現(xiàn)與工程測量技術的發(fā)展密不可分，特別是GPS 測量技術的應用，使工程人員能夠更加快速、便捷、準確的完成工程測量工作。

關鍵詞：GPS測量技術；工程測量；應用

我們所運用的GPS也就是人們生活中常見的全球性的定位系統(tǒng)，GPS技術的實現(xiàn)主要取決于環(huán)球通訊衛(wèi)星系統(tǒng)以及與之有關的無線設備，通過系統(tǒng)性的技術為使用者提供精準的導航數(shù)據?，F(xiàn)階段，科學技術水平不斷得到完善，人們也把很多前沿的科學技術運用到了GPS系統(tǒng)中，這樣一來，GPS技術的精準性得到了改善。同時，GPS技術也被運用到了工程測量中，下面將針對這一技術的使用進行介紹。

1 GPS測量技術的簡介

1.1 GPS系統(tǒng)的構成

GPS系統(tǒng)的構成單位主要是空間衛(wèi)星、監(jiān)控設備和衛(wèi)星接收信息儀器，這三種構成單位嚴重影響著整個GPS系統(tǒng)的運轉。一方面，空間衛(wèi)星的作用是給GPS提供相關的衛(wèi)星信息，人們還專門建立了衛(wèi)星群，以確保衛(wèi)星信號的接收，這樣一來人們就能隨時獲取衛(wèi)星信號了。另一方面，人們把GPS系統(tǒng)中的地面監(jiān)控設備以及衛(wèi)星接收信號器看作是使用者的使用設備，主要被用來接收信號，并且通過信號做出定位分析，讓使用者更清楚當時的地理信息以及交通情況。

1.2利用GPS系統(tǒng)進行測量的原理

利用GPS系統(tǒng)進行測量的原理并沒有想象中的困難，通常是根據高軌測距體系，把需要測量的地點與空間衛(wèi)星的距離看成基本的觀測量，進而測量與之有關的觀測數(shù)據。通常情況下，人們會優(yōu)先考慮使用偽距測量或載波相位測量來獲得有關的觀測量。偽距測量是根據接收儀器獲得的衛(wèi)星信號來測量觀測站與空間衛(wèi)星間的距離，這樣人們便能獲得基礎觀測量。但是在實際使用時，偽距測量法容易出現(xiàn)很大誤差，所以，現(xiàn)階段在利用GPS進行測量時很少用這種方法。相反，載波相位測量是利用GPS衛(wèi)星信號的傳播來判定位置的，和偽距測量方法相比較，這種方法的測量結果更加精準，因此在人們的日常工程測量中，會優(yōu)先考慮使用載波相位測量方法。

1.3 GPS測量技術的特征

1.3.1 定位準確性高，觀察時長短

GPS測量技術在廣泛運用中得到了不斷提高，為了讓GPS技術的定位功能更加完善，人們還利用了很多前沿技術來改進，使得現(xiàn)有的GPS測量技術更有優(yōu)點；通常大多數(shù)人在使用GPS測量技術進行工程測量的時候，都會使用快速靜態(tài)定位方式，以此來節(jié)省觀測時長。

1.3.2 操作較為簡單

在進行具體操作時不難發(fā)現(xiàn)，GPS測量技術有自動化優(yōu)勢，操作流程簡便，使用者只要能做到以下要求就可以了。首先，認真收集氣象數(shù)據；其次，認真安裝并檢查好開關設備；第三，測量設備的高度；最后，及時檢測設備在運行時的狀態(tài)。比如：部分工程通過衛(wèi)星獲取信息、觀測及跟蹤等這類工作都可以利用GPS測量技術的自動化來完成。觀測好后，工作人員關閉電源、收好儀器，數(shù)據采集就輕松的完成了。因此，利用GPS測量技術進行工程測量既能提高精準性，又可以縮短工作時間，有利于工程測量朝著自動化方向發(fā)展。

2 利用GPS測量技術進行工程測量的具體應用

2.1 判定工程水準點

普通的施工單位通常選擇傳統(tǒng)的測量方法來判定工程的水準點，因為傳統(tǒng)的測量方法沒有實際考察及合理評估，所以所測的水準點和實際距離相差太大。一般情況下，施工單位確立好的水準點范圍是0.1km～0.5km，但由于水準點距離太大，準確性低，常常會影響正常施工。利用GPS測量技術判定水準點主要依靠空間衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?，這樣可以加快工程觀測的進度，提高工程測量的準確性。這種方法的關鍵在于安裝天線、放置接收設備，且及時做好觀測記錄。針對一些大型工程測量，就可以使用GPS測量技術，充分觀察及研究衛(wèi)星傳回來的照片，全面剖析路基高度，結合工程路段的地理信息，順著路段在每個200m處建立一個臨時水準點。

2.2 確立工程測量的觀測時間

GPS定位系統(tǒng)的工作原理是通過衛(wèi)星的空間位置，觀測GPS與接收設備間的距離，以此求出接收站的坐標。不光要有可視衛(wèi)星，而且觀測衛(wèi)星和觀測站所形成的圖形要有強度，但該強度不超過標準，這樣才能確保精準度。由此可知，在觀測時要根據三維坐標選擇合適的觀測點與觀測衛(wèi)星，這樣才能確立工程測量的最佳觀測時間。

2.3 GPS 定位技術應用

GPS 定位技術在工程測量實踐中的應用原理是把物理和幾何學科的相關基本原理進行結合，通過GPS 系統(tǒng)的地面接收裝置和空間衛(wèi)星對測量對象進行多角度定位。目前，工程測量實踐中所應用的GPS 定位技術主要有：實時動態(tài)相對定位和靜態(tài)相對定位。靜態(tài)相對定位是由多臺地面接收裝置排成一條基線，對目標對象進行同步觀測，觀測時間可達45 分鐘左右，最后由專業(yè)的技術人員對測量結果進行統(tǒng)計與處理。靜態(tài)相對定位具有操作流程相對簡單的優(yōu)點。實時動態(tài)相對定位根據載波相對觀測量，選取較為精確的控制點位當作工程測量的控制基站，安裝地面連續(xù)接收裝置對不同角度傳送的實時動態(tài)信息進行連續(xù)的觀測。一般GPS 系統(tǒng)擁有24 顆環(huán)繞地球運動的衛(wèi)星，在10°以上的水平角觀測點能夠接收到七顆衛(wèi)星信號。但如果接收站附近有建筑物等遮擋物，會因為接收裝置觀測到的衛(wèi)星數(shù)量變少導致接收機難以定位。因此，在必要時GPS定位技術可以和慣性導航技術相結合以發(fā)揮更好的測量效果。

2.4 道路中線放樣

從大比例尺帶狀地圖定線以后，設計人員需從地面標定出公路中線。若采用GPS 實時測量來實現(xiàn)此操作，設計人員僅需把中樁點坐標輸入GPS電子手簿，此時放樣點的點位便會被系統(tǒng)軟件自動定出來。各點要求被獨立完成測量，因此累計誤差難以產生，如此便可確保各點的放樣精度相當。眾所周知，道路路線包括緩和曲線、直線、圓曲線三部分，因此道路中線放樣過程，應該依次輸入各主控點樁號、起終點的方位角、緩和曲線距離、直線段距離、圓曲線半徑，外加GPS 電子手薄能夠完成所有工作，如此便可降低放樣操作的難度，實踐表明，上述方法具有簡單實用的優(yōu)點，同時若各曲線段或者直線段間需要加樁，僅需輸入目標點的樁號即可。

3 GPS技術在測繪工程相關領域中的應用現(xiàn)狀

GPS技術雖然相對于傳統(tǒng)測量技術有很多優(yōu)點，但是在很多方面也存在很多缺陷。首先是測繪工程的檢測，GPS測量技術只能在工程完成之后對工程進行檢測，事后控制會有可能錯過工程中存在的問題的解決的最佳時機，一般等到工程即將結束之后才發(fā)現(xiàn)問題，將極大地提高工程建設的風險性。此外，在實際工程測繪檢查中，檢查嚴謹性不高，導致很多需要重點檢查的程序都沒有落實到位，可能出現(xiàn)測量單位失誤。另外，工程測繪是一項工作復雜，內容繁多的測量工程，因此測繪工程需要投入大量的員工和資金。隨著技術的發(fā)展，工程的施工工期都比較短，測量工作經常性地因為某些技術人員自身以及工程建設本身的原因，導致測繪工程中還存在諸多問題。

4 結束語

科學技術的進步帶動了GPS測量技術的發(fā)展，GPS技術的使用不僅能提高工程測量的精準度，還能確保工程測量的質量，有著較大的優(yōu)勢。但這項技術也有部分缺點，因此，在運用過程中要不斷完善，以實現(xiàn)GPS測量技術的價值。

參考文獻

[1]湯棟梁.GPS測量技術在工程測量中的應用研究[J].科技經濟導刊，2019，27（17）：77.