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摘要：GPS技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展過程中產(chǎn)生的一種定位技術(shù)。該技術(shù)的定位功能十分精確，所以在各種各樣具有定位要求的工作中該技術(shù)獲得了大量應(yīng)用。GPS技術(shù)產(chǎn)生了良好的施工效果，特別是在現(xiàn)代化的工程測繪中，GPS技術(shù)可有效提高測繪的精準(zhǔn)性，進一步促使工程產(chǎn)生了更加安全、可靠的經(jīng)濟效益。本文在此從GPS的原理及應(yīng)用流程出發(fā)，對GPS在工程測量的實際應(yīng)用做了一定的研究

關(guān)鍵詞：GPS；工作原理；測量

一、GPS測量技術(shù)概述

GPS即全球定位系統(tǒng)，是一種基于衛(wèi)星的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可以完成距離與時間的測量，主要包括用戶設(shè)備、空間衛(wèi)星星座以及地面監(jiān)測系統(tǒng)三個部分。在應(yīng)用時，主要通過無線電信號，實現(xiàn)無線導(dǎo)航來提供準(zhǔn)確的定位信息，現(xiàn)在已經(jīng)得到多個領(lǐng)域的重視與應(yīng)用。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS測量技術(shù)研究與應(yīng)用更為成熟，具有經(jīng)濟快速與精度高等特點，進一步推動了測量領(lǐng)域與測繪領(lǐng)域的快速發(fā)展。GPS測量技術(shù)具有定位精度高、觀測時間短、應(yīng)用范圍廣以及操作簡單等特點，與傳統(tǒng)GPS測量技術(shù)相比，其可以全天候持續(xù)工作。在數(shù)據(jù)監(jiān)測工作中，GPS衛(wèi)星數(shù)目分布合理性更高，并且左右范圍廣泛，在監(jiān)測時能夠通過系統(tǒng)完成三維定位，對地球上任何地點、環(huán)境以及時間段內(nèi)進行監(jiān)測，靈活性更高。

二、GPS技術(shù)原理

GPS技術(shù)的工作原理比較簡單，按照空間的位置關(guān)系，我們把GPS劃分為三部分：地球外空間衛(wèi)星軌道、地面接收控制點、用戶接收信號的發(fā)射裝置。

通常來說，一定數(shù)量的地球外空間軌道衛(wèi)星形成了一個系統(tǒng)，信號對用戶區(qū)域進行全面覆蓋，當(dāng)用戶產(chǎn)生需求時，定位導(dǎo)航信號由空間衛(wèi)星進行發(fā)射。通過計算機地面接收控制點處理衛(wèi)星收集到的信號，反饋結(jié)果到空間衛(wèi)星。

GPS技術(shù)的重點便是定位。根據(jù)定位方式進行分類，可以將GPS技術(shù)劃分為絕對定位和相對定位。實際定位方式的不同也會產(chǎn)生不同的應(yīng)用，并且各有特點。相對定位按照的是幾何空間理論，已知三顆衛(wèi)星之間的距離和測量位置，通過數(shù)學(xué)理論。利用三顆衛(wèi)星的地點就能夠?qū)嶋H測量位置進行推算。而絕對定位，是按照詳細(xì)的海拔數(shù)據(jù)、經(jīng)緯度等信息，對測量位置的空間坐標(biāo)積極確定。這兩種定位方式，都具有極高測量精度，可以綜合實際情況科學(xué)選擇。

三、GPS測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用流程

1、定位測量點

選擇測量點時必須遵循便捷、安全的原則，便于布設(shè)GPS設(shè)備，盡量定位在視野開闊的作業(yè)環(huán)境內(nèi)，避免影響GPS設(shè)備信號的傳輸與接收，排除外界電磁的影響，確定GPS的測量點后，需要記錄到測繪圖紙內(nèi)，為后期測繪提供圖紙依據(jù)。

2、構(gòu)建測量標(biāo)志

GPS技術(shù)中的測量標(biāo)志，主要是起到指示、提示的作用，待測量點定位完成后，需要安置測量標(biāo)志，用于指導(dǎo)GPS測量的整個過程。由于工程測繪環(huán)境的影響，測量標(biāo)志的構(gòu)建并沒有統(tǒng)一的方法，基本按照測量人員的經(jīng)驗設(shè)置，比較常見的方法時埋入標(biāo)石，既可以發(fā)揮標(biāo)識作用，又可以穩(wěn)定標(biāo)志。

3、測量觀測

測量觀測是GPS技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，GPS測量屬于室外作業(yè)，促使GPS需要嚴(yán)格遵循室外觀測的要求。例如：某地籍項目測繪中，在GPS室外觀測中增加衛(wèi)星導(dǎo)航，兩者需在協(xié)調(diào)狀態(tài)下才能實現(xiàn)高質(zhì)量的測繪服務(wù)，該項目人員設(shè)置到GPS技術(shù)后，利用衛(wèi)星收集測量信息，通過導(dǎo)航系統(tǒng)觀測GPS接收的衛(wèi)星信號，充分利用開機觀測的方法，保障測量觀測的技術(shù)性。

4、數(shù)據(jù)分析

GPS測量數(shù)據(jù)的分析，基本是由計算機完成，利用計算機中的外業(yè)檢測，確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度，確保數(shù)據(jù)結(jié)果貼近工程實際，完善GPS測量中的數(shù)據(jù)庫。

四、GPS測量技術(shù)在工程測繪中實際應(yīng)用分析

1、城市建設(shè)中應(yīng)用

城市控制網(wǎng)具有精度高、面積大等特點，并且大多數(shù)城市在建設(shè)時都位于地面，在后期持續(xù)建設(shè)過程中，就會出現(xiàn)不用程度的破壞。想要快速而準(zhǔn)確的為進一步建設(shè)提供控制點，只是選擇常規(guī)的加測繪技術(shù)，不但工作量與難度巨大，并且整個測繪過程下來所需時間過長，最終測量的精度也不一定能夠滿足建設(shè)需求。將GPS測量技術(shù)應(yīng)用在城市建設(shè)中，可以在滿足城市規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)上，對城市控制測量的準(zhǔn)確性以及測量速率進行調(diào)整與控制。要求在正式測繪前，應(yīng)以測量地區(qū)較小比例地形圖為參考，并進行野外勘察工作，最終結(jié)合城市建設(shè)特點來完成整個測繪工作。例如，在對一個工程項目進行測繪前，應(yīng)確定項目名稱與測量地區(qū)已控制點，保證地區(qū)滿足工程測繪需求.

2、水下地形測繪應(yīng)用

海港、海岸以及碼頭等工程的建設(shè)，在進行工程設(shè)計時，必須要以施工點水下地形圖為依據(jù)，針對這一點可以選擇應(yīng)用GPS測量技術(shù)來完成。傳統(tǒng)測量方式大多選擇用測探儀，根據(jù)超聲波的方式來測量水深并繪制地形圖，或者是選擇用潮位儀來對潮位進行測量，以此來確定水下地形高度。選擇GPS測量技術(shù)來對水下地形進行測量，除了能夠解決平面位置測量問題外，同時能夠應(yīng)用差分GPS定位系統(tǒng)對地下水地形進行測繪。對于水下地形的測繪，可以選擇將測深儀、差分GPS接收器以及潮位儀等與終端設(shè)備相連接，構(gòu)成完成的水下測繪系統(tǒng)來進行測量。

3、工程測繪應(yīng)用

GPS測量技術(shù)應(yīng)用在工程測繪中，可以建立起區(qū)域GPS網(wǎng)，創(chuàng)造出更好的條件來為城市與工程控制網(wǎng)。GPS測量技術(shù)所具有的高測量精度，擴大了其在工程測繪中的應(yīng)用范圍，例如高層建筑物檢測、大壩變形檢測以及地面沉降檢測等，更好的提高了工程建設(shè)的穩(wěn)定性與安全性。其中，工程變形的檢測，主要是利用GPS測量技術(shù)的三維定位精度高的特點，收集工程變形的各項數(shù)據(jù)，測量精度可以大大1.0PPm～0.1PPm，提高工程測量的準(zhǔn)確性與安全性。

4、GPS定位技術(shù)的應(yīng)用

在工程測繪中應(yīng)用GPS 技術(shù)，它的原理就是結(jié)合幾何與物理學(xué)的一些基礎(chǔ)原理，對GPS 系統(tǒng)空間分布的衛(wèi)星加以利用，通過地面接收裝置完成對物體的測量。在目前來說靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位是國內(nèi)外工程測繪中應(yīng)用GPS 測量技術(shù)的主要兩種技術(shù)方法。靜態(tài)相對定位很簡單，只需要將地面接收裝置按照一定的規(guī)范排列完整即可，同步觀察的時間為45min 左右，由專業(yè)工作技術(shù)人員進行數(shù)據(jù)的收集和處理。而動態(tài)相對定位是以載波相對觀測量作為觀測依據(jù)，首先選取工作點，然后再進行其他地面接收裝置的安裝，從不同角度進行觀測。

5、GPS 變形監(jiān)測

變形監(jiān)測主要是監(jiān)測像大橋、水庫大壩、高層大樓等建筑物、構(gòu)筑物的地基沉降、位移以及整體的傾斜等狀況。常規(guī)的監(jiān)測技術(shù)是應(yīng)用水準(zhǔn)測量的方法，監(jiān)測地基的沉降；應(yīng)用三角測量（或角度交會）的方法監(jiān)測地基的位移和整體的傾斜，由于被監(jiān)測物體通常都是幾何尺寸巨人，監(jiān)測環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測技術(shù)要求較高，因此應(yīng)用常規(guī)技術(shù)不僅觀測時間長、勞動強度大，而且難以實現(xiàn)自動化監(jiān)測。而GPS 技術(shù)由于定位精度高，不需要通視、可全天候工作等特點。研究表明，利用GPS 進行水平位移觀測可獲得小于士2mm 精度的位移矢量，高程的測量也可獲得不大于士10mm 的精度。因此，GPS 在變形監(jiān)測中越來越受到廣泛的應(yīng)用。

五、結(jié)語

綜上，GPS測量技術(shù)朝向自動化的方向發(fā)展，在很大程度上降低了人工作業(yè)的強度，優(yōu)化工程測繪的整個過程，促使其更加適應(yīng)現(xiàn)代工程行業(yè)在測繪方面的需要。GPS測量技術(shù)在工程測繪中得到廣泛應(yīng)用，一方面提高數(shù)據(jù)測繪自動化的能力，另一方面GPS成為工程測繪的基礎(chǔ)技術(shù)，融合其他測量技術(shù)，共同推進工程測繪的發(fā)展，提供優(yōu)質(zhì)的測繪服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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