GPS测量技术及其在工程测量运用中的特点

刘金联

摘 要：随着我国经济水平的不断提升，科技越来越成为各个产业发展的主要动力，GPS作为一种科学有效的测量技术，并且具备测量结果精确、操作简便等优势，已经成为我国工程测量的主要运用技术之一。因此，本文对GPS测量技术进行了简要的概述，并分析了其在工程测量运用中的特点，旨在增进人们对GPS测量技术的了解，加强人们对这一技术的重视意识。

关键词：GPS测量技术 工程测量 运用 特点

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（a）-0047-02

在当前环境下，GPS测量技术的主要构成部分是通讯卫星和导航系统，能够实现对工程项目的实时和精确测量。在对GPS技术的深入研发和创新的流程中，要对这一技术有充分的了解，首先明确其特点和优势，才能在后续的研发过程中针对技术优势制定出更为科学和准确地改进方案，提升工程测量的效率和精准程度。

1 GPS测量技术的工作原理及概述

GPS测量技术在工作的过程中主要运用的是交互定位的原理，它通过空间卫星来实现对工程的测量，并与地面监控系统相互配合，以确保工程测量的进度。在实际的工作过程中GPS测量技术能够通过已知几点的距离来推算出未知点所处的位置，这里的已知点通常指空间卫星，而未知点通常指某一移动目标。

通常来说，GPS系统会设置一定的卫星接收器以及数据处理软件，来保证测量结果的准确性。GPS系统中还设有计算机处理系统，来对GPS传输的工程数据进行处理，并实现工程数据变化规律的统计以及未来数据趋势走向的预测。除此之外，气象仪器也发挥着重要的作用，它可以在遭遇恶劣的气象变化时充分传输气象变化对工程测量的影响数据，并进行一定的调控，以保证工程测量的顺利完成。

2 GPS测量技术在工程测量中的运用

2.1 GPS定位技术

GPS定位技术的工作流程是先将物理学科和几何学科的原理进行交流和融合，并通过GPS卫星技术和地面监测系统完成对工程项目的多角度、多方位定位。目前的工程测量项目中，主要运用的GPS定位技术有静态相对定位和实时动态相对定位。静态相对定位的操作流程较为简便，它将地面接收排成一条基线来对需要测量的工程项目进行同步监测，并将监测结果交由专业分析的科研人员进行处理。实时动态相对定位需要在地面安装连续接收数据的装置，并选取较为精确的控制点作为工程测量的控制基站，来对不同角度传送回到地面的动态数据进行观测。

2.2 虚拟现实技术

在以往的工程监测过程中，需要通过监测人员的实地勘测来获得数据，部分工程的所在地的地形地势较为复杂，且气象因素不稳定，容易发生事故，不利于保证监测人员的人身安全。GPS系统中的虚拟现实技术与计算机绘图技术的有效结合，能够准确、快速地在计算机中建立起工程测量地周围环境的三维图像，通过分析三维图像的数据信息能够更直观地了解工程测量地的环境，并准确标出需要注意的安全项目和需要重点监测的地区，避免了监测过程中事故地发生和人力资源的浪费。

2.3 地图绘制技术

在工程施工的过程中，必须有相应的地形图进行对照才能保证工程施工的质量，而运用传统方式绘制的地图与实际情况相关，通常大小和比例都不尽相同。采用GPS测量技术，能够实时获取相应的地形参数，再根据其具体特征进行处理，从而获得更详尽的数据，并进行综合，最后利用绘图软件完成制图[1]。

2.4 施水准点测定技术

在工程测量的过程中，施水准点测定技术也发挥着重要的作用。传统的测定技术事先对预算的考虑不够全面，会造成施水准点的过程中出现失误的结果，影响最终数据的准确性，增大成本投入。并且不准确的数据结果也会给施工过程带来负面影响，从而降低工程的质量。运用GPS测量技术能够通过卫星信号来确定临时水准点的位置，有利于为实际的测量和施工工作提供标准和规范，提高施工的水准，促使工程能够在规定时间内完成[2]。

3 GPS检测技术在工程测量运用中的特点

3.1 功能繁多，覆盖面广

GPS测量技术的功能较为多样，不仅可以对工程项目进行定位，还能够结合计算机系统进行数据的分析、地图的绘制等。它的应用范围除了工程测量、汽车导航之外，还能够对速度、时间等进行毫秒级别的监测，随着科学技术水平的不断提高，GPS监测技术还会不断创新与其他技术的结合方式，从而更加扩大它的应用范围。

3.2 准确度高

大量的工程实践和实验室成功案例证明，GPS测量技术的数据准确程度极高，如果用载波相位观测进行静态相对定位，其精度在基线小于50km的情况下可以达到1×10-6，并且随着技术的不断改进，GPS测量技术的精准程度还会在原有程度上取得进一步提高。

3.3 定时定位

GPS监测系统能够实现全天候的实时监测，使得工程项目中物体每一刻的移动速度和位置都能够被实时记录并返回科研人员手中，真正實现实时定位。GPS监测系统的定时定位功能除了用于工程监测以外，还被广泛地运用于军事领域，并具有十分重要的地位[3]。

3.4 监测时间短

在静态相对定位模式中，如果基线在20km以内，单频接收器的接收时间大约为1h左右，双频接收器大约为20min。而在动态定位模式中，系统初步启动工作结束之后，每站的观测时间仅为几秒钟。由此可见，GPS测量技术能够有效缩短监测时间，提高工作人员的效率，减少不必要的资源浪费。

3.5 智能化和自动化系统

GPS监测系统未来的重要发展趋势和当前的主要优势就是智能化和自动化。在GPS监测系统中，大部分的机器都不需要人工进行实施管理，设备可以自行完成数据的接收、图像的建立、数据处理等工作，在监测结束之后工作人员只需要关闭设备并进行一定的检查和维护工作即可，相对于人工监测的方式而言更加便利快捷。如果设备进行了长时间的监测，它会直接将数据传输到处理中心，无须任何其他的操作。此外，监测设备的组成都比较简单，可以减轻外出携带的负担，便于随时随地接收、查看和处理各种数据信息，做出最及时的判断和决策。

3.6 三维地心坐标统一化

GPS测量系统能够避免传统测量过程中出现测量方法不统一的问题，将不同的测量方法进行整理和统一，使之形成与观测对象特点相匹配的统一测量方法。GPS测量系统不但提供了有关水准面和高程测量的新思路，还为精密导航、航空物探等领域的进一步发展提供了技术支持。

3.7 全天候工作

GPS安装的卫星有24个，在地球表面形成了全方位覆盖的信息网，因此它能够全天候对任何时间下的任意地点进行监控，但是如若受到恶劣自然天气的影响，监测结果也会出现一定的偏差。

4 结语

综上所述，GPS测量技术是工程测量的重要支撑技术，它不仅能够保证测量的速度和测量数据的准确程度，还能够节省测量时间，减轻科研人员的工作压力，为企业减少不必要的成本开支。在今后的发展过程中，GPS测量技术也会不断成熟和完善，并且进一步拓宽应用的领域，为便利人们的日常生活做出越来越重要的贡献。因此，企业和国家要树立起对GPS测量技术的重视意识，通过研究和分析相关的资料加深对这一技术的理解，加大技术研发和成本投入，加强技术运用过程中有关经验的沟通和交流，才能加快GPS监测技术的创新和发展速度，提高国内工程项目的完成质量，促进经济发展。

参考文献

[1] 文超.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].工程技术：全文版，2017（1）：236.

[2] 高宇翔.浅谈GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].工程技术：引文版，2016（9）：291.

[3] 梅润杰.浅谈GPS测量技术在工程测量中的运用[J].工程技术：全文版，2016（12）：226.