工程测绘中GPS测量技术应用袁帅刘石龙

工程测绘中GPS测量技术应用袁帅刘石龙

袁帅刘石龙

袁帅刘石龙（吉林省广厦测绘有限公司吉林长春130000）

摘要：工程测绘中GPS测量技术的引入为我国的工程测绘领域创造了新的发展平台，极大的提高了工程测绘技术水平，在工程变形的监测、水下工程测绘、中均发挥了重要作用。本文首先分析了GPS测量技术的基本特点，然后详细阐述了工程测绘中GPS测量技术的应用方向，最后探讨了工程测绘中GPS测量的方法。

关键词：工程测绘；GPS；定位；变形监测；水下工程一、GPS测量技术的基本特点GPS测量技术在传统的测量技术基础上引进了大量的现代化先进电子技术，在测量功能以及测量技术方面都有明显的提高，具有应用范围广，定位精确，操作简便，智能化、自动化及集成化程度高等优点，测量效率以及测量精度极高。

（一）功能多样化，应用范围较广GPS技术不仅可以为用户提供精确的三维置坐标，具有测量以及位置导航功能，同时还可以为用户提供精确的时间和速度方面的完整信息，具有测时、测速的功能。随着GPS技术的不断发展与完善，这些功能也被逐渐应用到工程测量、海洋测绘、大地测量以及航空摄影测量等领域，应用范围有了很大的扩展。

（二）定位精确经大量的工程测绘实践证明，GPS的定位精度较传统定位方式有了显著提高。

1、在静态相对定位模式测量中若基线＜50km，GPS的定位精度高达1-2×10-6左右；若基线在100-500km范围内，其定位的精度可达10-6到10-7左右；若基线在1000km范围内，其定位的精度可达10-8左右。

2、实时定位以及实时分差定位GPS测量技术应用于实时定位时可将精度控制在分米、厘米单位，极大的减少误差。比如如果工程测绘的边长在300-1500m范围的实时定位，1h以上观测的平均平面误差＜mm，测量结果和采用ME-5000电磁波测距仪测量的结果相比，边长的较差在0.5mm以内，而较差中的误差只有0.3mm。因此GPS的高精度定位可达到工程测绘的不同标准的具体要求。

（三）操作简便现代化的GPS测量技术不断的引进各种先进科学技术手段，极大的提高了GPS技术的智能化、自动化及集成化程度，操作方法也非常的简便。在实际的工程测量过程中，只需要工作人员了解仪器的安装、基本的连线、气象数据收集以及天线高度的量取等简单内容即可，GPS仪器会自动进行卫星定位、跟踪观测并及时记录等内容，工作人员只需要负责维护监测仪器的正常运行。因此对工作人员的专业要求并不会太高，也可以减少由人为失误造成的误差。

（四）测量速度快现代的GPS测量技术在15-20min内可测量20km范围内的相对静态定位；在快速测量静态定位时，在2min内即可观测到15km内每个基准站和流动站的定位，同时在初始化的流动站观测后可马上进行实时定位跟踪，只需要几秒钟就可以观测到每个流动站的位置。

（五）全天候测量外太空中存在不计其数的由地球发射的卫星，并且各卫星之间呈现均匀分布状态，基本上地球的每一个角落都被覆盖在内，因此GPS这种全球定位系统不限制时间和地点都可以进行测量。而且除了会偶尔受到雷雨天气等极其恶劣的气象影响，测量工作在其他气象环境条件下均可正常。

二、工程测绘中GPS测量技术的应用方向（一）GPS测量技术在城市建设中的应用城市控制网有着面积大、使用多和精度要求高的特点，很多城市的一二三级导线均位于地面，城市不停的建设改变中，常出现不同程度的损坏，快速而精确地进行控制点提供，采用常规的导线测量，必须要求控制点之间能够通视，这样的工作难度大，耗时长而且精度也不理想。在城市建设中，应用GPS测绘技术，不仅能够满足城市的规划要求，还能够改善城市控制测量的准确性以及测量速率。

在实行GPS测量作业前，提前收集测量地区较小比例的地形图以做参考，或是进行野外勘探作业，按照城市测量地点所具备的特点来进行相关的工作。比如依据工程项目，设定项目名称，整理测量地区的已控制点，来监测其是否符合GPS作业的要求。进行野外勘探时，首先把基准站建立在选定的控制点内，取出接收器进行相应的输入，再予以设置，完成后要检查GPS卫星数是否在五颗以上，发射台的指示灯是否正常工作，要选2到3个已知的控制点看是否符合测量精度，要对传输得到的坐标来进行相应的整理、分类、评定以及判断而后作出详细文件。

（二）监测工程变形中GPS的应用工程建设的过程中，工程变形是常见的问题，主要是由人为造成地面或者建筑物的变形，以及建筑物移位等，GPS测量技术，因为三维定位精度高，所以在监测工程中被重点加以运用。变形中有很多种，建筑物沉陷、资源开采地面的沉陷和大坝变形等，对大坝进行监测能够很好的预测变形所造成的意外状况。在监测中采用GPS测量技术，快速收集大坝变形数据，测量数据能够精确到1.0PPm到0.1PPm，此中不只能够保证工程测量的准确性以及安全性，测量工程的自动化技术也因此而提高。

（三）水下地形测绘中GPS的应用海港建设，海岸和码头的施工设计工程中都需要采用水下地形图。在传统的水深测量中主要是采用测探仪，根据超声波测量水深的原理，对水深测量的同时还采用潮位仪对潮位进行测量，依此测出水下地形的高度。用经外测距仪、经纬仪和三应答器来测量平面位置。

设备操作复杂且条件要求极高。在GPS测量技术的应用中，解决平面位置测量的问题外，且应用差分GPS定位系统能够对水下地形测绘。水下的测绘工程，通过将测深仪、差分GPS接收机和潮位仪与终端设备相连接，从而构成完整的水下测绘系统来进行测量。

（四）虚拟现实方面的具体应用以往的工程测绘中，多数需要人工测量，从而引发各类的安全事故，而测绘工作的精准性也相对较差。采用GPS定位测量技术，可以快速且高效实现工程测绘的交互定位，以及逼真形象的测绘数据结果，而且可以实时掌握和监控工程测绘的全部流程。目前我国已将GPS定位测量技术用于矿井工程项目测绘中，且通过GPS技术来实行测量演练，以便能对测量方案中的问题进行修正和优化。及时在演练中查出测量方案存在的问题，进而有效的进行解决且完善。

三、工程测绘中GPS测量的方法（一）GPS外业测绘GPS用在室外工程测绘中的重要工作是选择点。因为测绘结果的准确程度隔阂和选择点密不可分，所以选择点之前要做好准备，包括分析测量地的具体位置、坐标架、坐标型号是否有损坏等。这些都是选择点之前必须要完成的工作。无线安装设置与开机观察测量和平常的测绘是不一样的，都要用到GPS的观察测量。无线安装设置工作的时候，无线应该架在三脚架标志中心的上方，要直接对准定位的正常点，无线基座上面的圆水准气泡要放平。如果遇到有风的时候，要把无线固定，最好是固定成三角形。

（二）GPS布网工作GPS布网工作的程序：引水工程等线状路和成片工程测绘，一般要运用边连式和点连式连成三角形。可是对一些工程的中心环节比较多的网状与片状地区，一般运用的方法是网连式与边连式，可以提高网状地区的几何结构，增强GPS控制网的精确程度与可靠程度。

（三）实时动态测绘方法RTK工作的程序：把一个已经知道的点上面设为基准站，并且安装一台GPS接收机，对可以看到的卫星进行现场观察测量，并且运用无线电器材进行传输信息，把观察测量得到的数值与测量站信息进行连接，然后把数据传递到流动站。流动站的作用很多，不仅可以接收GPS卫星信号，而且还可以运用无线电器材接收基准站传递的数值，根据导航的基本原理，对基准站和流动站的数值和本身观察测量得到的数值进行对比，然后得到流动站与基准站之间的位置，计算出流动站位置的三维坐标并且定时储存和传递。

参考文献[1]孙兰彩.论GPS技术在测绘工程的有效运用[J].科技致富向导，2012（23）[2]陈绵清.浅谈GPS技术应用于工程测绘[J].科技致富向导，2012（21）