浅析工程测绘中GPS技术的应用

摘要：科学技术的发展促使工程测绘更趋于自动化和数字化，也提高了工程测绘的效率。GPS技术作为新型工艺被广泛应用于工程测绘领域。GPS技术利用其时间短、精度高的优势，在工程测绘的诸多方面取得了很大的进展。本文从GPS技术的工作原理和特点出发，详细阐述了其在工程测绘领域的实际应用问题。

关键词：GPS技术；工程测绘；实际应用

中图分类号：P2 文献标识码：A

GPS技术是一项新型数字信息化技术，被广泛应用在军事国防领域和民用建筑领域。随着GPS技术的定位技术不断改进和发展，其在工程测绘领域的应用也越来越广泛。GPS技术的应不仅提高了工程测绘的质量和效率，也为建筑工程和工程控制提供了技术支撑。[1]

1.工程测绘中的GPS技术简述

GPS技术的英文全称为Global Positioning System，即全球卫星定位系统。它的技术要点就是地球卫星定位和无线信号传播。地球卫星上设置了无线信号发射台，发射台发出无线信号，形成卫星导航定位系统。GPS技术利用无线电测距交会原理，将三颗卫星确定的空间位置传播到无线信号接收装置上，完成物置的精确测量。GPS技术在全球主要由三部分构成：空间卫星定位系统、地面接收系统和用户设备。

GPS技术主要的工作方式就是测距交会法，即将GPS接收机安装在选择好的某个地点，接收GPS卫星发射的定位信息。GPS卫星会随时对外发射定位信息，一般GPS接收机接收3个卫星的信息即可确定某一方位。GPS接收机在某个时间点接收到三个GPS卫星的路程距离，并得到GPS卫星与地球的相对位置，最终确定某个地点的三维坐标。GPS技术一般使用两个坐标系统，即空间固定坐标系统和地固坐标系统，这两个系统之间可以相互转化，从而确定某个物体的具置。

GPS技术能够实现实时性导航，还能精确得得出时间和位置，实现全天全球持续测量定位。GPS技术的这些优点推动了测绘技术的全新发展。其不仅运用于军事领域，也广泛运用于民事领域。GPS技术在工程测绘领域内的使用，不仅提高了工程测绘的质量和效率，还拓宽了工程测绘的服务范围。

2.工程测绘中的GPS技术的工作特点

GPS技术比传统测量方法更加准确和先进，在实际使用中也更加迅速便捷。GPS技术还需要与计算机、网络技术相结合，这样也促进了GPS技术的自动化和数字化，同时降低了GPS技术的技术难度，促进了GPS技术的使用和传播。[2]

2.1 时间短

GPS技术采用双频接收机接收测量数据，相较传统的静态相对定位模式，同样的观测基线内，GPS技术的测量接收时间减少了2/3。GPS技术采用实时动态定位模式，使用流动站的方式接收信号，初始化观测后5分钟之内即可定位，每一站观测时间只需几分钟。时间代表着效率，GPS技术的使用大大提高了工程测绘的工作效率。

2.2 用途多

GPS技术拥有测绘、导航、时速测试、动态三维定位、三维测速等诸多功能，能够根据不同的用户提供不同的服务。GPS技术的不断完善也促使其使用领域越来越广泛。GPS技术的导航定位功能不仅涵盖了海陆空三维空间，还实现了运动目标的监控。GPS技术在搜寻救援工作中也发挥着巨大的作用。GPS技术在工程测绘中的使用也十分广泛，包含地貌测绘、变形监测、航空摄影和海洋测绘等多个领域。

2.3 操作简单

GPS技术与计算机和其他先进技术相结合，使得相关操作实现了自动化和数据化，操作人员能够通过相关软件对设备进行控制，减少了人工操作的误差。GPS技术不断改进和完善，其集成化程度也得到了一定的提高。在工程测绘的实际运用中，GPS技术比传统的测绘技术更容易操作，操作步骤和操作方式都得到了简化。

2.4 具有实时性

GPS技术导航定位系统实现动态目标的实时测量，对运动物体的三维位置和三维速度都能及时捕捉，能够实现运动物体的实时监测，控制运动物体的运行轨迹，还能够为用户提供最佳运行路线。[3]

2.5 自动化

GPS技术运用先进的计算机技术和网络传播技术，其接收机实现了智能化，只需人工完成安装、开关操作、天线高的量取等工作即可，其他工作如跟踪、捕获、测量、记录都由GPS设备自动完成。当观测记录工作结束后，只需关闭电源、整理设备即完成了室外测量工作。GPS技术还能实现长时间无人观测，实现观测的持续性、实时性，GPS设备将数据实时传送给数据处理中心，实现自动化数据采集。

2.6 准确性高

相较于传统的导航定位系统，GPS技术技术的准确性更高。根据实际中所得测量数据显示，GPS技术测量数据的确拥有很高的准确性。如果利用GPS技术测量300m到1500m的工程，测量时间在1小时以上时能够将测量误差减少到1mm。

2.7 效率高

GPS技术仍然在不断的开发和发展，相关软件和先进技术被不断引入到GPS技术的使用中。通过GPS技术在多领域中的使用，各方面技术在实践中得以完善。计算机技术和相关软件的使用使得电子测量效率得到大幅提升。

3.工程测绘中的GPS技术的实际应用

工程测绘工作的运用领域也十分广泛。在市政工程和桥梁建设中大量使用了工程测绘技术。GPS技术的诸多优势也使工程测绘的运用范围越来越广。GPS技术在工程测绘中主要有三种技术类型。初级技术是利用静态方法进行快速测量，建立沿线整体控制。中级技术主要对在堤坝、渠道、闸门等场所建立施工控制。高级技术是运用REK技术，实现实时动态定位。GPS技术在工程测绘中的应用前景十分广阔，其技术使用面临着诸多机遇与挑战。

我国的许多建设工程的工程测绘都使用了GPS技术，其运用流动站的接收机，动态有效的采集GPS技术观测数据，并及时传输数据，进行数据处理。GPS技术在工程测绘中的应用主要反映在以下几个方面。

3.1 变形监测

工程变形是许多工程建设中常见的问题。造成工程变形的原因有很多，地质因素、地壳运动、人为因素都会造成建筑设施的变形和移位。GPS技术的三维定位法能够利用高精度的数据测量将建筑物的变形情况反映出来。工程变形的种类繁多，诸如建筑物、大坝的变形，资源开采区地面下，海上建筑物的沉陷等。GPS技术能够实现实时监测，将监测数据及时输送给数据处理中心，有利于及时采取措施，防止事故的蔓延。

GPS技术定位快、精度高，能够将建筑物变形数据以最快的速度反映到数据处理中心，实现测量的自动化和数字化。GPS技术能够在建筑物一定间距内分段设置基准站和监测点，GPS技术在基准站设置了GPS接收机，能够连续性的自动检测，将数据以最快速度传输给数据处理中心，实现数据的自动测量和自动传输。

3.2 水下地形

在海洋资源工程设计及码头、海岸设计中，经常需要用到水下地形。传统的工程测绘主要利用测深仪，依据超声波进行水深测量。GPS技术技术则运用GPS数据进行水下地形图的测绘、水深的测量和平面位置的三维位置确定。GPS技术利用差分GPS定位系统进行地下水形测量，差分GPS接收机接收GPS卫星定位系统的信号，通过基台矫正数据误差，在船舶行驶之前，输入测量地段的起始坐标，计算机将输入的测量坐标进行转换，计算出所需参数。GPS技术设备显示出航行路线、导航和基线方向角等数据。船舶行驶过程中，计算机机型实时测量，并根据导航监视器进行方向修正。计算机系统能够随时记录和保存数据，实现水下地形的实时测量。

3.3 精密工程

GPS技术拥有测量速度快、精度高和操作简单等优点，在精密工程的工程测绘中运用也十分广泛。GPS技术不仅应用在工程的设计勘查方面，还应用在工程设备的安装和测量试验中。在进行工程设备安装和桥梁、隧道工程中，GPS技术起着十分重要的作用。如在公路、铁路、城市地铁、海底隧道工程中，GPS技术能够进行精确的控制检测，为工程的建设提供精密的数据。在隧道工程建设中，利用GPS技术确立好基准方向，决定隧道的开挖方向，保证隧道工程的准确度。

3.4 网形设计

工程测绘总的控制网设计需要利用GPS技术实现点与点的通视，能够灵活准确的设计图形。当进行GPS数据测量时应当选取视野开阔的地方便于接收信号，避开大片水域和高压线的干扰。GPS技术需要三个网点和地面控制网点重合，通过坐标转化成参数。GPS技术能够进行无线定位，利用独立观测边，进行图形设计。增加检核条件，实现控制网的可靠性。

3.5 数据处理

GPS技术利用外业检核保证数据收集的准确性。当一项测量工作完成后，数据的收集和处理也是工程测绘的重点。GPS技术能够实现数据的自动化检测，排除不必要的数据，按照标准进行重测和补测。GPS技术能够建立数据模型，进行数据处理，利用计算机和软件技术对数据加以处理实现数据处理的自动化和高效性。

4.结语

GPS技术的引入和应用为工程测绘工作提供了新的应用领域和新的技术手段。GPS技术拥有时间短、测量速度快、精度高等优点，在工程测绘的多个领域内都得到了广泛的使用。GPS技术的不断完善和发展也将为工程测绘工作带来更为广阔的应用前景。

【参考文献】

[1]袁同增.试析工程测绘中GPS技术的应用和改进[J].房地产导刊,2013,11(01):78-79.

[2]张毅.工程测绘中GPS技术的应用[J].低碳世界,2013,15(02):155-156.

[3]聂小林.浅析GPS技术在房屋工程测绘中应用[J].科技资讯,2012,2(01):135-136.