GPS测量技术在工程测量中的应用

吴方东　杨秀杰　韩善峰

摘要：目前，GPS测量技术已经在工程建设领域得到了广泛的应用，了解GPS测量技术的技术特点和应用手段，对于工程建设发展有着积极的意义。为此，本文对于GPS测量技术的特点、类别和在工程测量中的应用进行了简单的阐述。

关键词：GPS；测量技术；工程测量；应用

随着我国经济水平的飞速发展、人民生活水平的日益提高，我国的基础设施建设水平呈现快速发展趋势，越来越多大型、复杂的房屋、桥梁、道路等出现在人们的视野。这些建筑工程技术的实现与工程测量技术的发展密不可分，特别是GPS测量技术的应用，使工程人员能够更加快速、便捷、准确的完成工程测量工作。

一、GPS测量技术的概念与特点

（一）GPS测量技术的概念

GPS技术的出现与发展，为工程测量技术带来了革命性的变化，从根本上改变了工程测绘的工作方式。例如RTK设备以及其他利用GPS技术进行的精密工程测量、工程变形监测等都是GPS技术在工程测量领域的应用。GPS测量技术应用的是全球卫星定位系统，以此为基础进行点坐标的测量和高程的测设。

（二）GPS测量技术的特点

首先，GPS測量技术具有操作简便的特点。GPS技术集成了大量自动化，智能化的信息技术，因此使用起来简单方便。操作时，工作人员只需要输入简单的指令便可以获得测量点的空间信息，同样可以通过空间信息寻找未知点。

然后，GPS测量技术具有快速精准的特点。使用动态相对定位技术，如RTK技术等，测量人员最快只需几秒钟便可以获得测量点的坐标与高程信息，而且精度高于传统的光学测量法。

最后，GPS测量技术无需测站之间通视。GPS测量技术由于使用电磁波信号作为测量手段，因此避免了传统光学测量手段需要观测者和测量点需要通视的缺点，即使多个测量目标之间存在障碍物也不妨碍测量的进行。

二、GPS测量技术的分类

（一）静态相对定位

静态定位技术指的是，对于静态测量点，使用两台及以上接收器，通过全球卫星定位系统对测量点的位置信息进行处理与计算，最后得到测量点的准确空间信息，同时，通过与某已知点位置信息的结合处理，能够得到其他测量点的位置信息。由于静态相对定位技术具有较高的精准度，因此在工程测量领域应用的十分广泛。

（二）动态相对定位技术

动态相对定位技术是指运用GPS技术对于移动物体进行位置、速度、加速度以及时间参数的测定。通过在运动物体上安装GPS信号收发装置，便能够通过全球卫星定位系统在该物体移动时获得其运动数据。与静态相对定位技术的区别是，动态相对定位技术需要在测量对象上安装GPS信号收发装置。

（三）RTK技术

RTK技术中文全称载波相位差分技术，是目前在我国建设工程领域测量工程中应用最多的GPS相关技术，已经被普遍运用到地图测绘、工程点测设等领域。RTK技术具有操作简单、设备轻便的特点，只需一人便可完成操作。通过手持地面终端，既可以测量被测点的空间信息数据，又可以通过坐标信息测设目标点，同时还可以使用计算机软件将测得的空间信息形成地形图。

三、GPS测量技术在工程测量领域的应用

（一）GPS测量技术的外业操作

GPS测量技术的外业操作包含选点和观测两个主要内容，通过正确的选点和准确的观测，便能够获得有效的测量结果。

1.选点的要求

前文提到，使用GPS静态相对定位系统时，需要设置两个及以上数量的观测点，选点的位置对于测量的准确性有着较大的影响。

进行选点操作时，首先要保证GPS测量设备的位置正确，通过了解GPS测量设备的使用要求可知，在室外空间使用GPS测量设备时，设备上部15度角范围内不应存在任何遮挡物体，以免影响GPS设备对于卫星和基站信号的接收。放置GPS测量设备的点位应为工程关键点，不应选择次要工程点，更不应随意放置设备。在选点过程中，最好能够保证两个测量点之间连通无障碍，以便于之后测量工作使用，但是即使不能满足也要求对于测量结果不会产生影响。

由于GPS测量技术使用的是电磁波信号作为测量载体，因此最好避免测量过程中在测量区域内使用大功率电器，同时需要注意的是，高压输电线路以及变电站等设施也会对GPS测量设备的信号产生影响，降低测量精度和准确度，因此使用CPS测量设备进行测量时，需要注意避免设备受到高强度电磁辐射干扰。

观测点的选择还应遵循交通便利、地面基础稳固的原则，这样既方便测量人员的操作，也避免了放置在观测点上的设备因为受到地面塌陷、震动等情况影响测量精度。

需要注意的是，在观测点设置完成后，需要对其进行明确的标注，使得具有相同标注的设备能够做到互相对应。同时，要在图纸上标出测量点的位置，便于之后的测量和数据处理。

2.观测的要求

观测过程中，首先需要将信号接收天线进行合理的放置，然后打开仪器进行测量工作。由于GPS测量设备在工作过程中容易收到天气的影响，因此在使用GPS测量设备时需要注意观测天气，并做好气象观测记录，一边在数据处理时能够修正天气因素对测量数据的影响。为保证测量数据的准确，每一测量点的测量时间不应太短，必须保证测量数据结果的可靠性。测量的数据结果应及时保存，以免丢失。

（二）数据处理

GPS测量技术的数据处理过程为：①将获得的数据输入计算机；②数据预处理；③基线计算和GPS消差；④获得最终结果。

需要注意的是，首先，将数据输入计算机之前需要人工进行数据分类，筛选出本次数据处理不需要的数据，避免多余数据对计算结果产生影响。然后，输入计算机的数据需要进行格式的统一化，保证输入计算机的数据具有统一的、计算机能够识别的数据。最后，需要将调整好格式的数据进行二次筛选，剔除误差较大的数据，避免其对计算结果产生影响。

结束语

目前我国的工程呈现巨大化、复杂化的趋势，因此对工程测量的精度和准确性有着越来越高的要求。GPS测量技术的出现克服了传统工程测量技术的种种缺陷，为我国的工程建设领域提供了非常优越的技术支持。提高GPS测量技术的测量精度和测量效率，能够为我国工程建设的发展起到更加积极的推动作用。

参考文献：

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