浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用

廖敏　刘亚鹏

一、简述GPS测量技术

近几年因为GPS定位系统的定位数据的精确性高和实时的自动化优势，使世界上越来越多的工程测量研究学者开始对其产生浓厚的研究兴趣。因此GPS定位系统的技术应用得到了进一步的改进，原来GPS基本只有一个工作模式，通过将两台或多台的GPS监测器设置在特定的点上，通过对对同一的卫星进行连续观测来收集观测的数据在进行处理后，给出目标观测点的基线向量。今天随着GPS应用技术的不断发展快速静态定位的模式开始得到广泛的运用，可以实现对观测目标的实时和全方位的观测。通过不断的技术研究GPS定位系统在工程测量的应用将会更加广泛，我们从具体的方面来分析GPS测量技术的应用特点。

1.1GPS系统的组成

想要将GPS测量技术很好地在工程测量当中利用，就要对GPS系统的组成及构造有一个十分好的掌握，有一个很好地了解。从总体上来看GPS定位系统一共有两个大方面的组成部分，分别是提供GPS定位范围的空间卫星群以及有效实行监控的地面监控系统。同时，除了这两大系统组成部分之外，利用GPS定位系统进行定位的用户还应该持有卫星的接收设备。在工程测量中，随着GPS定位技术的不断发展，GPS接受设备逐渐向便携带的、体积小、重量轻的方向发展。

1.2GPS在工程测量中的应用原理和优势

GPS是一种新型的观测手段，在国际上得到广泛的应用，在交通运输、军事研究、地质勘探、工程建设等都得到了广泛的运用。在工程测量中，我们具体的分析GPS测量技术应用的独特优势。

（1）GPS定位的精度较高。GPS定位系统可以实现精细的全方位定位，因此具有非常高的定位精度准确性，这已经成为了工程测量应用人员的普遍共识，所以GPS定位系统的应用技术才会得到广泛的应用，这主要是与它的高度精确性分不开的。GPS系统的测量精度和红外仪的测量精度相差不多，并且随着距离的不断加长，GPS的测量数据的精确性将会更加凸显。

（2）GPS定位系统观测的时间较短。当GPS定位系统在工程测量中得到应用时，通常都是运用GPS系统来布设工程的测量网点的方法来进行测量，在每个布设的测量网点上通常需要观测的时间仅为30-40min左右，所以测量观测所花费的时间较短，同时如果运用快速静态的GPS应用的观测方法，时间将会更加缩短。

（3）GPS测量技术可以实现自动化操作。运用GPS定位系统进行工程测量可以实现实时的自动化，因此操作比较简单，尤其是随着技术手段的不断提升，GPS接收器更是逐渐向小型化和运用简单化发展，工程的观测人员只需要将观测的天线按对应位置放好，GPS除了可以定位观测站的平面特性的位置之外还可以向用户提供三维的立体坐标。

二、GPS测量技术及其在工程测量中的应用

在上述对GPS测量技术的优势进行分析的基础上，就可以了解到，GPS测量技术是一个很好地测量技术支撑，那么将其在测量时候的具体应用进行具体的分析，以此对于以后工程测量的工作有很大的帮助。

2.1GPS在控制测量网时的方案运用

在运用GPS测量时要有具体的方案设计，并且要逐渐的实现方案设计的优化和实施，要严格的按照方案的计划和要求进行测量，在进行GPS测量时要尽可能的保证视野的开阔，在15度高度角上保证没有过多的障碍物，并且四周不能有电磁的干扰，在进行GPS测量站的建设时，要充分考虑将测量站建设在电磁波反射比较强烈的地点，在静态定位作业时要使用四颗以上的卫星对测量目标区域进行同步的定位，按照时段的周期性特征和时间段的长短来相应的计算载波的结构，并且要根据具体的定位图形来描绘出一个封闭式的多边形结构。这样可以有效的保证控制网的有效实施，提高整个控制网的精确度。

2.2GPS在工程测量中的应用

（1）施工水准点的控制测定。施工的水准点是指每个一段距离所布设的高程布设网点，在GPS定位系统的工程测量技术没有应用以前，工程测量单位通常都采用传统的放线测量的方法来确定水准点的布设区域，但是如果一些工程没有做到去实地考察就容易使工程的测量预算出现不合理的现象，从而使水准点的测量的点距加大。水准点的布设距离加大够就会使测量的数据不能做到更加精确化，从而使测量数据不准确。当运用GPS测量技术时，可以弥补这些误差，通过GPS的接收器来实时的接收卫星传回的数据信号，对水准点的布设进行控制，从而可以不断的协调工程观测的整体进程。例如在公路工程施工的水准点布设时，可以通过GPS定位系统，传达卫星觀测的同步照片，对公路的建设路段和地势特点来进行实时的监控，从而可以在公路线中每隔200m就可以设置一个施工水准点。

（2）有效的控制测量。运用GPS定位系统进行工程测量工作，一共有两个测量模式：第一，快速静态定位模式，具体的作业方式是，然后加收同步卫星的观测数据，然后确定用户站的三维目标，当确定的结果的计算达到一定的稳定值，就能主确定观测的精确值。第二，动态定位模式，在进行测量时需要先静止观测数分钟，然后流动站就可以按照事先采定的数据来进行自动监测。动态定位的模式的操作更为简单。因此在进行工程测量工作时，应该根据工程监测的具体要求来选择用哪种监测模式。一般在一些测量数据要求较高的工程中，如隧道建设工程、大型桥梁和建筑工程等，通常采用快速静态定位的模式。而动态定位的模式通常用于公路工程的测量中，可以完成公路所处地形的测绘和公路各个侧面的测量。因为公路测量的视野比较宽阔，一般不会有障碍物阻挡视野所以，整个测量不需要通视。

（3）大比例尺的地图绘制。运用GPS定位可以对工程所处区域进行比例尺的测绘工作，通常在工程施工之前，都需要事先测定工程区域的地形图，以此掌握工程施工中可能受到的影响。运用GPS动态测量的方法，可以准确的获取工程的整体概况数据，然后根据收集的数据利用绘图软件进行地形图绘制。具有非常明显的数据采集效率高、速度快、准确性高的特点。

三、结束语

总之，GPS技术的作用和优点比较突出，这一技术要想在今后的测量工程中得到有效的应用和推广，需要国家相关部门不断提升科研资金的投入力度，不断研究，深入探索，只有这样才能提升这一测量技术的系统性。虽然，测量工作的基本原理比较复杂，但是，其属于高新技术的一种，找到突破口，提升测量工作的准确性和高效性才能够促进测量事业的长足发展。

（作者单位：新余良山矿业有限责任公司）