工程测绘中GPS测绘技术的实践探讨刘恩剑

工程测绘中GPS测绘技术的实践探讨刘恩剑

刘恩剑左磊

(中国核电工程有限公司福清项目部福建省福清市350318)

摘要：改革开放以来，我国基础建设飞速的发展，在大型工程项目中，工程测量更不可缺，而传统工程测量技术越来越不能满足当前工程精度要求。随着科学技术的进步以及工程测量的发展，高精度、高效率的GPS测量技术正逐步取代传统的测量工具，可以说GPS的出现给测绘领域带来了根本性的变革。

关键词：工程测绘；GPS测绘技术；应用

引言

GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称。硬件是由环球通讯卫星和接收装置组成，基于卫星的无线电导航定位系统，为用户提供精密的三维坐标、导航与时间信息。随着地球的数字化进程，微电子技术和GIS技术获得重大进展，卫星导航、定位的理论已趋成熟，同时各个领域都需要掌握对空间资料的处理和利用的基本技术，GPS将作为通用设备越来越多地应用于科研和民用领域。特别是在当前形势下，我国基础建设进行得如火如荼，在大型工程项目中，工程测量更不可缺，而传统工程测量技术越来越不能满足当前工程精度要求。随着科学技术的进步以及工程测量的发展，高精度、高效率的GPS测量技术正逐步取代传统的测量工具，可以说GPS的出现给测绘领域带来了根本性的变革，在目前的工程测绘中被广泛的运用。

1GPS测绘技术的特点

1.1可以实时定位

GPS测绘技术采用的是全球定位系统对其进行导航，可以实现对目标物体的速度以及三维位置的实时精确定位，从而有效地保证运动物体可以按照之前预定的方案运行。

1.2定位的精度非常高

根据相关的工程测绘具体实验可以得知，工程测绘中GPS测绘技术的应用在具体的定位精度上可以达到50km之内，相对定位的精准度高达10×1-6到10×2-6，在距离为100km到500km时其定位精准度可以达到10-7，距离超过1000km时其相对定位的精准度可以到达10-9。GPS测绘技术采用实时的动态定位以及实时地查分定位方式，使工程测量的精准度可以按厘米级以及分米级来进行计算，这样几乎可以满足工程测量中的所有测量要求，现阶段GPS测绘技术依旧在不断的发展，因此GPS测绘技术的精准度还可以得到进一步的提升。

1.3观测所用时间短

现阶段进行测量的模式选用的是经典静态的相对定位模式，现在要对20km以内的目标进行测量，借助单频接收机进行观测所用的观测时间大概为1h，如果借助双频接收机来进行测量所需的测量时间为15-20min。而如果采用实时动态的定位模式，仅仅需要1~5min的时间就可以将初始化观测完成，在每个站所需要的观测时间短到仅需几秒。因此可以得出结论，GPS测绘技术可以将工程测绘的观测时间降到最低，从而有效地提升工程测绘的效率。

2工程测绘中GPS测绘技术的具体应用实践探讨

2.1GPS定位技术的应用

GPS定位技术，主要结合了各种几何知识和物理知识，通过卫星以及接收装置的应用实现对物体的多角度的定位。在目前，工程测绘中的GPS技术包括了静态相对定位以及动态相对定位两种，其中静态相对定位对地面接收装置的数量要求较多，装置根据一定的方式进行排列，并进行约为45分钟的实时监测，对监测数据进行处理后即可得出所需定位数据。而对于动态相对定位，则需要在载波相对观测量的基础上进行作业，其需要设置较多的控制点，选择中点位较准确的控制点作为基本控制基站，并通过地面接收装置对物体进行实时监测。在一般情况下，GPS技术的三维定位需要保证接收机能够同时接收四颗卫星的信号，另外对于精度要求较高的定位，则需要加大卫星的数量。GPS系统包括了24颗卫星，在水平角大于10度的情况下，GPS系统能够接收7颗卫星的信号，如果定位地势存在较多的山峦以及建筑物，卫星信号的接收会受到影响，因此需要结合惯性导航技术进行处理，从而实现正常作业。

2.2GPS外业测绘

GPS外业测绘需要选择准确的测量点，这个测量点的选择直接关系到测绘工作的准确性和工程精度。在选择测量点之前，要对测绘地区的地理位置和标架进行确定，这是GPS测绘能够有效应用于测绘区域的前提。GPS技术在测绘工作中主要依赖于开机观测和无线装置实现，相比于传统的测量工作具有较强的准确性。GPS测绘过程由于确定了观测点，需要从三个不同方位对测量设备进行固定，保证标志中心准确相对。

2.3实时动态测绘方法

针对某些已经经过检测点之上的新基站进行设定，同时需要安装一台GPS接收设备，便可以实现在该区域内的现场测绘。通过无线电传送的方式，可以将GPS测绘结果及时传递到信息接收站。观测现场的流动站在接收来自不同发送站的信息的同时，也可以依靠基站传输的数据进行定位，这时基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到两观测站之间的相对位置，解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。

2.4一些精密工程中GPS测绘技术的应用实践

现阶段伴随着GPS测绘技术的不断发展以及应用范围的不断扩大，工程测量的多个环节中都有用到GPS测绘技术。工程测绘的范围非常广，包括工程的勘察设计，工程的施工以及工程的验收等，当然还包括工程施工中一些设备的安装，所有的工程环节中都会用到GPS测绘技术。另外，由于GPS测绘技术操作比较简单测量结果精度高，在很多的精密设备工程中也得到了一些应用实践，例如，桥梁工程、管道工程、隧道工程以及安装工程，工程测绘中GPS测绘技术的实践表明了GPS测绘技术在工程测量中发挥了较大作用。在进行两个控制点间的具体测量工作时，如果采用传统的测量方法只能进行通视，但如果借助GPS测绘技术就完全不用通视。例如，如果要对隧道的贯通控制进行测量，为了能够有效保证隧道贯通测量的精准性，需要借助联测确定隧道起始基点的方向，然后再将隧道的开挖方向进行测定。这样不仅可以使隧道工程的测量变得足够简单，同时还可以将隧道工程质量得到有效提升。现阶段，GPS测绘技术已经充分借助自己高效益以及高精度的优势，在很多的隧道工程以及矿山测量工程中得到了应用实践。

2.5工程变形监测方面的应用

工程变形在工程建设中会常常遇到，它一般包括人为因素而造成的建筑物或地壳的变形和建筑物的位移。由于GPS测量在三维定位中具有高精度的优势，所以它成了监测各种工程变形的极为有效的测量工具。在工程建设过程中，往往会遇到形态迥异的各类变形，其变形类型主要包括陆地建筑物的变形和缺陷、大坝的变形、资源开采区的地面沉降、海上建筑物的沉陷等。如具体应用在大坝变形的监测中，水降或水电站的大坝，由于水负荷的重压，可能引起大坝的变形。因此为了避免大坝变形引发安全事故，必须对大坝进行连续而精密的监测。如果采用GPS精密定位技术，不仅可以实现大坝变形监测工作的精度达到（1.0ppm-0.1ppm），而且还有助于实现监测工作的自动化。比如为了监测大坝的变形，先在远离坝体的适当位置选择一基准站，然后在变形区选择若干监测点。之后并分别在基准站与监测点上安置GPS接收机，就可以进行连续地自动观测，同时采用适当的数据传输技术，实时的将监测数据自动地传到数据传输中心，以进行处理、分析和显示。

结语

在社会不断发展的今天，传统的测绘技术逐渐被GPS测量技术所替代。质量更高，效率更高，操作简单，工作环境安全的工作方式是任何一个行业所追求的，测绘工程也不例外。而GPS测量技术恰恰满足了这些优点，所以它取代传统的测量技术是社会发展的必然。但是在我国的实际使用过程中，必然会出现或多或少的问题，这些问题的出现正是GPS测量技术需要不断改善的方面。相关的测绘工作人员和技术人员应该认真对待相关问题，找出合理的解决办法，使得GPS技术在测绘工程的领域得到更加广泛的应用。只有这样，才能不断提高测绘工程行业的工作效率和质量。

参考文献:

［1］杜芳华．GPS测量技术在工程测绘中的应用及特点［J］．交通建设，2013，13(07):113．

［2］石显祥.关于工程测绘中GPS测绘技术的应用探析[J].江西建材,2015,4(10)：239.