探讨工程测绘中GPS技术的应用

丁喜华

摘  要：科学技术的发展十分迅速，而测绘工程在新型科学技术的驱动下也得到了快速发展。在工程测绘技术中，GPS测量技术所发挥的作用十分显著，能够实现测绘工作的高质量、高效率完成。鉴于此，文章入手于工程测绘GPS技术原理，结合其技术优点与运用流程，探讨了GPS测量技术在工程实际测绘中的具体应用，以期进一步发挥GPS测量技术的优势。

关键词：工程测绘;GPS技术;应用探讨

中图分类号：P228.4 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）05-0166-02

随着GPS测绘技术的广泛应用，工程测绘工作效率及测量精准度得到了进一步提升。相对于传统测量技术而言，GPS测绘技术具有高技术含量、高精确度及较短测量时间等优势，具体应用实践中，将传统测量技术充分结合现代电子技术，能将重要的技术前提供于构建工程控制网使用，为测量结果提供了科学与精确的保障，其发展前景十分良好。

1 GPS技术原理

就GPS而言，以空间位置布置为依据可划分为卫星轨道、地面接收控制点及用户信号接收装置等三个不同层次。一个完整的系统是由数量一定的卫星组成的，可全面化实现用户测量区域的覆盖，用户将测量需求提出后，地面接收控制点会将发射自空间卫星的定位导航信号接收，用户仅需将GPS接收终端设备打开便能实现所需位置信息的获取。就位置测量、导航定位等各类需求而言，通过此类方式的运用可实现有效满足。

定位是GPS技术的核心，以各类定位方式为根据，可划分为两种定位，即相对与绝对定位，这两类定位都有着极高的测量精度[1]。各类定位方式有着不一致的应用，具备的特点也有显著差异。以几何空间理论为核心的相对定位，需在明确三个卫星距离及测量目标的基础上，结合数学知识理论对测量位置信息进行推断;绝对定位则是以海拔、经纬度等信息为根据对测量位置的空间坐标进行明确。

2 工程测绘中GPS优点及应用流程

2.1 工程测绘中GPS优点

其一，高精确度。GPS技术在静态测绘法的运用下，能够达到传统测量技术无法达成的毫米水平的精确测量。这也进一步突出了GPS技术的高精确度。其二，高效率、测量速度快。GPS技术衍生了相应的软件，传统测量技术要求多为测量技术人员合作才可完成测量，而GPS技术在软件的辅助下，仅需一两名技术人员即可完成，且能减少失误率和测量时间，测量效率更高。其三，操作简单、方便且快捷。GPS技术自动化程度日益提升，人员操作也更为便捷。在测量领域完成对应仪器设备的安装并将电缆接通，通过对天线高度、天气现象的观察即可将测绘工作轻松快捷地完成。

2.2 工程测绘中GPS应用流程

首先，测量点的科学定位。GPS测量技术运用中，需对各方面因素予以考虑，并完成最佳测量点的科学选择，以便為测量点定位视野提供良好开阔性的保障，方便相关设备工作的安装，以免电磁波干扰等问题出现在GPS设备传输信号接收过程中[2]。而在完成了测量点定位后，需将相关数据详细记录，以为后期测量提供重要依据。此外，测量标志构建。测量人员需对工程测绘实际环境状态予以考虑，通过对以往GPS测量技术工作经验的科学应用，落实测量标志的构建。其次，测量观察。GPS测量技术的运用是以室外操作为主，因此测量工作人员需以室外观察规范标准为依据严格进行测量，以此确保工程测绘质量;最后，数据分析。在计算机的运用下对GPS测量所获数据进行分析，在对各项参数分析的基础上为工程测绘提供精确度保障。同时，在外业监测系统的运用下进一步分析数据，促使数据精确性更高，与同工程测绘具体状况具有更高契合度。

3 工程测绘中GPS技术的具体应用

3.1 虚拟现实技术

工程测绘工作多开展于户外，由于天气予以地形状况相对复杂，会大幅度增加测绘工作的难度，如此一来测量数据信息也就不具备精确性保障，严重时甚至还会引发安全事故。GPS虚拟现实技术的应用，可有效解决这一系列问题，该技术具有交互作用的特点，且十分逼真，可构建相对复杂地形区域的三维图像，同时还能细致地观察区域细节。依据三维图像不仅可形象的现实所需测量的项目，同时也能提出测量中可能存在的安全问题。依据虚拟图像显示方式，可对各项重点测量项目进行直观把握，进而对各类可能出现的安全事故提前进行预测，并制定有效的处理措施，实现事故发生率的降低、事故影响与损失的减轻。此外，提前落实三维模型方式的构建，有利于测量方案可操作性的提升，能为其提供安全性、技术性保障。依据该技术，可准确找出测量方案中隐藏的安全问题，通过及时纠正、处理，为测绘方案提供更为显著的可行性、完整性保障。

3.2 GPS外业测绘

采取GPS定位技术开展外业测绘时，合理测量点的选择十分关键，在正确选择了前期测量点后，即可顺利开展后期的观测工作，并确保测绘结果的精确性，将因不必要的步骤而产生的资源与时间耗费节省[3]。因此，在开展测绘工作时，首先需将各方面准备工作全面落实，如完成测绘地区地理位置信息、标架与标型的收集等。此类准备工作落实之后，有利于选点精确性的提升。观测期间，GPS技术的运用是以开机观测、无线安置方式为主，该环节与传统测试项目中环节不同，在GPS安置中必须以选定的定位点为依据严格进行安置，就三脚架上安置的GPS设备而言，应与定位点垂直位置保持一致性，通过铅锤等辅助工具能为其提供准确点位的保障。此外，天线基座也应对准标志上方中心，随后方可开展测绘。具体测绘实践中，方向应变换三次且都不同，随后将每一个不同方向的观测依次固定。

3.3 工程测绘中GPS定位技术的应用

就该方面的应用而言，通过有效结合物理学与几何学原理，并借助分布于空间中的卫星进行遥感测量，通过接收设备接收并处理测量数据，可实现多角度定位及数据测量。GPS技术应用于工程测绘中主要包含静态相定位和实时动态相定位。就静态相定位而言，是在地面安置多台接收设备，依据一定规律排列为一条或多条基线后进行观察;而实时动态相定位是以载波相对观为依据进行测量，控制基站是以位置精确的控制点为主，借助地面接收装置可实现实时动态数据的多角度接收。就每台接收装置而言，三维定位要求同时接收不低于4颗卫星数据，当地面接收装置周边障碍物存在数量越少时，能接收的卫星信号也就更多，如此也就能实现更高的实时定位精度。而当周边存在障碍物数量偏多时，要想为定位提供准确性保障，可结合惯性导航技术。

3.4 GPS布网工作

该方面的应用是在GPS定位技术的运用下，对测绘线路及带状等工程进行网格布置，如海港、饮水相关工程。具体来说，该方面是以点连式或边连式构建持续发展的三角锁同步图形。而在测绘变形监测网或工程枢纽区施工控制网时，通常都是借助网连式或边连式来布置工程，如此可使GPS技术布置的几何程度、网格精确程度进一步提升，进而为测绘工作提供可靠的准确性保障。

3.5 实时动态测绘法

GPS实时动态测绘（RTK技术）工作原理在于将GPS接收机安装在地面测量点部位作为测量点准确点，随后与GPS卫星相连接进行测量信息的接收，以此实现内容的实时获取，并将个别测得的信息朝着测量流动站、中心测量站传输。其中，测量流动站能够同时接收GPS卫星信号和其他方面的数据。在对所有信息进行科学整合之后，在GPS导航技术原理的运用下对数据进行观察分析，测量流动站具体坐标可在计算机系统的使用下获取，并完成各项信息的回传，动态测绘参数就此形成，而动态测绘成效也就此达成。

3.6 工程变形情况测量

由于建筑工程项目建设中存在着人为因素及地质运动等影响，极易出现建筑变形或位移情况，所造成的后果十分严重[4]。针对通常所见的建筑物沉降或大坝变形等，倘若发现及时并实施针对性处理措施，可实现变形破坏控制有效性的提升。在工程變形检测中运用GPS测量技术，通过高精度三维定位技术的利用，可将建筑物微小变化的产生及时发现，推动工程变形防范水平的提升。

3.7 水下地形测绘

GPS技术在水下工程测绘中的运用，有利于测绘工作效率的有效提升。具体应用实践中，通常是以测深仪、潮位仪、差分GPS接收机及终端接收设备等作为主要应用设备，在彼此密切结合下完成有机测绘体系的组建，能在大比例尺下水下地形测绘工作中发挥极为显著的效果，可对水下地形实际状态进行精准、便捷的获取，同时还能实现测绘难度的降低、结果准确性的提升。

4 结束语

GPS测绘技术现已在建筑领域中得到了极为广泛的应用，其意义十分重要。与传统测绘技术作比较，GPS测绘技术具有大量优势特征，再加上其科技力量十分先进的缘故，有利于工程测绘工作效率、质量及测量精确度的有效提升，同时还可减少人力、物力消耗，推动经济效益与社会效益的提升。故而，GPS测绘技术具有极大的发展与应用空间，其未来发展前景十分可观。

参考文献：

[1]黄小梅.刍议GPS技术在工程测绘中的应用与改进[J].江西建材，2015（2）：209-209.

[2]李锐.GPS技术在地质工程勘察测绘中的应用探究[J].山东工业技术，2016（5）：119-119.

[3]董强.关于GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].山东工业技术，2016，6（1）：82-82.

[4]史乐生.GPS技术及其在工程测量中的应用研究[J].门窗，2018（1）：241-241.