GPS技术在测绘工程领域中的应用研究

摘要：在测绘工程领域应用GPS，能够给测绘各项工作的开展带来很大的便利，引发测绘工程领域重大变革。本文先是论述了GPS系统组成、技术定位原理、技术特点，然后对测绘工程技术的发展以及改进过程进行阐明，分析研究GPS技术在测绘工程领域中的应用，旨在拓宽其在现代测绘工程中的应用规模。

关键词： GPS技术；测绘工程领域；应用研究

中图分类号：P24 文献标识码：A 文章编号：

GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，除广泛应用于军事、民用交通导航等方面外，还能在地籍测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查等测绘工程领域发挥出无可比拟的测量优势。利用GPS技术进行测量可以在特定情况下不受通视、气候、白昼等条件的限制，提高了测量工作的效率，降低了劳动强度。因此，测绘工程的发展离不开GPS技术的应用。

1.GPS技术的概论

GPS又称为全球定位系统（Global Positioning System），由美国在20世纪70年代进行相关系统研制，在1994年全面完善，是海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

1.1GPS系统组成

卫星空间部分、地面控制系统和用户终端设备就是GPS系统的组成成分。卫星空间部分是由21颗工作卫星以及3颗在轨备用卫星组成的，这些卫星采用与运行轨道倾角55。平均分布在6个距离地球表面2.02*107m的轨道面的方式，借以覆盖整个地球表面空间，便于全方位的定位；地面控制系统设施主要有监测站、主控制站点以及地表电线等等；用户设备有GPS接收机、数据处理软件和终端设备等构件组成的。现阶段我国采用的是WGS84坐标系统。

1.2 GPS技术定位原理

此系统的运行原理为：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息用户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置三维方向以及运动速度和时间信息；将高速运动卫星顺势位置当做已知的起算数据，运用空间距离后方交会的形式，达到确定待测位置的目的。

1.3 GPS技术特点

GPS系统具有以下主要特点：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。其所体现的功能有：一是能够任意加载不同的遥感影像图、原有矢量图、扫描地形图等，还能自行进行接边和智能化生产缩略图；二是可以开展资源调查属性库自定义、点线面土层定义管理等操作；三是能够进行高精度面积、两点间距离等参数的测量；四是合理确定高精度的野外测点与配准；五是有效进行不同数据之间的格式转换、不同坐标体系的相互转换，从而实现了信息资源勘探的无纸化和自动化。

2.现代测绘工程领域测绘系统的形成

2.1形成动因

在现在测绘技术不断改进与应用过程中，测绘工程中那种凭借经纬仪、水准仪、平板仪等原有测绘工具而开展各项测绘工作方式已经不再适应时代的进步，需要运用全新的测绘技术来推动测绘工程领域的全面发展。

2.2技术核心

现代化测绘技术核心内容就是GPS技术、遥感技术以及地理信息系统。GPS技术以及遥感技术能够将先进的卫星系统、航天技术、现代化通讯系统、传感器研发技术等有效整合，而发挥出强大的测绘作用；地理信息系统包含计算机技术、网络技术、数据库技术、空间分析学科、模拟学等多个方面的内容。这种技术是现代化空间技术以及信息技术的综合体现，已经成为我国高新技术体系中重要应用技术之一。

2.3发展方向

测绘工程所用测量仪器正逐步走向自动化、智能化、网络化、数字化的发展道路，原有的那种光学测量仪器渐渐被更换。例如，全站仪就是将测距仪与电子经纬仪综合一起而形成的测量仪器，在具备电子测距以及测角功能的同时，还拥有自行对数据进行记录、运算以及保存的功能，提升测绘工程的工作效率。

3.GPS技术在现代测绘工程领域中应用

3.1实现测绘工程控制测量系统

在测绘工程领域中，GPS技术已经应用于大范围的控制测量方面。GPS系统中的接收机将数据传输的天线、线路电源等设施有效联系起来，形成一体化的控制测量系统。

3.1.1“超站仪”的应用

把全站仪与GPS系统整合一块就产生了“超站仪”，从而对测绘工程野外工作模式进行改变，完成相关区域的控制测量、碎部测量以及施工放样一体化作业模式，达到无缝衔接作业的目的。

3.1.2三维激光影像扫描仪的应用

这种仪器能够较为快捷、可靠、精确地收集到被识别物体的三维空间数据，可以有效应用于水坝监测、桥梁工程变形以及开挖容量监测、城市数字化测量等测绘工程领域的多个方面。

3.1.3其它仪器的应用

高精度高程测量现在虽然依然采用几何水准测量，但是水准测量的仪器实现了数字化以及自动化。在数字水准仪增设条码标尺，可以自动调整，实现观测过程自动化和测量结果数字化。

3.2 建立地面控制网点

采用GPS静态相对定位技术，在地面控制系统内部增设控制网点，可以有效应用于高层建筑形变监控、水利工程大坝形变监控、不同隧道贯通监控等测绘工程项目。测站间无须通视GPS测量不要求测站之间互相通视只需测站上空开阔即可因此可节省大量的造标费用。由于无需点间通视点位位置可根据需要可稀可密使选点工作甚为灵活也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。

3.3 GPS技术在工程测量中的应用

在各种测量工程中，采用GPS技术能够测量工程项目的时间、速度、地籍数据信息测绘，如水下地形测量、地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测及浮动车数据。还可以利用GPS定期记录车辆的位置和速度信息，从而计算道路的拥堵情况。应用GPS RTK技术来绘制不同比例尺大小的地形图，有效解决一般地籍测量技术存在的局限性。GPS具备的网状结构并未对其技术测量的数据精度造成影响，这样调整GPS仪器精度与等级控制精度相一致，就可使GPS测量网点达到地籍测绘的标准。

3.4 GPS技术在地球动力学测量方面的应用

GPS可应用在全球和区域尺度的板块运动监控。在国内，科研工作者已逐渐将GPS技术用于监控南极洲的板块运动，青藏高原地区的地壳变动也得到了实时跟踪监测。

5.结束语

卫星导航将在众多领域如航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等方面的应用都会有很大的发展空间。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域，进而体现了的社会效益与经济效益。

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